缝隙腐蚀与防护
缝隙腐蚀与防护摘要：缝隙腐蚀常发生在腐蚀介质中的金属表面上，是在缝隙和其他隐蔽的区域内发生的一种局部腐蚀。
孔穴、垫片接触面、搭接缝内、沉积物下、紧固件缝隙内是常发生缝隙腐蚀的地方。
凡是依靠氧化膜或钝化层抗腐蚀的金属特别易发生这种腐蚀。
在许多介质中，特别是含氧的介质中会发生缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀也是一种电化学腐蚀。
这是由于金属溶解入介质中后便放出电子，如果有氧，特别是有氯离子，将与电子在水溶液中形成OH−或H+Cl−，使金属不断腐蚀。
即使缝隙中的氧消耗完，但由于氯离子有快速迁移能力，得以使金属在缝隙中的氯化物浓度增加，即缝隙中加快了腐蚀。
关键词：缝隙腐蚀；原理；特征；影响因素；防护Abstract: Crevice corrosion often happen in the metal surface corrosive medium, is in aperture and other hidden area of a local corrosion occurred. Caities which act, gasket surface, take a juncture inside, sediment, fasteners within the aperture is often occur crevice corrosion place. All depend on oxidation film or the passivation layer of metal corrosion is especially vulnerable to happen this corrosion. In many media, in particular with the medium oxygen will happen in the crevice corrosion. Crevice corrosion is also a kind of electrochemical corrosion. This is because of the metal dissolved into the medium was released after electronic, if aerobic, especially with the chloride ions, will and electronic in water solution form OH-or H + Cl-and makes the metal constantly corrosion. Even if the crack in the oxygen consumption over, but because the chloride ions have rapid transfer ability, to make metal in.Kyword: Crevice corrosion; Principle; Characteristic; Influencing factors; protection1. 缝隙腐蚀1.1. 缝隙腐蚀的定义缝隙腐蚀常发生在腐蚀介质中的金属表面上，是在缝隙和其他隐蔽的区域内发生的一种局部腐蚀。
孔穴、垫片接触面、搭接缝内、沉积物下、紧固件缝隙内是常发生缝隙腐蚀的地方。
凡是依靠氧化膜或钝化层抗腐蚀的金属特别易发生这种腐蚀。
在许多介质中，特别是含氧的介质中会发生缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀也是一种电化学腐蚀。
这是由于金属溶解入介质中后便放出电子，如果有氧，特别是有氯离子，将与电子在水溶液中形成OH−或H+Cl−，使金属不断腐蚀。
