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)蝕鋼在實用上的意義沒有任何疑問。
海(hai)水飛(fei)濺(jian)帶的腐蝕試(shi)(shi)驗,如果使(shi)用大(da)尺(chi)寸鋼(gang)(gang)樁或(huo)者模擬鋼(gang)(gang)樁的試(shi)(shi)驗材,實施比較困難。雖然(ran)也有在碼頭或(huo)浮標等上安(an)裝(zhuang)小型試(shi)(shi)片(pian)(pian)(pian)的方(fang)法,可是(shi)在同樣條件下能夠安(an)裝(zhuang)的試(shi)(shi)片(pian)(pian)(pian)數受(shou)到限制。因此,在海(hai)水飛(fei)濺(jian)帶直接獲得合金(jin)元素(su)效果的數據不多。輔助的試(shi)(shi)驗方(fang)法之(zhi)一(yi)就(jiu)是(shi)在離海(hai)岸很近的地方(fang)進行大(da)氣暴曬(shai)試(shi)(shi)驗。U.S.Steel公司在開發(fa)USS MARINER 鋼(gang)(gang)時(shi),我(wo)想就(jiu)是(shi)通(tong)過在Kure Beach 23.84 m(80ft-lot)的小型試(shi)(shi)片(pian)(pian)(pian)大(da)氣暴曬(shai)試(shi)(shi)驗大(da)致固定(ding)化學成(cheng)分系之(zhi)后,在海(hai)洋中(zhong)試(shi)(shi)驗長尺(chi)材進行確認的。
前者能夠試(shi)驗多數的(de)(de)試(shi)驗材,可以(yi)系統(tong)地(di)獲(huo)得合(he)金元素的(de)(de)效果(guo),但是腐蝕環境(jing)和海水飛濺帶不完全(quan)一樣;而后者在環境(jing)條件上(shang)沒有問題,可是無論在經濟上(shang)、場所上(shang),試(shi)驗材的(de)(de)數量或種(zhong)類都受到限制,只(zhi)能成為驗證的(de)(de)試(shi)驗。
耐(nai)蝕鋼(gang)海(hai)水飛(fei)(fei)濺(jian)帶(dai)的耐(nai)蝕性在日(ri)本也(ye)進(jin)行了(le)各種(zhong)研(yan)(yan)究(jiu)。例(li)如(ru),高村(cun)等在碼頭的不同高度的位置上設置了(le)水平支持(chi)架,研(yan)(yan)究(jiu)了(le)大氣(qi)、上部(bu)飛(fei)(fei)濺(jian)帶(dai)、下(xia)部(bu)飛(fei)(fei)濺(jian)帶(dai)、潮(chao)差(cha)帶(dai)時鋼(gang)中(zhong)合金元素的效果。結果證明,下(xia)部(bu)飛(fei)(fei)濺(jian)帶(dai)和潮(chao)差(cha)帶(dai)時鋼(gang)中(zhong)合金元素的效果類似(si),錳和磷有效,Cu、Si、Cr稍微有害,但是,鋼(gang)中(zhong)合金元素對下(xia)部(bu)飛(fei)(fei)濺(jian)帶(dai)的影(ying)響大。
關于這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)飛(fei)濺帶和(he)(he)(he)潮(chao)(chao)差(cha)(cha)帶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)型(xing)試驗材(cai)腐蝕行為的(de)(de)(de)(de)(de)(de)類似(si)性,在歷(li)史上已經發(fa)現過。如前(qian)所述(3.1.1節),Humble(1949年)發(fa)表了(le)長(chang)(chang)(chang)尺材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕大(da)小(xiao)由于高度(du)不同(tong)有很大(da)差(cha)(cha)異,海(hai)水(shui)飛(fei)濺帶最大(da),潮(chao)(chao)差(cha)(cha)帶最小(xiao),然而(er)同(tong)時把小(xiao)型(xing)試驗材(cai)放置(zhi)在各(ge)部位進行試驗,把這(zhe)些試片用導線連(lian)接(jie)起來時和(he)(he)(he)長(chang)(chang)(chang)尺材(cai)有同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕分(fen)布。相(xiang)反(fan)絕緣(yuan)后分(fen)別獨立放置(zhi)時,潮(chao)(chao)差(cha)(cha)帶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕和(he)(he)(he)飛(fei)濺帶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)樣,而(er)且非常大(da)。其理(li)由是長(chang)(chang)(chang)尺材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)(chao)差(cha)(cha)帶或者用導線和(he)(he)(he)全浸帶連(lian)接(jie)起來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)(chao)差(cha)(cha)帶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)型(xing)試片,通過海(hai)水(shui)全浸帶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼產生了(le)電池防(fang)蝕作用。Larrabee和(he)(he)(he)La Quel 用長(chang)(chang)(chang)尺材(cai)或小(xiao)型(xing)試驗材(cai)也獲得了(le)同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果。但(dan)是,與(yu)Humble不同(tong),他們沒(mei)有確認在全浸帶腐蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)促進效(xiao)果。
