金屬材料的點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕

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1、金屬材料的點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕（pittingandcrevicecorrosion）金屬材料接觸某些溶液,表面上產(chǎn)生點(diǎn)狀局部腐蝕，蝕孔隨吋間的延續(xù)不斷地加深，其至穿孔，稱為點(diǎn)腐蝕（點(diǎn)蝕），也稱孔蝕。通常點(diǎn)蝕的蝕孔很小，直徑比深度小得多。蝕孔的最大深度與平均腐蝕深度的比值稱為點(diǎn)蝕系數(shù)。此值越大，點(diǎn)蝕越嚴(yán)重。一般蝕孔常被腐蝕產(chǎn)物覆蓋，不易發(fā)現(xiàn)，因此往往由于腐蝕穿孔，造成突然性事故（見金屬腐蝕）?？p隙腐蝕是兩個連接物之間的縫隙處發(fā)生的腐蝕，金屬和金屬間的連接（如釧接、螺栓連接）縫隙、金屬和非

2、金屬間的連接縫隙，以及金屬表面上的沉積物和金屬表面之間構(gòu)成的縫隙，都會出現(xiàn)這種局部腐蝕。許多金屬材料都能產(chǎn)生點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕。不銹鋼、鋁合金等靠鈍化來增強(qiáng)耐蝕性的金屬材料，也易產(chǎn)牛點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕。許多環(huán)境介質(zhì)都能引起金屬材料的點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕，尤其是含氯離子的溶液。點(diǎn)腐蝕金屬表面的電化學(xué)不均勻性是導(dǎo)致點(diǎn)蝕的重要原因。金屬材料的表面或鈍化膜等保護(hù)層中常顯露出某些缺陷或薄弱點(diǎn)（如夾雜物、晶界、位錯等處），這些地方容易形成點(diǎn)蝕核心。金屬浸入含有某些活化陰離子（特別是氯離子）的溶液屮，只要腐蝕電位達(dá)到或超過點(diǎn)蝕

3、電位（或稱擊穿電位），就能產(chǎn)生點(diǎn)蝕。這是由于鈍化膜在溶液中處于溶解以及可再度形成的動平衡狀態(tài)，而溶液中的活化陰離子（氯離子）會破壞這種平衡，導(dǎo)致金屬的局部表面形成微小蝕點(diǎn)，并發(fā)展為點(diǎn)蝕源。例如不銹鋼表面的硫化物夾雜的溶解，暴露出鋼的新鮮表面，就會形成點(diǎn)蝕源。八點(diǎn)蝕的發(fā)展是一個在閉塞區(qū)內(nèi)的自催化過程。在有一定閉塞性的蝕孔內(nèi)，溶解的金屈離子濃度大大增加，為保持電荷平衡，氯離子不斷遷入蝕孔，導(dǎo)致氯離子富集。高濃度的金屬氯化物水解，產(chǎn)生氫離子，由此造成蝕孔內(nèi)的強(qiáng)酸性環(huán)境，又會進(jìn)一步加速蝕孔內(nèi)金屬的溶解和溶液

4、氯離子濃度的增高和酸化。蝕孔內(nèi)壁處于活化狀態(tài)（構(gòu)成腐蝕原電池的陽極），而蝕孔外的金屬表面仍呈鈍態(tài)（構(gòu)成陰極），由此形成了小陽極/大陰極的活化■鈍化電池體系，使點(diǎn)蝕急速發(fā)展。縫隙腐蝕是由縫隙內(nèi)外介質(zhì)間物質(zhì)移動困難所引起的。為此，縫隙的寬度應(yīng)足夠狹小。它的發(fā)展也是一個閉塞區(qū)內(nèi)的自催化過程。例如處在海水等介質(zhì)中的鋼制零部件，在縫隙腐蝕的起始階段，縫隙內(nèi)外的金屬表面都發(fā)生以氧還原作為陰極反應(yīng)的腐蝕過程。由于縫隙內(nèi)的溶氧很快被消耗掉，而靠擴(kuò)散補(bǔ)充又十分困難,縫隙內(nèi)氧還原的陰極反應(yīng)逐漸停止，縫隙內(nèi)外建立了氧濃差

5、電池。縫隙外大面積上進(jìn)行的氧還原陰極反應(yīng)，則促進(jìn)縫隙內(nèi)金屬陽極溶解?？p隙內(nèi)金屬溶解產(chǎn)牛過剩的金屬陽離子（Me+）,又使縫隙外的氯離子遷入縫隙內(nèi)以保持電平衡。隨之而發(fā)生的金屬離子水解，使縫隙內(nèi)酸度增高，又加速了金屬的陽極溶解（見圖）。點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕的比較點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕兩者的發(fā)展階段的機(jī)理是一致的，但是它們的誘發(fā)機(jī)理和發(fā)生過程則有所不同。前者是由于材料的鈍態(tài)或保護(hù)層的局部破壞所引起,通過形成點(diǎn)蝕源而發(fā)展起來的;后者則是因介質(zhì)的電化學(xué)不均勻性所引起，腐蝕一開始就在縫隙條件下受閉塞電池的作用。從電極電位

6、來看，發(fā)生和發(fā)展縫隙腐蝕的電極電位比點(diǎn)蝕更低。從介質(zhì)來看，縫隙腐蝕在不含氯離子的溶液中也會發(fā)生，而點(diǎn)蝕則多在含有特殊的活性陰離子條件下才會發(fā)生。溶液屮的氯離子濃度對兩種腐蝕有很大的影響通常是氯離子濃度愈高，點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕發(fā)生的可能性也愈大，而且發(fā)展的速度也愈快。其他鹵族離子也有類似的影響。一般溶液的溫度愈高，產(chǎn)生點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的危險性也愈大。防止措施提高材料耐點(diǎn)蝕性的重要措施是添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪兀ㄈ缭诓讳P鋼中添加鈕），釆取鈍化處理及適當(dāng)?shù)臒崽幚恚档徒饘俨牧现械膴A雜物含量。防止縫隙腐蝕的主要措施是在

7、結(jié)構(gòu)中要避免縫隙和能造成表面沉積的幾何形狀，要盡量用焊接代替釧接，采用非吸濕性材料做墊圈。電化學(xué)保護(hù)對防止點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕都有效。采用合適的耐點(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕的金屬材料也是防止點(diǎn)蝕與縫隙腐蝕的有效措施。