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鈦的縫隙腐蝕與那些因素有關

來源:鈦棒,鈦板,鈦設備,鈦合金,鈦管,鈦絲,鈦材 發布時間:2014-8-11 12:15:52
的縫隙腐蝕與環境溫度、氯化物種類和濃度、pH值以及縫隙的大小和幾何形狀等許多因數有關。此外,鈦與聚四氟乙烯、鈦與石棉等非金屬組成的縫隙,比鈦與鈦組成的縫隙更加具有縫隙腐蝕的敏感性。
綜合國內外的研究和工業實踐,鈦的縫隙腐蝕具有以下的特征和規律。
①縫隙腐蝕的發生都有一個孕育期,孕育期長短與許多因數有關,如環境溫度、氯化物種類和濃度、氧化劑濃度、與鈦接觸的材料、溶液的pH值以及縫隙的大小和幾何形狀等。鈦在氣化鈉溶液中,氣離子濃度愈高、溫度愈髙、pH值愈低,那么縫隙腐蝕的孕育期越短,也就是縫隙腐蝕的敏感性越強。
②縫隙中的溶液成分和pH值,是與本體溶液完全不同的。一般說來,縫隙中的氧濃度較低、氣離子和氫離子濃度較高(pH值低于本體溶液),縫隙內的pH值可下降到<1,縫隙中的電極電位變得更負,從而使得縫隙中的鈦處于活性狀態。實驗室電化學測定表明,各種鹵化物離子的縫隙腐蝕電位順序為:Cl_<Br_<I-,即鈦在氣化物中的縫隙腐蝕敏感性最大,這與鈦的點腐蝕敏感性正好相反。
③鈦的縫隙腐蝕通常是在縫隙面的局部位置,而一般不會在整個縫隙面上全面發生腐蝕。縫隙腐蝕的孕育期結束之后,也就是一旦“成核”則由于自催化機理使得腐蝕迅速發展,最終導致局部穿孔而破壞。
④鈦縫隙腐蝕的發生過程中常常伴隨吸氫,甚至使用金相顯微鏡可以觀察到鈦材中針狀氫化物的存在。隨著吸氫量的增加,表面的氫化物不斷增加,使得腐蝕全面加快。與此同時,氫不斷地滲透到金屬內部,內部的氫化物沉淀可能成為應力腐蝕開裂的裂紋源,導致外應力作用下的開裂。
⑤經過多年的研究,鈦的縫隙腐蝕過程的物理圖像已經比較清楚。簡單地說,它分為兩個階段:孕育期和活性溶解期。

上面雖然提到一些局部腐蝕的問題,但是所有的內容都是以的腐蝕速度出發加以討論的。這里需要特別指出的是,腐蝕速度的概念基本上只適用于全面腐蝕或一般腐蝕的情況,對于鈍化型金屬(如本書涉及的金屬鈦)而言,腐蝕破壞通常不能以腐蝕速度,即單位面積的腐蝕失重或單位面積的腐蝕深度來表征。它們基本上是以局部腐蝕破壞的形式出現的,因此上述腐蝕數據,充其量對于選材只具有參考意義。下面繼續討論局部腐蝕。
 
縫隙腐蝕是在緊密的隙間位置發生的局部腐蝕現象,隙間可以是結構產生的(如法蘭連接面或墊片面、管與管板脹接處以及螺栓或锎釘的連接面等),也可以是結垢或沉積物與其下的覆蓋面引起的。早期認為鈦在海水、鹽霧中根本不發生縫隙腐蝕,后來在高溫氣化物介質中(如海水熱交換器),濕氣氣中(如濕氣氣列管式冷凝器),氧化劑緩蝕的鹽酸溶液,甲酸和草酸溶液等介質中,都相繼發生設備的縫隙腐蝕破壞。
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