随着能源需求的日益增加和海洋勘探技术的不断发展,油气勘探开发正不断由陆地和浅水向深海发展，这也对海洋环境材料的服役安全提出了更高、更复杂的要求叫。316L不锈钢由于具有优异的耐腐蚀性能和良好的力学性能，广泛应用于海洋工程及石油工业中2。然而，在海洋温度、溶解氧、C1及微生物等腐蚀因素的影响下，不锈钢会面临点蚀、縫隙腐蚀及应力腐蚀开裂等腐蚀问题及安全风险，制约着其在海洋工程应用中的可靠性及安全服役寿命。因此,不锈钢在天然海水环境中的腐蚀行为成为近年腐蚀科学的研究热点。
1、缝隙结构对316L腐蚀的影响
316L不锈钢在170 m深的实海工况下浸泡120h，点蚀试样表面仍具有良好的金属光泽，没有明显的腐蚀痕迹。缝隙腐蚀试样缝隙结构内部有少量腐蚀产物生成，如图2所示。在光学显微镜下观察，点蚀试样(见图3a)原始机械划痕清晰可见，表面生成一个锈斑状圆环，中心有一处黑色斑点，可能成为后期钝化膜破裂及点蚀萌生的位置。缝隙腐蚀试样表面有明显的腐蚀痕迹,缝隙结构内部形成尺寸约为225 pumx100 pum的局部损伤(见图3b)。
利用扫描电子显微镜观察316L不锈钢在实海工况浸泡120h后的微观腐蚀形貌，结果如图4所示。图4a为316L不锈钢点蚀试样在静置的海水中腐蚀120h后的微观形貌,试样表面存在薄膜状物质。EDS结果显示，该区域主要元素为C和O,推测试样表面可能有微生物附着18-19。图4b为316L不锈钢缝隙腐蚀试样的微观腐蚀形貌，试样表面有腐蚀产物堆垛,且出现了腐蚀产物膜的破损。由此可知,缝隙结构形成的闭塞环境破坏了316L不锈钢表面钝化膜的稳定性，加速了不锈钢的腐蚀进程，导致局部腐蚀风险升高。
2、316L不锈钢缝隙腐蚀行为
316L不锈钢缝隙腐蚀试样在实海工况浸泡不同周期后的宏观腐蚀形貌如图5所示。浸泡168h后,316L不锈钢的缝隙口位置有明显腐蚀产物堆积，缝隙外部及缝隙区域中心仍具有金属光泽，如图5b所示。随着浸泡周期的延长，试样表面逐渐失去金属光泽(见图5c)，缝隙口出现- -条明显的点蚀带。在光学显微镜下可以看到，在实海工况浸泡168h后,试样表面的局部损伤发展为浅表局部腐蚀(见图5a),出现尺寸约70 um的点蚀坑,点蚀坑外仍可见清晰的机械划痕。随着腐蚀时间的延长，点蚀坑的尺寸不断增大，并伴有新的局部腐蚀位置形成。浸泡576 h后的缝隙腐蚀试样(见图5c)，基体表面形成尺寸约为65 (umx175 pum的点蚀坑，同时多个小的点蚀坑分布在其周围。
观察实海工况下浸泡408h后的316L不锈钢缝隙腐蚀试样的微观腐蚀形貌，如图6a所示。图中A.B、C区域分别对应缝隙腐蚀试样的缝隙外部、缝隙口、缝隙内部。缝隙外部腐蚀相对轻微，机械划痕清晰可见;缝隙内部处于闭塞环境，呈现波纹状腐蚀形貌。位于缝隙口的B区域表面分布许多细小的点蚀坑，这些点蚀坑聚集在-起形成点蚀带。对比缝隙结构内外的主要元素分布，如图6b所示。缝隙内外Fe、C、Cr元素的含量相当，缝隙内部的O元素明显高于缝隙外部，可能与缝隙结构内部微生物的代谢活动有关。
3、结论
（1）在南海环境中,316L不锈钢缝隙腐蚀比点蚀更容易发生，具有较高的缝隙腐蚀敏感性，缝隙口位置腐蚀最严重。
（2）实海工况下，应避免316L不锈钢设备设施形成缝隙结构。縫隙结构形成的闭塞环境，导致海水滞留，缝隙外的溶解氧无法扩散到縫隙内部，阻碍了缝隙内金属的再钝化过程,并在缝隙内外构成宏观的氧浓差电池，縫隙内的金属作为阳极优先腐蚀。腐蚀产物在缝隙口不断堆积,阻碍离子扩散,形成闭塞电池，C1不断向缝隙内迁移，并富集。在CI催化及微生物膜作用下，缝隙内的腐蚀不断发展，最终形成稳定的.点蚀坑。