焊接縫隙腐蝕是指腐蝕介質(zhì)中金屬表面的縫隙和其他隱蔽區(qū)域的局部腐蝕。孔洞、墊片接觸面、搭接接頭內(nèi)側、沉積物下和緊固件間隙內(nèi)側是經(jīng)常發(fā)生縫隙腐蝕的地方。依靠氧化膜或鈍化層來抗腐蝕的金屬特別容易受到這種腐蝕。間隙腐蝕發(fā)生在許多介質(zhì)中，尤其是含氧的介質(zhì)。間隙腐蝕也是一種電化學腐蝕。
當金屬在介質(zhì)中時，很小的間隙(一般在0。025和0.1 mm)在金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成，使間隙中的介質(zhì)處于停滯狀態(tài)，引起間隙中金屬的加速腐蝕。這種局部腐蝕稱為縫隙腐蝕。
很多設備和金屬部件都會因為不合理的設計或加工而造成縫隙。如法蘭連接面、螺母壓緊面和焊縫等。
幾乎所有的金屬和合金都會在各種介質(zhì)中形成縫隙腐蝕。然而，不同的金屬在不同的介質(zhì)中具有不同的腐蝕有感性。具有自鈍化特性的金屬和合金有可能在含有活性陰離子的充氣中性介質(zhì)中引起縫隙腐蝕。
生成機制
縫隙腐蝕是由于腐蝕溶液中縫隙內(nèi)外的金屬離子和溶解氣體濃度不均勻，產(chǎn)生電位差，影響電極過程動力學，甚至導致電化學電池的建立。當金屬表面的局部腐蝕開始并進一步擴展時，氧化過程發(fā)生在陽極區(qū)，一些還原過程(如O2還原)發(fā)生在陰極區(qū)。當間隙內(nèi)溶液中的溶解氧被全消耗掉而無法補充時，間隙內(nèi)的鈍化膜開始還原溶解。結果腐蝕產(chǎn)物金屬鹽逐漸濃縮，濃縮金屬鹽的水解使縫隙中的pH值急劇下降。當金屬的pH值失去了濃溶液中的鈍化膜，縫隙中不銹鋼的鈍化膜就會被多方面破壞，產(chǎn)生縫隙腐蝕。
影響因素
(1)溶解O2量:隨著溶液中O2濃度的增加，間隙外陰極反應加快，腐蝕量增加。一般當溶液中的溶解氧小于0。5ppm，可能不會引起縫隙腐蝕。
(2)電解液的流速:增加腐蝕液的流速，意味著輸送到縫隙外金屬表面的O2量增加，腐蝕量也增加。但設備運行中產(chǎn)生的殘渣或松膜在流速變慢時容易堆積；從這個意義上說，增加流速也可以減少腐蝕。
(3)溫度:提高溫度可以加快陽極反應速度。另一方面，它溶解在開放系統(tǒng)的溶液中。O2的濃度會隨著溫度的升高而降，根據(jù)陽極和陰極反應的綜合結果，縫隙腐蝕在80℃左右會變得較嚴重。在封閉系統(tǒng)中，隨著溫度的升高，縫隙腐蝕的速度大大加快。
(4) pH值:當pH值降時，陽極溶解速率增加。對于縫隙腐蝕，只要縫隙外部在金屬鈍化的pH范圍內(nèi)，如果pH值降，縫隙腐蝕量就會增加。
(5)氯離子和其他破壞鈍化膜的離子:縫隙腐蝕可以發(fā)生在許多介質(zhì)中，但容易發(fā)生在含有氯離子的溶液中。溶液中氯離子含量越高，縫隙腐蝕的可能性越大。對于含有非氧化性氯化物和溶解氧的系統(tǒng)，當氯離子含量大于0.1%時，可能會引起縫隙腐蝕。
(6)合金元素:合金元素的成分對縫隙腐蝕影響很大。隨著鉻和鎳含量的增加，不銹鋼的耐腐蝕性能提高。在不銹鋼中加入硅和銅也可以提高其耐腐蝕性。
與氣蝕的比較
縫隙腐蝕是比點蝕更常見的局部腐蝕。被腐蝕的金屬在接縫處呈現(xiàn)不同深度的凹坑或深洞。接縫經(jīng)常被腐蝕產(chǎn)物覆蓋，形成封閉的單元。像點蝕一樣，閉塞細胞的形成進一步加速了縫隙腐蝕。
縫隙腐蝕的機理與點蝕較相似，區(qū)別在于腐蝕的初始階段。空蝕源于自掘腐蝕孔，而縫隙腐蝕發(fā)生在金屬表面已有的縫隙中。在含有活性陰離子的介質(zhì)中，容易鈍化的合金或有孔隙的涂層的部件通常容易發(fā)生點蝕；但是，幾乎所有的合金只要處于各種含氧介質(zhì)中，都可能發(fā)生縫隙腐蝕。在腐蝕形式上，點蝕的坑窄而深，而縫隙腐蝕的坑相對較寬而淺。
防護措施
縫隙腐蝕的影響因素與點蝕相似。除了類似的防止點蝕的措施外，在設備和容器的設計中還應注意結構的合理性，盡可能避免形成縫隙和積液死角。對于不可避免的縫隙，應采取相應的保護措施。另外，盡量控制介質(zhì)中溶解氧的濃度低于5× 10-6 mol/L，這樣就很難在縫隙中形成氧濃差電池，也就很難啟動縫隙腐蝕。
