關于在實用管道上溝狀腐蝕的侵蝕率,曾經發表過幾篇調查結果,該值最大可以達到10mm/a以上。這在碳素鋼的局部腐蝕中也是最大值。若只比較數值,由自來水管道銹斑下面產生的通氣差腐蝕所引起的局部腐蝕,在嚴重時為0.3mm/a[40].最近有關建筑物周圍的土壤埋設的鋼管通過和鋼筋接觸產生的CS系宏觀電池引起局部腐蝕的事例很多,其最大值是3mm/a。
腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)環境的(de)電(dian)阻(zu)率越(yue)低,局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)進(jin)行的(de)速度(du)越(yue)快(kuai),溝(gou)狀(zhuang)(zhuang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)也有這種傾向。觀測上述銹斑下面腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)率或C/S系宏觀電(dian)池的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)率的(de)環境是電(dian)阻(zu)率為(wei)1000Ω·cm,然(ran)而在同等(deng)程度(du)電(dian)阻(zu)率的(de)環境中,溝(gou)狀(zhuang)(zhuang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)率是幾(ji)個mm/a,所以還是溝(gou)狀(zhuang)(zhuang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)率大。
如果(guo)把環境電(dian)(dian)(dian)(dian)阻引起的(de)(de)(de)(de)(de)IR壓(ya)降忽略不計,在圖(tu)(tu)5-2的(de)(de)(de)(de)(de)陽極(ji)極(ji)化(hua)曲(qu)線的(de)(de)(de)(de)(de)示(shi)意圖(tu)(tu)上,電(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)鋼管的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕在腐(fu)(fu)(fu)蝕電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)E進(jin)(jin)行時,母(mu)材是(shi)用(yong)iM的(de)(de)(de)(de)(de)速度進(jin)(jin)行腐(fu)(fu)(fu)蝕,而焊(han)縫是(shi)用(yong)比(bi)這更大的(de)(de)(de)(de)(de)iw進(jin)(jin)行腐(fu)(fu)(fu)蝕,所(suo)以產生了溝狀腐(fu)(fu)(fu)蝕。如圖(tu)(tu)所(suo)示(shi),焊(han)縫部的(de)(de)(de)(de)(de)陽極(ji)極(ji)化(hua)曲(qu)線的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度比(bi)母(mu)材的(de)(de)(de)(de)(de)高,這已經被幾篇報告所(suo)證(zheng)實。正(zheng)村(cun)等使(shi)用(yong)過的(de)(de)(de)(de)(de)前述促進(jin)(jin)試(shi)驗法,就是(shi)將恒電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)設定成比(bi)母(mu)材電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)E高的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)E',用(yong)a'和b'的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)較取代a和b的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)較。

在(zai)像(xiang)海(hai)水那(nei)樣電(dian)阻(zu)率(lv)低(di)的(de)(de)環(huan)境中,作(zuo)為陽極的(de)(de)焊(han)縫區的(de)(de)電(dian)位上升(sheng)到面積(ji)比率(lv)非(fei)常大的(de)(de)母材電(dian)位E后,就(jiu)變(bian)成iw的(de)(de)侵蝕速(su)度(du);可是(shi)在(zai)自來(lai)水、工業用水等電(dian)阻(zu)率(lv)相(xiang)當高的(de)(de)環(huan)境下,由于有一定程度(du)的(de)(de)IR壓降(jiang),所(suo)以侵蝕速(su)度(du)比iw稍微降(jiang)低(di)。
圖5-3出(chu)示了實際(ji)求(qiu)出(chu)的(de)(de)(de)極(ji)(ji)(ji)化曲線。由于該圖不是圖5-2那樣的(de)(de)(de)內部極(ji)(ji)(ji)化曲線,是扣(kou)除了陰極(ji)(ji)(ji)電(dian)流(liu)密(mi)(mi)度的(de)(de)(de)外部電(dian)流(liu)密(mi)(mi)度的(de)(de)(de)曲線,雖然不能夠定(ding)量地讀取焊縫區(qu)(qu)和母材區(qu)(qu)的(de)(de)(de)差(cha)(cha)別,可是在有些(xie)報告中給出(chu)了母材區(qu)(qu)和焊縫區(qu)(qu)各(ge)自單獨存在的(de)(de)(de)電(dian)位(開(kai)路電(dian)位)差(cha)(cha)。

在不(bu)同環境(jing)下(xia)所測(ce)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)電位差(cha)分別是:加藤等(deng)(deng)測(ce)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)電位差(cha)68mV(人工(gong)海水),62mV(0.01 NKCl);正村(cun)等(deng)(deng)的(de)(de)(de)約為(wei)50mV(0.5 M Na2SO4、pH 3);栗棲等(deng)(deng)的(de)(de)(de)為(wei)42mV(人工(gong)海水),65mV(0.5 M Na2SO4、pH3);長(chang)野等(deng)(deng)的(de)(de)(de)約為(wei)20mV(3%Na-Cl).該電位差(cha)如(ru)設(she)定(ding)(ding)為(wei)50mV時,從極化曲線(xian)直線(xian)部分的(de)(de)(de)斜率(lv)可(ke)推斷iw是im的(de)(de)(de)幾(ji)倍(bei)(bei)至10倍(bei)(bei),在以前所報道的(de)(de)(de)值中,雖然比最大的(de)(de)(de)α小(xiao)許多,但是仍(reng)在報告值的(de)(de)(de)范圍內。
