?不銹鋼螺絲是一種常用的緊固件,具有耐腐蝕性強(qiáng)、強(qiáng)度高、美觀耐用等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于機(jī)械、建筑、電子、醫(yī)療等領(lǐng)域。那么,了解一下不銹鋼螺絲生銹腐蝕的原因較為復(fù)雜,主要與材質(zhì)特性、環(huán)境因素、表面狀態(tài)及使用維護(hù)不當(dāng)?shù)扔嘘P(guān)。以下是具體原因分析及對(duì)應(yīng)的預(yù)防措施:
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一、材質(zhì)本身的影響
不銹鋼等級(jí)不足或成分缺陷
原因:不銹鋼的耐腐蝕性依賴于鉻(Cr)、鎳(Ni)等合金元素(如 304 不銹鋼含 Cr≥18%、Ni≥8%)。若材質(zhì)等級(jí)低(如 201 不銹鋼)或冶煉過(guò)程中元素含量不足、分布不均,耐蝕性會(huì)顯著下降。
案例:在高濕度或含鹽環(huán)境中,201 不銹鋼螺絲比 304 更容易生銹。
預(yù)防:根據(jù)使用環(huán)境選擇合適等級(jí)的不銹鋼(如 316L 適用于強(qiáng)腐蝕環(huán)境),采購(gòu)時(shí)核查材質(zhì)證明。
晶間腐蝕傾向
原因:不銹鋼在 450~850℃(敏化溫度區(qū)間)加熱時(shí),碳會(huì)與鉻結(jié)合形成碳化鉻(Cr??C?),導(dǎo)致晶界附近鉻含量降低(貧鉻),從而引發(fā)晶間腐蝕。
常見(jiàn)場(chǎng)景:焊接熱影響區(qū)、熱處理不當(dāng)?shù)墓ぜ?br>預(yù)防:選擇低碳(如 304L)或穩(wěn)定化(如 321 含鈦)不銹鋼,焊接后進(jìn)行固溶處理或退火。
二、環(huán)境因素的影響
潮濕或高濕度環(huán)境
原因:水分是電化學(xué)腐蝕的必要條件。當(dāng)空氣中濕度較高(如沿海、浴室、雨季),不銹鋼表面會(huì)形成水膜,與雜質(zhì)(如鹽分、灰塵)構(gòu)成微電池,導(dǎo)致腐蝕。
表現(xiàn):螺絲表面出現(xiàn) “白銹”(氧化鉻水合物),嚴(yán)重時(shí)發(fā)展為紅銹(鐵銹)。
預(yù)防:保持環(huán)境干燥,必要時(shí)使用干燥劑;對(duì)螺絲進(jìn)行鍍層(如鍍鎳、鈍化)增強(qiáng)防護(hù)。
腐蝕性介質(zhì)接觸
原因:接觸酸(如硫酸、鹽酸)、堿(如氫氧化鈉)、鹽(如氯化鈉)、硫化物(如 SO?、H?S)等介質(zhì)時(shí),不銹鋼表面的鈍化膜會(huì)被破壞,引發(fā)腐蝕。
常見(jiàn)場(chǎng)景:化工車間、海洋環(huán)境、食品加工(含氯離子)場(chǎng)景。
預(yù)防:選擇耐蝕性更強(qiáng)的材質(zhì)(如 316L 抗氯離子腐蝕),避免與腐蝕性介質(zhì)直接接觸,定期清潔表面。
高溫氧化
原因:高溫(如 300℃以上)下,不銹鋼表面氧化膜(Cr?O?)會(huì)逐漸增厚并剝落,失去保護(hù)作用,導(dǎo)致氧化腐蝕。
表現(xiàn):表面形成黑色氧化皮,機(jī)械性能下降。
預(yù)防:選擇耐高溫不銹鋼(如 310S),或采用耐高溫涂層(如陶瓷涂層)。
三、表面狀態(tài)與機(jī)械損傷
表面劃傷或鈍化膜破壞
原因:加工、安裝過(guò)程中造成的劃傷、毛刺等,會(huì)破壞表面鈍化膜,暴露金屬基體,形成腐蝕起點(diǎn)。
常見(jiàn)場(chǎng)景:螺絲裝配時(shí)工具打滑、搬運(yùn)碰撞。
預(yù)防:操作時(shí)避免硬性接觸,使用尼龍或橡膠工具;加工后進(jìn)行表面拋光或鈍化處理。
縫隙腐蝕
原因:螺絲與工件、墊片之間的縫隙內(nèi)易積聚腐蝕介質(zhì)(如水分、鹽類),形成 “氧濃差電池”,導(dǎo)致局部腐蝕。
表現(xiàn):縫隙內(nèi)出現(xiàn)點(diǎn)狀或潰瘍性腐蝕。
預(yù)防:選擇低孔隙率的墊片(如聚四氟乙烯),避免過(guò)緊擠壓形成閉死縫隙,定期檢查縫隙處清潔度。
電偶腐蝕(異金屬接觸)
原因:不銹鋼螺絲與其他金屬(如鐵、鋁)接觸時(shí),因電位差形成原電池,不銹鋼作為陰極可能被腐蝕(若電位差較大,陽(yáng)極金屬腐蝕更快,但不銹鋼也可能因電解液傳導(dǎo)受影響)。
案例:不銹鋼螺絲固定鋁合金工件時(shí),若接觸處有電解液(如水),可能引發(fā)電偶腐蝕。
預(yù)防:避免異金屬直接接觸,使用絕緣墊片(如塑料、橡膠)或選擇與基材電位接近的不銹鋼。
四、使用與維護(hù)不當(dāng)
清潔不及時(shí)或方法錯(cuò)誤
原因:表面堆積的灰塵、油污、金屬碎屑(如鐵屑)等雜質(zhì),會(huì)吸附水分形成腐蝕源。使用鋼絲球、砂紙等粗糙工具清潔,可能劃傷表面。
預(yù)防:定期用中性清潔劑(如肥皂水)和軟布擦拭,避免使用強(qiáng)腐蝕性清潔劑。
應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC)
原因:螺絲在拉伸應(yīng)力(如安裝過(guò)緊)和腐蝕介質(zhì)(如含氯離子溶液)共同作用下,會(huì)產(chǎn)生微裂紋并擴(kuò)展,導(dǎo)致斷裂。
常見(jiàn)場(chǎng)景:高壓管道、海洋工程中的不銹鋼螺絲。
預(yù)防:控制安裝扭矩,避免過(guò)度應(yīng)力;選擇抗 SCC 性能好的材質(zhì)(如 316L),減少腐蝕介質(zhì)殘留。
五、預(yù)防不銹鋼螺絲生銹腐蝕的綜合措施
常規(guī)環(huán)境
選用 304 不銹鋼,表面鈍化處理,定期清潔。
潮濕 / 沿海環(huán)境
選用 316L 不銹鋼,表面鍍鎳或達(dá)克羅涂層,使用密封膠或防水墊片。
化工腐蝕環(huán)境
選用哈氏合金(如 C-276)或鈦合金螺絲,避免縫隙和異金屬接觸。
高溫環(huán)境
選用 310S 或 Inconel 合金,表面涂覆耐高溫涂層(如二硫化鉬)。
安裝過(guò)程 使用扭矩扳手控制應(yīng)力,避免劃傷表面,縫隙處填充密封劑。