即使缝隙中的氧消耗完，但由于氯离子有快速迁移能力，得以使金属在缝隙中的氯化物浓度增加，即缝隙中加快了腐蚀。
造成缝隙腐蚀的狭缝或间隙的宽度必须足以使腐蚀介质进入并滞留其中，所以缝隙腐蚀通常发生在(25-100)μ的缝隙中。
而在那些宽的沟槽或宽的缝隙中，因腐蚀介质畅流而一般不发生缝隙腐蚀损伤。
金属部件在介质中因金属与金属间形成非常小的缝隙，使缝隙内介质处于直流状态，形成氧浓差电池而引起的局部腐蚀称为缝隙腐蚀。
包括垫圈，缠绕和金属重叠处的图1 缝隙腐蚀初期衬垫腐蚀；腐蚀产物或污泥的沉积或海生物附着而引起的沉积腐蚀；普通钢涂膜下见到的纤维状腐蚀；金属在电解质溶液溶液中因为氧的扩散在水面上形成三相界面上的强烈的水线腐蚀。
几乎所有金属和合金都会缝隙腐蚀，但各种金属对缝隙腐蚀的敏感性不同，但以充气的含活性阴离子的中性介质最容易引起缝隙腐蚀：自钝化金属的敏感性较高，非自钝化金属(如碳钢)的敏感性较低，自钝化能力愈强愈敏感。
奥氏体不锈钢是一种能耐多种苛刻介质腐蚀的优良合金，但是也会发生缝隙腐蚀。
1.2. 缝隙腐蚀的原理大多数研究者较能接受的是氧浓差电池与闭塞电池的自催化效应机理。
如碳钢在中性海水中发生的缝隙腐蚀的过程，腐蚀刚开始时，氧去极化腐浊在缝隙内、外均匀地进行。
随着腐蚀的进行，因滞流关系，氧只能以扩散方式向缝内传递，使缝内氧供应不足，氧化还原反应很快便终止。
而缝外的氧随时可以得到补充，氧化还原反应继续进行。
缝内、外构成了宏观上的氧浓差电池，缝内为阳极，缝外为阴极，其反应如下：缝内：2Fe→2Fe2++4e−缝外：O2+2H2O+4e−→4OH−由于电池具有大阴极—小阳极的特征，缝隙腐蚀速度较大。
阴、阳极图2 缝隙腐蚀后期分离，二次腐蚀产物在缝口形成，逐步形成为闭塞电池。
闭塞电池的形成标志着腐蚀进入了发展阶段，此时缝内金属阳离子便难以迁出缝外，使缝内Fe2+、Fe3+产生积累和正电荷过剩，促进了缝外Cl−向缝内迁移。
金属氯化物的水解使缝内介质酸化，加速了阳极的溶解。
阳极的加速溶解又引起更多的Cl−迁入，氯化物的浓度又增加，氯化物的水解又使介质的酸性增强。
这样，便形成一个自催化过程，使缝内金属的溶解速度加速进行下去。
综上所述，氧浓差电池的形成，对腐蚀的开始起促进作用。
但蚀坑的加深和扩展是从闭塞电池开始的。
酸化自催化是造成腐蚀加速进行的根本原因。
换言之，只有氧浓差而没有自催化，不至于构成严重的缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀的特征(1)无论是同种或异种金属的接触还是金属同非金属的接触，只要存在满足缝隙腐蚀的狭缝和腐蚀介质，都会发生缝隙介质，其中以依赖钝化而耐蚀的金属更容易发生；(2)几乎所有的腐蚀介质(包括淡水)都能引起金属的缝隙腐蚀，而含有氯离子的溶液通常是缝隙腐蚀最为敏感的介质；(3)与点蚀相比，对同一种金属或合金而言，缝隙腐蚀更易发生。
通常，缝隙腐蚀的电位比点蚀电位更低；(4)遭受缝隙腐蚀的金属表面既可以表现为全面腐蚀，也可表现为点蚀形态，耐蚀性好的通常表现为点蚀形态，耐蚀性差的表现为全面腐蚀。
(5)缝隙腐蚀存在孕育期，其长短因材料、缝隙结构和环境因素的不同而不同，缝隙腐蚀的缝口常常为腐蚀产物所覆盖，由此增强缝隙的闭塞电池效应。
1.3. 缝隙腐蚀的影响因素1.3.1. 金属的性质金属对缝隙腐蚀的敏感性视其自钝化能力的高低而定，自钝化能力强，敏感性高；自钝化能力弱，敏感性就低。
例如Cr、Ni、Mo、N、Cu、Si等能有效提高不锈钢的耐腐蚀性能，均涉及对钝化膜的稳定性和再钝化能力所起的作用。
1.3.2. 环境因素的影响不锈钢的缝隙腐蚀大多发生在充气的中性氯化物介质，如海水中，通常介质中氯离子的度越高，发生缝隙腐蚀的可能性越大。
