造成鋼樁海水飛濺帶的腐蝕,可以說是由于鹽分多潤濕時間長,這基本上與大氣腐蝕類似。合金元素的效果即使和耐候鋼的場合多少有些不同,借助于合金元素銹層的保護性也要比碳素鋼好得多,因而作為耐(nai)蝕(shi)鋼在實用上的意義沒有任何疑問。
海(hai)(hai)水飛(fei)濺帶的(de)腐蝕試(shi)(shi)驗(yan)(yan),如(ru)果(guo)使(shi)用大尺(chi)寸鋼(gang)(gang)樁或(huo)者模擬(ni)鋼(gang)(gang)樁的(de)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)材(cai),實施比較困難(nan)。雖(sui)然也有在(zai)(zai)碼(ma)頭或(huo)浮(fu)標等(deng)上(shang)安裝(zhuang)小型試(shi)(shi)片的(de)方法(fa),可是(shi)在(zai)(zai)同樣條件下能夠安裝(zhuang)的(de)試(shi)(shi)片數受到限制。因此,在(zai)(zai)海(hai)(hai)水飛(fei)濺帶直接獲得(de)合金元素(su)效果(guo)的(de)數據不多。輔助的(de)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法(fa)之(zhi)一就是(shi)在(zai)(zai)離海(hai)(hai)岸很近(jin)的(de)地方進行大氣暴曬(shai)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。U.S.Steel公司在(zai)(zai)開發USS MARINER 鋼(gang)(gang)時,我想就是(shi)通過在(zai)(zai)Kure Beach 23.84 m(80ft-lot)的(de)小型試(shi)(shi)片大氣暴曬(shai)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)大致固定化學成分系之(zhi)后,在(zai)(zai)海(hai)(hai)洋中試(shi)(shi)驗(yan)(yan)長尺(chi)材(cai)進行確認的(de)。
前(qian)者(zhe)能(neng)夠試(shi)驗多(duo)數(shu)的試(shi)驗材,可(ke)以(yi)系統(tong)地獲得合金元素的效(xiao)果,但(dan)是(shi)腐蝕(shi)環境和海(hai)水飛濺帶不(bu)完(wan)全一樣;而后者(zhe)在環境條件(jian)上沒有問題,可(ke)是(shi)無論在經(jing)濟上、場所上,試(shi)驗材的數(shu)量或種類都受到限制,只能(neng)成(cheng)為(wei)驗證的試(shi)驗。
耐蝕鋼海(hai)水飛濺(jian)帶(dai)的耐蝕性在日(ri)本也(ye)進行了(le)各種研究。例(li)如,高(gao)村等在碼頭(tou)的不同高(gao)度(du)的位置(zhi)上設置(zhi)了(le)水平支持架,研究了(le)大氣、上部(bu)飛濺(jian)帶(dai)、下部(bu)飛濺(jian)帶(dai)、潮(chao)差帶(dai)時鋼中(zhong)合金元(yuan)(yuan)素的效(xiao)果(guo)。結果(guo)證明,下部(bu)飛濺(jian)帶(dai)和潮(chao)差帶(dai)時鋼中(zhong)合金元(yuan)(yuan)素的效(xiao)果(guo)類似(si),錳和磷有效(xiao),Cu、Si、Cr稍微有害,但是,鋼中(zhong)合金元(yuan)(yuan)素對下部(bu)飛濺(jian)帶(dai)的影(ying)響大。
關于(yu)(yu)這樣的(de)(de)飛濺(jian)帶(dai)(dai)和(he)(he)(he)潮(chao)(chao)差帶(dai)(dai)的(de)(de)小型(xing)(xing)試(shi)驗材(cai)腐(fu)蝕(shi)(shi)行為的(de)(de)類似性,在(zai)(zai)歷史上已經發現過。如前所述(3.1.1節),Humble(1949年(nian))發表(biao)了(le)長尺(chi)(chi)材(cai)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)大(da)小由于(yu)(yu)高度不同(tong)有很大(da)差異(yi),海(hai)水飛濺(jian)帶(dai)(dai)最(zui)大(da),潮(chao)(chao)差帶(dai)(dai)最(zui)小,然而同(tong)時把小型(xing)(xing)試(shi)驗材(cai)放(fang)置(zhi)在(zai)(zai)各部位進(jin)行試(shi)驗,把這些試(shi)片用(yong)導(dao)線(xian)連接起來(lai)時和(he)(he)(he)長尺(chi)(chi)材(cai)有同(tong)樣的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)分布。相反(fan)絕緣后分別獨立(li)放(fang)置(zhi)時,潮(chao)(chao)差帶(dai)(dai)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)和(he)(he)(he)飛濺(jian)帶(dai)(dai)的(de)(de)同(tong)樣,而且(qie)非(fei)常大(da)。其理由是長尺(chi)(chi)材(cai)的(de)(de)潮(chao)(chao)差帶(dai)(dai)或者用(yong)導(dao)線(xian)和(he)(he)(he)全(quan)浸帶(dai)(dai)連接起來(lai)的(de)(de)潮(chao)(chao)差帶(dai)(dai)的(de)(de)小型(xing)(xing)試(shi)片,通過海(hai)水全(quan)浸帶(dai)(dai)的(de)(de)鋼(gang)產生(sheng)了(le)電池防蝕(shi)(shi)作用(yong)。Larrabee和(he)(he)(he)La Quel 用(yong)長尺(chi)(chi)材(cai)或小型(xing)(xing)試(shi)驗材(cai)也(ye)獲得了(le)同(tong)樣的(de)(de)結(jie)果。但是,與Humble不同(tong),他(ta)們沒(mei)有確(que)認在(zai)(zai)全(quan)浸帶(dai)(dai)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)促進(jin)效果。
根據上述(shu)獨立的(de)小型試驗(yan)材在飛濺(jian)帶和(he)潮差帶的(de)腐蝕大小的(de)類似(si)性、環境的(de)類似(si)性來考慮(lv),高村(cun)等所發現(xian)的(de)在這兩個(ge)部位的(de)合金元(yuan)素(su)效果(guo)類似(si)是可以充分(fen)理(li)解的(de)。
已經敘述過添加 Cu-Ni-P、Cu-Cr-P、Cu-Cr、Cu-Cr-Al等對(dui)提高鋼在(zai)飛(fei)濺帶處(chu)的耐蝕性是有效(xiao)的。有關各(ge)類耐海(hai)水鋼正(zheng)在(zai)實用(yong)化以及Ni、Cr不利作用(yong)的數(shu)據,在(zai)這(zhe)里(li)不再(zai)重復(fu)。另外,有人(ren)認為添加W、Mo、Ti等也有效(xiao)果。關于(yu)它(ta)們的作用(yong)機(ji)理也有令人(ren)感興(xing)趣(qu)的觀點(dian)。
