1、缝隙腐蚀的定义、特征、机理、影响因素、防止缝隙腐蚀的措施

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。

缝隙腐蚀示例

缝隙腐蚀主要有结构缝隙、沉淀腐蚀、丝状腐蚀等。1）机器和设备上的结构缝隙：如金属和金属之间的铆接，搭焊，螺纹连接；各种法兰盘之间的衬垫等(衬垫腐蚀)。2）固体沉积形成的缝隙(沉淀腐蚀)：金属表面的沉积物、附着物；如灰尘、砂粒、腐蚀产物的沉积。3）丝状腐蚀：金属表面的保护模(如瓷漆、清漆、磷化层、金属涂层)与金属基体之间形成的缝隙。

缝隙腐蚀的特征：

 1）所有的金属和合金，容易在靠钝化耐蚀的金属材料表面。

2）任何侵蚀性溶液，而含有CI -的溶液最易引发缝隙腐蚀。

3）与点蚀相比，同一种材料更容易发生缝隙腐蚀。

4）存在孕育期且缝口常常为腐蚀产物覆盖。

缝隙腐蚀机理：

一个缝隙要成为腐蚀的部位，必须宽到溶液能够流入缝隙内，又必须窄到能维持液体在缝内停滞。最敏感的缝宽约为0.025~0.15mm。

1）在初期阶段，缝内外的金属表面发生相同的阴、阳极反应过程。

缝内缺氧，缝外富氧“氧浓差电池”

2) 后期阶段,“闭塞电池自催化效应”

A、闭塞电池的概念

由于闭塞的几何条件(缝隙、孔蚀、裂纹)造成溶液的停滞状态，使物质的迁移困难，结果使闭塞区内腐蚀条件强化，闭塞区内外电化学条件形成很大的差异，结果闭塞区内金属表面发生活性溶解腐蚀，使孔蚀和缝隙腐蚀以很大的速度扩展。

 B、氯离子迁入、溶液酸化

反应一段时间后，缝内缺氧，缝外富氧，形成氧浓差电池，金属M在缝内继续溶解，缝内溶液中M+过剩，为了保持电荷平衡，缝隙外部迁移性大的阴离子(如C1^-)迁移到缝内，同时阴极过程转到缝外。缝内已形成金属的盐类(包括氯化物和硫酸盐)发生水解。

C、缝隙内溶液pH值下降

D、上述过程反复进行，互相促进，整个腐蚀过程具有自催化特性。

缝隙腐蚀的的影响因素主要有缝隙几何因素、环境因素和材料因素等。

1）缝隙的几何因素

缝隙的宽度与缝隙腐蚀深度和速度有关。缝隙腐蚀还与缝外面积有关，外部面积增大，缝内腐蚀严重。

2）环境因素

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Cl^-浓度：浓度增加，电位负移，缝隙腐蚀加速。

C、温度：温度升高加速阳极反应。在敞开系统的海水中，80℃达到最大腐蚀速度，高于80℃时，由于溶液的溶氧下降，缝隙腐蚀速度下降。

D、pH：缝外金属能够保持钝态时pH降低，缝隙腐蚀量增加。

E、腐蚀介质的流速：流速适当增加时，增大缝外溶液含氧量，缝隙腐蚀加重；但对于由沉积物引起的缝隙腐蚀，流速加大，有可能将沉积物冲掉，因而缝隙腐蚀减轻。  

 3）材料因素

几乎所有的金属和合金都会发生缝隙腐蚀，而耐蚀性依赖于钝态的金属对缝隙腐蚀最为敏感(不锈钢、铝合金、钛合金)。

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，敏感度高；自钝化能力弱，敏感度低。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。   

防止缝隙腐蚀的措施有：

1）合理设计：避免缝隙的形成最能有效地预防缝隙腐蚀的发生。

2）选材：根据介质的不同选择适合的材料可以减轻缝隙腐蚀。

3）电化学保护；阴极保护有助于减轻缝隙腐蚀。

4）应用缓蚀剂：采用足量的磷酸盐、铬酸盐和亚硝酸盐的混合物，对钢、黄铜和Zn结构是有效的，也可以在结合面上涂有加缓蚀剂的油漆。

2、缝隙腐蚀试验的测试标准有哪些？                    

ASTM G48-2011用氯化铁溶液测定不锈钢和相关合金点状腐蚀和隙间腐蚀的试验方法

GB/T 10127-2002不锈钢三氯化铁缝隙试验方法

GB/T 26323-2010色漆和清漆 铝及铝合金表面涂膜的耐丝状腐蚀试验

GB/T 13452.4-2008 色漆和清漆 钢铁表面上涂膜的耐丝状腐蚀试验

JB/T 5326-1991仪表用金属材料缝隙腐蚀试验方法

3、缝隙腐蚀试验测试要点总结

（1）ASTM G48-2011用氯化铁溶液测定不锈钢和相关合金点状腐蚀和隙间腐蚀的试验方法

1）方法B是缝隙腐蚀测试，方法A是点腐蚀测试，方法C，D，E，F都是临界点腐蚀/缝隙腐蚀温度测试

2）试样要求：一般加工成50mm*25mm*（3~4mm），平行样一般是2~3个

3）试验溶液：100gFeCl₃6H₂O+900mLH₂O

4）测试温度：推荐22℃±2℃或50±2℃，

5）测试腐蚀时间：推荐72h

6）结果表现形式：

单位面积失重，X=（m前-m后）/S总，一般要求X不大于0.0001g/cm2

最大点腐蚀深度，平均点腐蚀深度，点腐蚀面密度，缝隙腐蚀深度等

（2）GB/T 10127-2002不锈钢三氯化铁缝隙试验方法

1）试样要求：50mm*25mm*（2~3mm）；至少3片平行试样

2）试验溶液：100gFeCl₃6H₂O+900mLH₂O

3）试验温度：22℃±1℃、35℃±1℃和50℃±1℃

4）测试时间：24h或72h

5)试验结果以失重腐蚀速率R表示：

式中：

R--腐蚀速率，单位为克每平方米小时（g.m^-2.h^-1）

M₁--试验前试样的质量，单位为克(g)；

M₂--试验后试样的质量，单位为克(g)；

S--试样的总表面积，单位为平方米(m²)；

t--试验时间，单位为小时(h)。

此外，根据需要可测量缝隙部位最大腐蚀深度、试样上下两面平均腐蚀深度、对缝隙腐蚀形貌金相观察评定。

（3）JB/T 5326-1991仪表用金属材料缝隙腐蚀试验方法

1）试样尺寸：50mm*25mm*（1.5~3mm）；至少3片平行试样

2）试验溶液：100gFeCl₃6H₂O+900mL蒸馏水+4mL盐酸（含HCl36~38%）

3）试验温度：室温~75℃内选用，精度控制在±0.5℃以内

4）试验周期：24h或48h或72h、

5）试验结果的表示：腐蚀质量损失率R、试样平面和侧面最大缝隙腐蚀深度

式中：

R--单位时间面积试样的质量损失，g/m²h

m₀--试验前试样的质量，g；

m_t--试验后试样的质量，g；

S--试样的表面积，m²；

t--试验周期，h。