当氯离子浓度超过0.1％时便发生缝隙腐蚀的可能。
除了氯离子外，溴离子和碘离子也能引起缝隙腐蚀。
此外，介质溶解氧浓度大于0.5×106时也会引起缝隙腐蚀。
温度越高，发生缝隙腐蚀的危险性越大。
具体有如下规律：a、溶液中溶解的氧浓度：氧浓度增加，缝外阴极还原反应更易进行，缝隙腐蚀加剧。
b、溶液中氯离子浓度：氯离子浓度增加，点位负移，缝隙腐蚀加速。
c、温度：温度变化对缝隙腐蚀的影响是比较复杂的，因为温度带对各相关因素产生不同的甚至是相反的影响。
一方面，温度升高使传输过程及反应动力学加速，从而增大阳极反应速度；另一方面，在敞开系统的溶液中，溶解氧浓度随温度升高而下降，并视阳极和阴极两种反应的综合结果而定，大约在80.0C，不锈钢的缝隙腐蚀达到极大。
高于此温度，由于溶液的溶氧下降，缝隙腐蚀速度下降。
在含有氯离子的溶氧中，各种不锈钢存在一个临界缝隙腐蚀速度。
d 、pH ：只要缝外金属能够保持钝态，pH 降低，缝隙腐蚀量增加。
e 、腐蚀介质的流速：流速有正、反两个方面的作用。
增加腐蚀溶液的流速，使输送到缝隙外部的金属表面上的氧量增加，缝隙腐蚀量也增加。
304钢O 形圈密封腐蚀试验表明：0.15m/s 流速的海水比静止海水更易导致缝隙腐蚀。
但是，若缝隙是由于海生物或沉积物造成，或是在设备运行过程中产生的残渣或生成的疏松膜，流速慢反而容易堆积，流速快则不容易附着。
从这个意义上来讲，增加流速也有可能减少产生缝隙腐蚀的机会。
1.3.3. 缝隙几何形状的影响间隙的宽度和深度以及内外面积比，它们决定了氧进入缝隙的难易程度，电解质组成的化、电位的分布及宏观电池的有效性。
由图3可看出，当缝隙宽度变窄时，总腐蚀率随之增高，腐蚀深度随之度化。
损伤最大的是缝隙宽度为100μ~120μ，50天的侵入深度约达90μ；当间隙250μ或更宽些时，在0.5N -NaCl 溶液中并不产生缝隙腐蚀。
2. 缝隙腐蚀的防护缝隙腐蚀主要是由于缝隙的存在导致介质的电化学不均匀性引起，所以对于缝隙腐蚀的防护，主要可以参考以下几点：1、合理设计，避免缝隙。
例如：焊接优于铆接；对焊优于搭焊；焊接必须保证质量，避免焊孔；螺钉接合结构，可以采用低硫橡皮垫圈、致密的填料、接合面可以用涂层防护。
此外，设计时应避免积水区；维护时，应勤于清理，去除污垢等。
2、设计无法避免缝隙时，可采用阴极保护。
例如在海水中，采用牺牲锌极或镁极。
但采取这种方法时，要注意氢脆问题。
图 3 2Cr13不锈钢在0 .5N(29.3g/L)NaCl 溶液中缝隙宽度、腐蚀深度和腐蚀率的关系3、由于缓蚀剂较难进入缝隙，所以可以在接合面上涂上加有缓蚀剂的油漆，例如，对于钢材，使用加有PbCr O4的油漆，对于铝，使用加有ZnCr O4的油漆；对于金属片，可采用浸有气相缓蚀剂的包装纸隔开。
4、改用合适材料，对于某些重要部件，可以改用抗缝隙腐蚀能力较强的材料，比如高铬高钼的不锈钢等5、如果不能采用无缝的方案，则应使结构能妥善排流方便在出现沉积物时能及时清除，也可以用固体填料将缝隙填实。
例如在海水中使用的不锈钢设备，可采用铅锡合金作填料，除填实缝隙外，还可以起牺牲阳极的作用。
6、垫圈不宜采用石棉、纸等吸湿材料，用聚四氟乙烯较为理想。
7、采用电化学保护法。
如采用阴极保护法，应将电势控制在低于击穿电势和高于保护电势的区间内。
缝隙腐蚀的机理
缝隙腐蚀的机理缝隙腐蚀是一种常见的金属腐蚀形式，它发生在金属表面的缝隙或接触点处。
这种腐蚀形式常见于金属结构和设备中，如管道、容器、焊接接头等。
缝隙腐蚀的机理主要与环境条件和金属材料的特性有关。
缝隙腐蚀的发生与环境条件密切相关。
当金属表面处于潮湿、高温、含有氧化物或盐类的环境中时，缝隙腐蚀易发生。
