腐蚀疲劳是什么？螺栓腐蚀疲劳

腐蚀疲劳是什么？螺栓腐蚀疲劳

螺栓在腐蚀环境里反复受力，比单纯疲劳断裂快得多，这种现象叫腐蚀疲劳。海边设备、化工设备、桥梁上的螺栓，很多没到设计寿命就断了，幕后黑手就是腐蚀疲劳。今天把腐蚀疲劳讲清楚，包括它的危害和预防。

腐蚀疲劳和普通疲劳有什么区别

普通疲劳是纯力学过程，材料在交变应力下萌生裂纹、扩展、断裂，有明确的疲劳极限，应力低于疲劳极限就不会断。

腐蚀疲劳是腐蚀和疲劳的联合作用。腐蚀介质和交变应力同时作用，腐蚀坑成为裂纹源，裂纹在腐蚀环境下扩展更快。关键区别是：腐蚀疲劳没有真正的疲劳极限，即使应力很低，时间足够长也会断裂。这对设计者来说是个大问题，因为传统的按疲劳极限设计的方法在腐蚀环境下不适用。

还有一个特征：腐蚀疲劳的断裂寿命远短于普通疲劳。同样的应力水平，腐蚀疲劳寿命可能只有普通疲劳的十分之一甚至更少。

哪些环境容易引发腐蚀疲劳

海水、盐雾环境；化工介质；潮湿工业大气；还有桥梁上冬季撒融雪盐的路段，螺栓也处于腐蚀环境。

奥氏体不锈钢虽然耐均匀腐蚀，但在氯离子环境中容易出现点蚀和应力腐蚀，点蚀坑就是腐蚀疲劳的起点，所以不锈钢在海边也不是高枕无忧。

腐蚀疲劳的断口特征

腐蚀疲劳断口上有疲劳特征，但裂纹源往往是腐蚀坑，断口表面有腐蚀产物，疲劳纹间距较宽。和纯疲劳断口的区别是：腐蚀疲劳断口氧化腐蚀明显，裂纹源多发。

怎么预防腐蚀疲劳

第一，选材。腐蚀环境优先选耐蚀材料：不锈钢、双相不锈钢、耐蚀合金。但要确认材料的耐点蚀、耐应力腐蚀能力，不是所有不锈钢都适合。

第二，表面处理。镀锌、达克罗、锌铝涂层、热喷涂等都能提高抗腐蚀能力，涂层还能在裂纹源形成屏障。注意镀层本身的疲劳性能影响，氢脆风险也要考虑。

第三，降低应力集中。螺纹牙根圆角、过渡圆角加大，减少应力集中，降低裂纹萌生概率。

第四，控制应力水平。腐蚀环境下设计应力要取低一些，不能按普通疲劳的许用应力。

第五，防护涂层维护。涂层破损后要及时修补，破损处是最危险的腐蚀点。

腐蚀疲劳的预防是系统性的：材料、涂层、设计、维护缺一不可。海边风电、跨海大桥的螺栓设计，都要把腐蚀疲劳考虑进去，按腐蚀疲劳校核而不是普通疲劳。

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