应力腐蚀的原理及防治

应力腐蚀的原理

应力腐蚀是指在拉应力作用下，金属在腐蚀介质中引起的破坏。这种腐蚀一般均穿过晶粒，即所谓穿晶腐蚀。应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。

应力腐蚀一般认为有阳极溶解和氢致开裂两种。常见应力腐蚀的机理是:零件或构件在应力和腐蚀介质作用下，表面的氧化膜被腐蚀而受到破坏,破坏的表面和未破坏的表面分别形成阳极和阴极,阳极处的金属成为离子而被溶解，产生电流流向阴极。由于阳极面积比阴极的小得多，阳极的电流密度很大，进一步腐蚀已破坏的表面。加上拉应力的作用，破坏处逐渐形成裂纹，裂纹随时间逐渐扩展直到断裂。这种裂纹不仅可以沿着金属晶粒边界发展，而且还能穿过晶粒发展。

应力腐蚀的预防

应力腐蚀的机理仍处于进一步研究中。为防止零件的应力腐蚀，首先应合理选材，避免使用对应力腐蚀敏感的材料,可以采用抗应力腐蚀开裂的不锈钢系列,如高镍奥氏体钢、高纯奥氏体钢、超纯高铬铁素体钢等。

材料厚度可以增厚，这样可以减小应力，以减小应力腐蚀的速度，同时也增大筒体抵抗蠕变、松弛的变形的能力，延缓瞬间断裂的时间，延长使用寿命。

 其次应合理设计零件和构件，减少应力集中。改善腐蚀环境，如在腐蚀介质中添加缓蚀剂，也是防止应力腐蚀的措施。采用金属或非金属保护层，可以隔绝腐蚀介质的作用。此外，采用阴极保护法见电化学保护也可减小或停止应力腐蚀。

再者，保证焊接质量等，减少应力集中，保证不使因局部应力过大而使局部过早因腐蚀过快而失效。

在原燃材料的把控上必须严格，把危害元素降到最低。生产中把控燃烧充分，减少硫化氢、二氧化硫等二价硫的等具有氧化性质的离子或物质的生成。

在窑的砌筑上，尽量密实或打底湿砌，阻止有害元素与筒体的接触；也可以在砌筑前在筒体上涂抹隔离材料，防止接触。

来源：水泥工艺设备 原创：王占光