这是因为潮湿环境中的水分和氧气可以通过缝隙或接触点进入金属内部，形成微小的电池。
在这个微小的电池中，金属表面处于阳极，而缝隙或接触点处则成为阴极。
这种电化学反应导致了金属的腐蚀。
金属材料的特性也对缝隙腐蚀起到了重要的影响。
不同类型的金属在不同环境下具有不同的腐蚀倾向。
一些金属具有良好的耐腐蚀性能，如不锈钢、铜等。
然而，一些金属具有较弱的耐腐蚀性能，如铁、铝等。
当这些金属处于恶劣的环境中时，容易发生缝隙腐蚀。
此外，金属的晶粒结构、含有的合金元素以及表面处理等因素也会影响金属的耐腐蚀性能。
缝隙腐蚀的机理可以分为两个阶段：初始化和扩展。
初始化是指缝隙腐蚀开始发生的阶段。
在这个阶段，金属表面的缝隙或接触点处形成了微小的电池。
阳极处的金属开始溶解，而阴极处的缝隙或接触点则保持不变或产生一些化学反应产物。
这些反应产物可以进一步加速腐蚀的进行。
随着时间的推移，缝隙腐蚀会逐渐扩展。
在腐蚀扩展阶段，金属的溶解速度加快，缝隙或接触点的形状也会发生改变。
腐蚀扩展会导致金属的损失和结构的破坏。
如果不及时采取措施进行修复和保护，缝隙腐蚀可能会对金属结构的安全性和可靠性产生严重影响。
为了防止缝隙腐蚀的发生，可以采取一些措施。
首先，选择具有良好耐腐蚀性能的金属材料。
不锈钢等特殊材料具有较强的耐腐蚀性能，可以有效地抵抗缝隙腐蚀。
其次，进行适当的表面处理，如喷涂防腐涂层、电镀等，以增加金属表面的防护层。
此外，定期进行检查和维护，及时修复和更换受损的部件，也是预防缝隙腐蚀的重要措施。
缝隙腐蚀是一种常见的金属腐蚀形式，发生在金属表面的缝隙或接触点处。
钢结构腐蚀类型及防护方法
钢结构腐蚀类型及防护方法钢结构建筑具有施工便捷、抗震性能好、可回收等优点，但钢结构易锈蚀，了解防腐类型及防护是非常有必要的。
以下是小编为你整理推荐钢结构腐蚀类型及防护方法，希望你喜欢。
钢结构的腐蚀类型钢结构腐蚀类型有大气腐蚀，局部腐蚀和应力腐蚀。
(1)大气腐蚀钢结构受大气腐蚀主要是由空气中的水和氧等的化学和电化学作用引起的。
大气中的水汽在金属表面形成电解液层，空气中的氧溶于其中作为阴极去极剂，二者与钢构件形成了一个基本的腐蚀原电池。
钢构件表面受大气腐蚀形成锈层后，腐蚀产物会影响大气腐蚀的电极反应。
(2)局部腐蚀局部腐蚀在钢结构建筑中最常见，主要是电偶腐蚀、缝隙腐蚀。
电偶腐蚀主要发生在钢结构不同金属组合或者连接处，其中电位较负的金属腐蚀速度较快，而电位较正的金属受到保护，两种金属构成了腐蚀原电池。
缝隙腐蚀主要在钢结构不同结构件之间、钢构件与非金属之间存在的表面缝隙处，当缝隙宽度可让液体在缝内停滞时发生，钢结构缝隙腐蚀最敏感的缝宽为0.025～O.1mm。
(3)应力腐蚀在某一特定的介质中，钢结构不受应力作用时腐蚀甚微，但受到拉伸应力后，经过一段时间构件会发生突然断裂。
由于这种应力腐蚀断裂事先没有明显的征兆，所以往往造成灾难性后果，如桥梁坍塌、管道泄漏、建筑物倒塌等。
根据钢结构腐蚀机理，其腐蚀是一种不均匀的破坏，腐蚀的发展很快，钢结构表面一旦发生腐蚀，腐蚀的蚀坑会由坑底向纵深迅速发展，使钢结构产生应力集中，而应力集中又会加快钢材的腐蚀，这是一种恶性循环。
腐蚀使钢材的抗冷脆性能下降、疲劳强度降低，导致承重构件在无明显的变形征兆下突然发生脆性断裂，造成建筑物倒塌。
钢结构腐蚀防护方法1、使用耐候钢介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性;耐候性为普碳钢的2~8倍，涂装性为普碳钢的1.5~10倍。
同时，它具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。
金属的腐蚀与防护
化学腐蚀