首先,高村等給出了銹中磁鐵礦的微細化與耐蝕性關系的數據,在用來進行干濕交替試驗的人工海水中,如果加入10-2M/L的CrO2-4、PO3-4或者Mo2-4時,發現在碳素鋼上生成的銹中磁鐵礦微細化,腐蝕也隨著微細化的進行定量地減少。接著,岡田等在模擬海水飛濺帶的實驗室試驗中發現,在生成的低合金鋼銹層中W和Mo分別以WO2-4、MoO2-4形式存在,因而認為它們作為FeWO4等不溶性鹽進行沉淀,抑制了陽極反應。
在(zai)教科書中(zhong)已(yi)有(you)說明(ming):在(zai)連續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裸露鋼樁(zhuang)上(shang)形成了把潮(chao)差(cha)(cha)(cha)帶(dai)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)陰極(ji)(ji),把海面(mian)稍微向(xiang)(xiang)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部分作(zuo)為(wei)(wei)(wei)陽極(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)通氣(qi)(qi)差(cha)(cha)(cha)電(dian)(dian)池,造成在(zai)潮(chao)差(cha)(cha)(cha)帶(dai)抑制腐(fu)蝕(shi)(shi),在(zai)全(quan)浸帶(dai)促進(jin)腐(fu)蝕(shi)(shi)。因(yin)(yin)為(wei)(wei)(wei)單獨存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)型試(shi)片(pian)不發生這(zhe)種情況(kuang),所(suo)(suo)以(yi)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)與飛濺帶(dai)相同(tong)(tong)。雖然作(zuo)為(wei)(wei)(wei)腐(fu)蝕(shi)(shi)傾向(xiang)(xiang)來說這(zhe)種解(jie)釋沒(mei)(mei)有(you)錯誤,對本節內容沒(mei)(mei)有(you)任(ren)何妨礙,可是(shi)(shi)因(yin)(yin)為(wei)(wei)(wei)擔心對通氣(qi)(qi)差(cha)(cha)(cha)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)說明(ming)有(you)問(wen)題,所(suo)(suo)以(yi)想預先敘(xu)述(shu)對該問(wen)題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疑問(wen)。問(wen)題是(shi)(shi)為(wei)(wei)(wei)什么(me)陽極(ji)(ji)被限定(ding)在(zai)從海面(mian)稍微向(xiang)(xiang)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部分?因(yin)(yin)為(wei)(wei)(wei)海水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)導率高,所(suo)(suo)以(yi)陽極(ji)(ji)電(dian)(dian)流(liu)應該擴展到鋼樁(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)全(quan)浸帶(dai)。上(shang)述(shu)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)通氣(qi)(qi)差(cha)(cha)(cha)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)學說顯然是(shi)(shi)根據Evens等(deng)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)通氣(qi)(qi)差(cha)(cha)(cha)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)例(li)子,于1930年(nian)所(suo)(suo)進(jin)行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)燒杯試(shi)驗(yan)(yan)中(zhong)與水(shui)面(mian)腐(fu)蝕(shi)(shi)相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)考慮方(fang)法。然而Evans等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗(yan)(yan)中(zhong)試(shi)片(pian)小(xiao),從水(shui)面(mian)稍微同(tong)(tong)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部位以(yi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)表面(mian)面(mian)積很小(xiao),試(shi)片(pian)全(quan)體已(yi)經成為(wei)(wei)(wei)陽極(ji)(ji),沒(mei)(mei)有(you)局部集中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理由。再者,Exvans等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)燒杯實驗(yan)(yan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陰極(ji)(ji)是(shi)(shi)完全(quan)不腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)域,作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)極(ji)(ji)起作(zuo)用(yong)雖然不是(shi)(shi)不可理解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),可是(shi)(shi)具有(you)銹(xiu)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)差(cha)(cha)(cha)帶(dai)也能(neng)有(you)同(tong)(tong)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)嗎?因(yin)(yin)為(wei)(wei)(wei)銹(xiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)還原(yuan)是(shi)(shi)非常容易產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