根據上(shang)述獨(du)立(li)的(de)小型試(shi)驗(yan)材在飛濺帶和潮(chao)差帶的(de)腐蝕大小的(de)類(lei)似性、環境(jing)的(de)類(lei)似性來考慮,高村等所發(fa)現的(de)在這兩個部(bu)位(wei)的(de)合金元(yuan)素效果(guo)類(lei)似是(shi)可以充分理解的(de)。
已經敘述過添(tian)加 Cu-Ni-P、Cu-Cr-P、Cu-Cr、Cu-Cr-Al等(deng)對提高鋼(gang)在飛濺帶處的(de)耐(nai)蝕(shi)性是有(you)(you)效的(de)。有(you)(you)關各類耐(nai)海水鋼(gang)正在實用化以及Ni、Cr不(bu)利作用的(de)數據(ju),在這(zhe)里(li)不(bu)再重復。另外,有(you)(you)人(ren)認為添(tian)加W、Mo、Ti等(deng)也有(you)(you)效果(guo)。關于它們的(de)作用機理也有(you)(you)令人(ren)感興趣的(de)觀點。
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(shuo)(shuo)明:在(zai)連續(xu)的(de)(de)裸露(lu)鋼樁上形成(cheng)了(le)把(ba)潮(chao)差(cha)(cha)(cha)(cha)帶(dai)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)陰(yin)(yin)極(ji),把(ba)海(hai)面(mian)稍微(wei)向(xiang)(xiang)下(xia)的(de)(de)部(bu)分(fen)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)陽極(ji)的(de)(de)通(tong)氣差(cha)(cha)(cha)(cha)電池,造成(cheng)在(zai)潮(chao)差(cha)(cha)(cha)(cha)帶(dai)抑制腐(fu)蝕(shi),在(zai)全浸帶(dai)促進(jin)腐(fu)蝕(shi)。因為(wei)單獨存在(zai)的(de)(de)小型試片(pian)(pian)不發生(sheng)這種(zhong)情(qing)況,所(suo)以產生(sheng)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)與(yu)(yu)飛(fei)濺(jian)帶(dai)相(xiang)同(tong)。雖然作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)腐(fu)蝕(shi)傾向(xiang)(xiang)來說(shuo)(shuo)這種(zhong)解(jie)(jie)釋沒有(you)錯誤(wu),對(dui)本節(jie)內容沒有(you)任(ren)何(he)妨礙,可是(shi)因為(wei)擔心對(dui)通(tong)氣差(cha)(cha)(cha)(cha)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)說(shuo)(shuo)明有(you)問題(ti),所(suo)以想(xiang)預先(xian)敘(xu)述對(dui)該問題(ti)的(de)(de)疑(yi)問。問題(ti)是(shi)為(wei)什(shen)么陽極(ji)被限(xian)定(ding)在(zai)從(cong)海(hai)面(mian)稍微(wei)向(xiang)(xiang)下(xia)的(de)(de)部(bu)分(fen)?因為(wei)海(hai)水(shui)的(de)(de)電導率(lv)高,所(suo)以陽極(ji)電流應該擴展到鋼樁的(de)(de)全浸帶(dai)。上述作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)通(tong)氣差(cha)(cha)(cha)(cha)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)學說(shuo)(shuo)顯(xian)然是(shi)根據Evens等作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)通(tong)氣差(cha)(cha)(cha)(cha)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)例子(zi),于1930年所(suo)進(jin)行的(de)(de)燒杯(bei)試驗中(zhong)與(yu)(yu)水(shui)面(mian)腐(fu)蝕(shi)相(xiang)同(tong)的(de)(de)考(kao)慮方法(fa)。然而(er)Evans等的(de)(de)實(shi)驗中(zhong)試片(pian)(pian)小,從(cong)水(shui)面(mian)稍微(wei)同(tong)下(xia)的(de)(de)部(bu)位以下(xia)的(de)(de)金屬表面(mian)面(mian)積很小,試片(pian)(pian)全體已(yi)經成(cheng)為(wei)陽極(ji),沒有(you)局部(bu)集中(zhong)的(de)(de)理(li)由(you)。再者(zhe),Exvans等的(de)(de)燒杯(bei)實(shi)驗中(zhong)的(de)(de)陰(yin)(yin)極(ji)是(shi)完全不腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)區域,作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電極(ji)起作(zuo)(zuo)(zuo)用雖然不是(shi)不可理(li)解(jie)(jie)的(de)(de),可是(shi)具有(you)銹(xiu)層的(de)(de)潮(chao)差(cha)(cha)(cha)(cha)帶(dai)也能有(you)同(tong)樣(yang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用嗎?因為(wei)銹(xiu)的(de)(de)還原是(shi)非常容易產生(sheng)的(de)(de)。