在外界环境中的水蒸气、酸碱等物质影响下，金属表面发生氧化还原反应，形成氧化物或其他化合物。例如，当铁暴露于氧和水中时，会形成铁锈（Fe₂O₃·nH₂O），这是一种典型的化学腐蚀现象。
电化学腐蚀
在一定条件下，例如在电解质溶液中，不同电位造成的电流分布变化，会导致金属表面上出现阳极区和阴极区。在阳极区，金属发生氧化反应而溶解，释放出电子；在阴极区，则发生还原反应，这一过程是通过离子在溶液中传递形成闭合回路，从而加剧了金属的整体损失。
三、影响金属腐蚀因素
影响木材及其抗风雨能力的重要因素有很多，包括：
环境湿度
高湿度会加速空气中的氧气、水分与金属的接触，加快氧化反应。因此，在潮湿环境下，金属更易受到腐蚀。
温度
氧化反应通常随着温度升高而境下金属更容易发生严重腐蚀。
pH值
环境中的酸碱程度直接影响着局部区域的电极电位。不同pH值下的介质对不同类型的金属具有不同程度的侵害。例如，低pH值（酸性环境）往往对铁等铸铁材料具有较强的侵袭性。
电化学腐蚀
电化学腐蚀是由于电流在金属表面产生的不均匀分布而导致的。比如，当金属与不同电位的金属连接时，低电位部分会被加速腐蚀。
生物腐蚀
这种腐蚀是由微生物造成的，尤其是在水体中生活的微生物，会通过其代谢过程改变周围环境，从而促进了金属的腐蚀过程。生物膜或污垢层常常在这种情况下形成，进一步加速了腐蚀。
二、金属腐蚀机制
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀是指金属在环境的作用下，发生化学或电化学反应，导致其物理和化学性能劣化的过程。腐蚀不仅削弱了金属材料的强度、韧性，还可能引发结构失效，造成巨大的经济损失和安全隐患。因此，了解金属腐蚀的原理和机制，以及实施有效的防护措施，对于延长金属构件的使用寿命，提高工程安全性具有重要意义。
腐蚀的分类及防范措施
腐蚀的分类及防范措施腐蚀的分类1、大气腐蚀在大气中，由于氧的作用，雨水的作用，腐蚀性物质的作用，裸露的设备、管线、阀、泵及其他设施会产生严重腐蚀，甚至有些化工厂因为螺栓、阀等锈死，诱发事故的发生。
因此，设备、管线、阀、泵及其设施等，需要选择合适的材料及涂覆防腐涂层予以保护。
2、全面腐蚀在腐蚀介质及一定温度、压力下，会发生金属表面或大面积均匀的腐蚀，如果腐蚀裕度控制在0.05～0.5mm/a、＜0.05mm/a，金属材料耐蚀等级分别为良好、优良。
对于这种腐蚀，应根据介质及温度、压力等选择合适的耐腐蚀材料，或接触介质的内表面涂覆涂层，或加入缓蚀剂。
3、电偶腐蚀电偶腐蚀是化工容器、设备中常见的一种腐蚀，它是由于两种不同金属在溶液中直接接触，因其电极电位不同构成腐蚀电池，使电极电位较负的金属发生溶解腐蚀。
为减轻这种双金属腐蚀，应选择电偶序列相近的金属材料。
4、缝隙腐蚀在装置设备的管道连接处、衬板、垫片等处的金属与金属，金属与非金属间及金属涂层破损时，金属与涂层间所构成的窄缝在电解液中会造成缝隙腐蚀。
防止办法：a.采用合适的抗缝隙腐蚀材料；b.采用合理的设计方案，如尽量减小缝隙、死角、腐蚀液（介质）的积存，法兰配合严密，垫片适宜等；c.采用电化学保护；d.采用缓蚀剂等。
5、孔蚀由于金属表面露头、错位、介质不均匀等，腐蚀介质会集中在金属表面个别小点上形成深度较大的腐蚀。
防止孔蚀的方法有：a.减少溶液中氯离子浓度，或加入有抑制孔蚀作用的阴离子；b.减少溶液中氧化性离子，如Fe3+、Cu2+、Hg2+；降低溶液温度；c.采用阴极保护；d.采用点蚀合金。
6、其他工艺设备在一定条件下会产生晶间腐蚀,拉应力作用下的应力腐蚀破裂,在高温、高压下的氢腐蚀（使钢组织发生化学变化），在交变应力作用下的腐蚀疲劳等。
腐蚀的后果电镀生产过程中使用的氰化物、强碱、强酸等，将对上述装置的内表层进行腐蚀，特别是其金属部分。
这种腐蚀破坏作用又不易被察觉，其危险性很大，一旦装置被腐蚀破坏，腐蚀物质就会往外泄漏，将导致后果严重的事故发生。
