在工程結構中，一般需要將不同的結構件相互連接，縫隙是不可避免的，如：不同結構件之間的連接，如金屬和金屬之間的鉚接、搭焊、螺紋連接，以及各種法蘭盤之間的襯墊等金屬和非金屬之間的接觸。特別是管殼式換熱器的管板和管束間，無論采取何種脹接方式，縫隙是不可避免的?？p隙腐蝕與空穴、墊片下、搭接縫、表面沉積物以及螺帽、鉚釘帽下的縫隙內存在的少量靜止的溶液有關。環(huán)境中的腐蝕性液體可以進入到這些縫隙中，但又不能自由流動，因此，造成了這種特殊的腐蝕形式。幾乎所有的金屬都可能產(chǎn)生縫隙腐蝕，但以依賴鈍化而耐蝕的金屬，如不銹鋼、鋁合金、鈦合金等更容易產(chǎn)生這種腐蝕。幾乎所有的腐蝕介質（包括淡水）都能引起金屬的縫隙腐蝕，而含Cl-的溶液通常是縫隙腐蝕最敏感的介質。在壓力容器上，常發(fā)生在各種開孔的法蘭密封墊下、管殼式換熱器的管板孔內、覆蓋層破損處、螺栓連接的接合部和螺紋結合部等處?？p隙是引起腐蝕的主要設計缺陷，也是許多壓力容器在設計中難以避免的，特別是結構的連接處和支撐處。

一、縫隙腐蝕定義

縫隙腐蝕又稱間隙腐蝕，是電解質溶液中，在金屬與金屬或金屬和非金屬之間構成狹窄的縫隙內，介質的遷移受到阻滯時而產(chǎn)生的一種局部腐蝕形態(tài)。金屬表面上由于存在異物或結構上的原因而形成縫隙，使縫隙內的物質遷移困難所引起的縫隙內金屬產(chǎn)生的一種局部腐蝕形態(tài)，稱為縫隙腐蝕?？p隙包括金屬與金屬間形成的縫隙、金屬與作為法蘭盤連接墊圈等的非金屬材料（塑料、橡膠、玻璃、纖維板等）接觸所形成的縫隙，以及腐蝕產(chǎn)物、砂粒、灰塵、污物、海生物等沉積或附著在金屬表面上所形成的縫隙等，在一定電解質溶液中都會在縫隙的局部范圍內產(chǎn)生嚴重的腐蝕。沉積在金屬表面的腐蝕產(chǎn)物、沉積物、碎屑、污泥和結垢等沉積物引起的腐蝕，又稱垢下腐蝕。在金屬表面有機覆蓋層下所見到的絲狀（纖維狀）腐蝕（filiform corrosion）也是一種特殊的縫隙腐蝕形式。

二、縫隙腐蝕對壓力容器的危害

由于縫隙腐蝕是發(fā)生在電解質溶液中（特別是含有Cl-的介質中），在狹窄的金屬與金屬或金屬與非金屬縫隙表面之間局部腐蝕。這種腐蝕能夠破壞機械連接的完整性和設備的密封性，使設備的正常運行造成嚴重的故障或失效以至于釀成破壞性的事故。縫隙腐蝕往往發(fā)生在螺栓、墊片、設備與接管的法蘭面等機械連接的構件所形成的縫隙部位，管殼式換熱器管板與管束連接部位，設備焊接缺陷如未焊透和咬邊等也是縫隙腐蝕的多發(fā)部位。這些部位通常存在較大的工作應力或焊接殘余應力，在應力作用下，縫隙腐蝕可使局部介質形成材料的SCC敏感環(huán)境，腐蝕轉變SCC敏感性，加速了結構的破壞。另外，在設備運行中產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物、沉積物、碎屑、污泥和結垢附著在金屬表面形成的縫隙也會發(fā)生縫隙腐蝕?？p隙腐蝕不只限于不銹鋼，在包括鈦、鋁、銅和鎳基合金等許多合金系列中都會發(fā)生，如氯堿工業(yè)鈦設備常發(fā)生縫隙腐蝕。與點蝕所造成的危害一樣，縫隙腐蝕也會造成設備腐蝕穿透，物料泄漏。對于換熱器會造成列管穿孔，換熱器中的介質污染，換熱器溫度和壓力的失穩(wěn)等，同樣造成設備失效和停車事故或環(huán)境污染以及威脅安全生產(chǎn)等，是管殼式換熱器的主要失效形式之一。如，核電站的蒸汽發(fā)生器管子發(fā)生損壞的一種重要形式是“壓凹腐蝕”,它是由于蒸汽發(fā)生器的鎳基合金（如,Inconel 600）傳熱管與原先采用的碳鋼管板（或支撐板）之間形成了環(huán)形縫隙，碳鋼管板在高溫水中發(fā)生縫隙腐蝕，比基體金屬大1倍左右的腐蝕產(chǎn)物擠壓傳熱管管壁而造成管徑減小，產(chǎn)生凹痕的現(xiàn)象。由于應力的作用，還易導致管子破裂，嚴重影響核電站的安全運行。垢下腐蝕速率一般較全面腐蝕快1個數(shù)量級以上，常造成腐蝕部位的穿孔，是造成換熱器等壓力容器常見的失效形式之一?？p隙腐蝕將減小部件的有效幾何尺寸，降低吻合程度。縫內腐蝕產(chǎn)物的體積增大，形成局部應力，并使裝配困難。

三、縫隙腐蝕形貌

縫隙腐蝕按其表現(xiàn)出來的形式，可分為穿透腐蝕、絲狀腐蝕、沉積腐蝕3種常見的特殊形態(tài)。縫隙腐蝕在多數(shù)情況下是宏觀電池腐蝕，腐蝕形態(tài)從金屬縫隙內金屬的點蝕、晶間腐蝕、SCC、腐蝕疲勞到全面腐蝕都有，一般說來，耐蝕性好的材料易出現(xiàn)點蝕等局部腐蝕，而耐蝕性差的易出現(xiàn)活化態(tài)全面腐蝕?？p隙內酸化嚴重時，以全面腐蝕為主，酸化較弱時，易出現(xiàn)局部腐蝕，圖4-38?？p隙或沉積物的存在往往會促進不銹鋼的點蝕，發(fā)生縫隙腐蝕時，縫隙內部一般出現(xiàn)加速腐蝕，而縫隙外部則腐蝕較輕。但銅及銅合金由于濃差引起的腐蝕位于接近縫隙的暴露表面處，而不是在縫隙內部，即縫隙口為陽極，而縫隙內部則可成為陰極，有時還可觀察到銅的沉積。垢下腐蝕，因閉塞區(qū)為酸性腐蝕，伴有氫氣產(chǎn)生，所以在沉積物表面會產(chǎn)生半球狀鼓包，垢下一般呈較大的腐蝕坑，嚴重的穿透壁厚，圖4-39。與點蝕一樣，受重力影響，向上的表面腐蝕較豎直和向下的表面嚴重。

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