埋地管线钢缝隙腐蚀的机理与防护研究进展
摘
要： 通过对埋地 管线钢缝 隙腐蚀的机理及 防护进行综述 ， 总结 了阴极保护下缝 内的 电位 电
流 分布规律 缝 口保护 电位、缝 口尺寸、溶液导 电率 与缝 内极化 电位 电流 的关 系及环境 因素对缝 隙 腐蚀的影响 。表明 了埋地 管线钢 的缝 隙腐蚀规律研 究方 面的重大意 义。
油 管 道 在 位 于 田 纳 西 州 并着火 ， 造成 ３ 人死亡 、８ 人受伤。 损坏是 由钢管外壁腐蚀 引起的 ， 而 （ ｅ ｎ ｓｅ ）东部的诺 克斯维 尔 ２０ 年 ８ Ｔ ｎ ｅｓｅ ００ 月９日发生在新 墨西哥 州 在美 国输 气干线和集气干线的泄漏 （ ｏ ｖｌ ）发生 了一起破 裂溢 油 的０７ｍ（０ｎ￣然气管的腐蚀破裂 事故 中， ７ ％是腐蚀造成的 。 Ｋｎ ｘ ｉｅ ｌ ． ３ ｉ） ６ 有 ４ ，
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材料腐蚀与防护基本措施
材料腐蚀与防护1、材料防护的基本途径（P6）（1）提高材料本身的耐蚀性（2）改变环境（3）采用涂镀层和表面改性（4）将材料与腐蚀介质隔开（5）采用电化学保护（6）正确选材和合理设计2*减少和防止析氢腐蚀的措施（81）（1）减少或消除金属中的有害杂质（2）加入氢过电位大的成分（3）加入缓蚀剂，增大析氢过电位（4）降低和性阴离子成分3*防止点腐的措施（P102）（1）选用耐点蚀的金属材料（2）改变介质条件（3）钝化材料表面（4）阴极保护4、防止缝隙腐蚀的措施（P105）（1）合理设计（2）正确选材（3）采用缓蚀剂(4)电化学保护5*、防止电偶腐蚀的措施（P109）（1）设计和组装（2）涂层（3）阴极保护（4）绝缘措施（5）在设计上，应该尽量避免两种金属相接触，如无法避免，应采用电偶序相隔较远的两种金属（6）在结构设计上，应该避免“小阳极—大阴极”结构（7）将电偶对与腐蚀介质隔开（8）采用缓蚀剂6、防止晶间腐蚀的措施（P113）（1）降低碳含量（2）合金化（3）适当的冷加工（4）适当的热处理（5）形成双相不锈钢7*、防止SCC的措施（p121）（1）合理的选材（2）消除内应力（3）涂层（4）改变介质环境（5）电化学保护8、防止腐蚀疲劳的措施（133）（1）降低材料的表面粗糙度（2）合理的使用缓蚀剂（3）阴极保护（4）表面硬化处理9、防止冲刷腐蚀的措施（p136）（1）改进设计（2）正确选材和表面处理（3）控制环境（4）阴极保护10、防止空泡腐蚀的措施（P137）（1）改进设计（2）正确选材和表面处理（3）去除溶解在流体中的气体（4）阴极保护11、防止磨损腐蚀的措施（p139）（1）降低载荷（2）提高材料表面的耐磨性（3）使摩擦副的两个表面具有相近的硬度（4）使用减磨材料或润滑剂12、防止微动腐蚀的措施（p140）（1）表面可能引起微动的连接方式（2）对接触表面进行润滑处理（3）在接触表面加入隔离材料（4）合理选材和表面强化13、防止大气腐蚀的措施（p147）（1）提高材料的耐蚀性（2）表面涂层保护（3）改变局部大气环境（4）合理设计和环境保护14、防止土壤腐蚀的措施（p155）（1）覆盖层保护（2）改变土壤环境（3）阴极保护15、防止海水腐蚀的措施（p163）（1）合理选用金属材料（2）涂镀层保护（3）电化学保护16*防止微生物腐蚀的措施（P167）（1）使用杀菌剂或抑菌剂（2）改变环境条件抑制微生物生长（3）覆盖层保护（4）阴极保护注：带*的应重点复习，把背下来。
腐蚀事例分析及防护方法
腐蚀实例分析及防护方法（应力腐蚀实例）【1】北方一条公路下蒸气冷凝回流管原用碳钢制造，由于冷凝液的腐蚀发生破坏，便用304型不锈钢（0Cr18Ni9）管更换。
使用不到两年出现泄漏，检查管道外表面发生穿晶型应力腐蚀破裂。
分析：北方冬季在公路上撒盐作为防冻剂，盐渗入土壤使公路两侧的土壤中的氯化钠的含量大大增加，奥氏体不锈钢在这种含有很多氯化物的潮湿土壤中，为奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境，从而发生应力腐蚀。
防护措施：1、把奥氏体不锈钢管换成碳钢管【2】某化工厂生产氯化钾的车间，一台SS-800型三足式离心机转鼓突然发生断裂，转鼓材质为1Cr18Ni9Ti。
经鉴定为应力腐蚀破裂。
分析：氯化钾溶液经过离心转鼓过滤后，氯化钾浓度升高。
然而离心转鼓的材质为（1Cr18Ni9Ti）奥氏体不锈钢。
而氯离子的含量远远超过发生应力腐蚀的临界氯离子浓度，为奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境。
所以转鼓会发生应力腐蚀从而发生断裂。
防护措施：1、更换转鼓的材质定期清洗表面的氯化物【3】 CO2压缩机一段、二段和三段中间冷却器为304L（00Cr19Ni10）型不锈钢制造。
投产一年多相继发生泄漏。
经检查，裂纹主要发生在高温端水侧管子与管板结合部位。
所用冷却水含氯化物0.002%~0.004%。
分析：管与管板连接形成的缝隙区。
由于闭塞条件使物质迁移困难，容易形成盐垢，造成氯离子浓度增高。
高温端冷却水强烈汽化，在缝隙区形成水垢使氯化物浓缩。
防护措施：1、改进管与管板的联接结构，消除缝隙。
2、立式换热器的结构改进，提高壳程水位，使管束完全被水浸没。
3、管板采用不锈钢—碳钢复合板，以碳钢为牺牲阳极【4】一高压釜用18-8不锈钢制造，釜外用碳钢夹套通水冷却。
冷却水为优质自来水，含氯化物量很低。
高压釜进行间歇操作，每次使用后，将夹套中的水排放掉。
仅操作了几次，高压釜体外表面上形成大量裂纹。
分析：操作时高压釜外表面被冷却水浸没，停运时夹套中的水被放掉。
缝隙腐蚀
清理，去除污垢等。
2. 设计无法避免缝隙时，可采用阴极保护。例如在海水中， 采用牺牲锌极或镁极。但采取这种方法时，要注意氢脆
问题。
3. 改用合适材料，对于某些重要部件，可以改用抗缝隙腐 蚀能力较强的材料，比如高铬高钼的不锈钢等。
4. 由于缓蚀剂较难进入缝隙，所以可以在接合面上涂上加有 缓蚀剂的油漆。常用的缓蚀剂有硝酸盐，铬酸盐，硫酸盐 和碱性物质等。例如，对于钢材，使用加有 PbCrO4的油 漆，对于铝，使用加有ZnCrO4的油漆；对于金属片，可
相同之处:
由于几何形状或腐蚀产物在缝隙、蚀坑或裂纹出口处的 堆积，使腐蚀介质流动的通道闭塞。
耐蚀性依赖于钝态的金属材料在含氯化物的溶液中容易 发生，造成典型的局部腐蚀。 点蚀和缝隙腐蚀成长阶段的机理都可以用闭塞电池自催
化效应说明。
不同之处:
点蚀的闭塞区是在腐蚀过程中形成的，闭塞程度较大；缝 隙腐蚀的闭塞区在开始就存在，闭塞程度较小。
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀的定义
缝隙的种类
缝隙腐蚀的特征
缝隙腐蚀的形成条件&机理
点蚀和缝隙腐蚀的比较 缝隙腐蚀的影响因素 缝隙腐蚀的防止措施
缝隙腐蚀的定义
在腐蚀介质中的金属构件，由于金属与金属或金属与 非金属之间存在特别小的缝隙，造成缝内介质处于滞 流状态而发生的一种局部腐蚀形态称为缝隙腐蚀。
点蚀发生需要活性离子(如Cl- 离子)，缝隙腐蚀则不需要。
形态：缝隙腐蚀广而浅、点蚀窄而深
产生原因：缝隙腐蚀介质的浓差、点蚀钝化膜的破坏
发生难易：缝隙腐蚀更易发生
缝隙腐蚀的防止措施
1. 合理设计，避免缝隙。例如：焊接优于铆接；对焊优于
搭焊；焊接必须保证质量，避免焊孔；螺钉接合结构，
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀1.产生条件①缝隙的宽度一般为0.025~0.1mm，有介质滞留在缝内。
②几乎所有的金属或合金。
易钝化合金或金属更易发生。
③几乎所有的腐蚀介质。
包括酸性、中性或淡水介质，含氯离子的溶液最为容易。
2.机理缝隙腐蚀可分为初期阶段和后期阶段。
在初期阶段，腐蚀发生在包括缝隙内部的整个金属表面上，阳极溶解：M → M++e，阴极还原：O2+2H2O+4e→4OH-（见图1）。
但经过一个短时间后，缝内的氧由于扩散困难而减少，缝隙中的氧化还原反应就被迫停止。
氧消耗完以后，缝隙内的氧化还原反应不再发生了，这时由于缝内缺氧，缝外富氧，形成了“供氧差异电池”。
然而金属M在缝内继续溶解，缝内溶液中M+过剩，为了保持平衡，氯离子迁移到缝内，同时阴极过程转到缝外（如图2 所示）。
缝内已形成的金属盐类发生水解即：M+Cl-＋H2O → M O H ↓ + H+,结果使缝内pH下降，可达2～3，这就促使缝内金属溶解速度增加，相应缝外邻近表面的阴极过程，即氧的还原速度也增加，使外部表面得到阴极保护，而加速了缝内金属的腐蚀。
缝内金属离子进一步过剩促使Cl-迁入缝内，这就是缝隙腐蚀的自催化过程。
3.影响因素3.1 几何形状缝隙宽度与缝隙腐蚀深度和速度有关（如图3）。
图3. 2Cr13不锈钢在0.5N(29.3g／L)NaCl溶液中缝隙宽度、腐蚀深度和腐蚀率的关系由图可看出，当缝隙宽度变窄时，总腐蚀率随之增高，腐蚀深度随之度化。
损伤最大的是缝隙宽度为0.10mm～0.12mm，50天的侵入深度约达90μm；当间隙0.25mm或更宽些时，在0.5NNaCl溶液中并不产生缝隙腐蚀。
环境因素①溶解O2量：溶液中O2浓度增加，缝隙外部阴极反应加速，腐蚀量增加。
②电解质的流速：增加腐蚀液的流速，即输送到缝隙外部的金属表面上的O2量增加，腐蚀量也增加。
③温度：温度升高能增加阳极反应速度。
④ pH值：pH值减小，阳极溶解速度增加。
⑤氯离子等破坏钝化膜的离子：缝隙腐蚀在许多介质中都能产生，但在含氯离子溶液中最易发生。
腐蚀与防护-第十四章-腐蚀控制方法
➢防止环境诱发破裂（应力作用下的 腐蚀）
环境诱发破裂是由机械应力和腐蚀联 合作用产生，包括应力腐蚀破裂和腐蚀 疲劳。防止这类破坏的措施旨在消除拉 应力、交变应力的腐蚀环境，如尖角以 圆角过渡，如果可能时使两者一并除去
➢设备和构筑物的位置要合理
设备装置的布置应尽量避免相互之间可能产 生的不利或有害影响，如贮液设备、液体输送 设备或排泄设备应与电控设备留有一定的安全 距离。
境 染 性 和 酸 酸酸 和
酸水氧 氟
性溶非
非
化酸
大液氧
氧
性和
气
化
化
溶烧
介
介
液碱
质
质
液
B 材料的物理、机械和加工性满足设备或物 件的设计与制造要求
结构材料耐蚀性、机械性能(如强度、硬度、弹 性、塑性、冲击韧性、疲劳性能等)、物理性能 (如耐热、导电、导热、光、磁及密度、比重等)、 工艺性能(如机加工、铸造、焊接性能等)达标。
（5）防腐蚀工艺设计
金属材料在加工制造、装配及贮运等过程中，可能发生 腐蚀或留下腐蚀隐患．因此必须重视防腐蚀工艺设计。
速度＜0.05 mm/y
腐蚀速度 0.05~0.5 mm/y 腐蚀速度 0.5~1.5 mm/y 腐蚀速度>1.5 mm/y
C 腐蚀试验
• 进行腐蚀试验。资料中所列的使用条件未 必与实际使用条件完全一致
• 腐蚀试验应是接近十实际环境 • 腐蚀实验可分为：实验室试验、现场挂片
试验、实物试验 • 获得可靠的材料腐蚀性能数据
材料 （1）选择恰当的耐蚀材料（预定环境）
（2）研制更优良耐蚀性能的新材料（使用环境中）
环境 降低环境对金属材料的腐蚀性。 界面 （1）避免设备暴露表面局部区域条件强化