另(ling)外,侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)率(lv)即(ji)使大(da)也小(xiao)(xiao)于0.3mm/a.在(zai)(zai)(zai)(zai)銹斑下面(mian)局部腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)自由表面(mian)和(he)銹斑下面(mian)的(de)(de)(de)開路電位差的(de)(de)(de)推斷值約為50mV,不(bu)會形成侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)率(lv)大(da)的(de)(de)(de)溝(gou)(gou)狀腐蝕(shi)(shi)。銹斑下面(mian)的(de)(de)(de)局部腐蝕(shi)(shi)到形成通氣(qi)差電池需要相當(dang)長的(de)(de)(de)時間(jian),在(zai)(zai)(zai)(zai)求(qiu)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)率(lv)(侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)深(shen)度(du)/時間(jian))時,由于在(zai)(zai)(zai)(zai)該(gai)時間(jian)中不(bu)得不(bu)包括這段潛伏時間(jian),所(suo)以(yi)(yi)求(qiu)出的(de)(de)(de)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)率(lv)比真(zhen)正的(de)(de)(de)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)速度(du)小(xiao)(xiao)。并(bing)且,因為銹斑的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)(zai)和(he)陰(yin)極以(yi)(yi)包圍(wei)銹斑的(de)(de)(de)形態(tai)存在(zai)(zai)(zai)(zai),所(suo)以(yi)(yi)要比以(yi)(yi)直線存在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)焊縫兩側形成的(de)(de)(de)陰(yin)極溝(gou)(gou)狀腐蝕(shi)(shi)場合IR壓降增(zeng)大(da),侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)速度(du)也減小(xiao)(xiao)。
C/S系宏(hong)觀電(dian)池腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)場合,鋼筋和(he)管道之間的(de)開路電(dian)位差雖然高(gao)(gao)達300mV,可(ke)(ke)是(shi)(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)流(liu)以(yi)及(ji)局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度受(shou)局(ju)部(bu)(bu)陽(yang)極(ji)(ji)附近的(de)IR壓降支配。這是(shi)(shi)因(yin)(yin)為(wei)在電(dian)阻率比較高(gao)(gao)的(de)土壤(rang)中(zhong),流(liu)動的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)流(liu)在陽(yang)極(ji)(ji)附近形(xing)成了高(gao)(gao)電(dian)流(liu)密度,如(ru)(ru)果(guo)設定(ding)(ding)陽(yang)極(ji)(ji)的(de)半徑為(wei)a、土壤(rang)電(dian)阻率為(wei)p、陽(yang)極(ji)(ji)電(dian)流(liu)為(wei)I時(shi),其大小(xiao)(xiao)可(ke)(ke)以(yi)用I0/2πa表示。式中(zhong)由于a比較小(xiao)(xiao),IR壓降相當大。因(yin)(yin)此,例(li)如(ru)(ru)假定(ding)(ding)a=1cm、p=6000Ω·cm時(shi),局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)可(ke)(ke)以(yi)抑制到2mm/a的(de)程度。
僅從各個腐(fu)蝕(shi)電位(wei)來看(kan),焊縫(feng)區和母(mu)材(cai)區的(de)(de)電位(wei)差在報告(gao)中(zhong)即(ji)使(shi)最(zui)大的(de)(de)值也小于(yu)68mV,根據極化曲(qu)線(xian)推定(ding)的(de)(de)這(zhe)兩部(bu)分(fen)的(de)(de)溶解速(su)度(du)的(de)(de)比在幾倍以內,這(zhe)與(yu)事例中(zhong)的(de)(de)最(zui)大值為40、80的(de)(de)溝狀腐(fu)蝕(shi)系數不對(dui)應。
在(zai)溝狀(zhuang)腐(fu)(fu)蝕(shi)快速進行(xing)的(de)場合,腐(fu)(fu)蝕(shi)區(焊(han)縫區)表(biao)面是沒有附著(zhu)腐(fu)(fu)蝕(shi)生成(cheng)物(wu)的(de)最(zui)活(huo)性狀(zhuang)態(tai),開(kai)路電(dian)(dian)(dian)位(wei)處(chu)在(zai)低(di)電(dian)(dian)(dian)位(wei),相反(fan)母材(cai)區卻附著(zhu)腐(fu)(fu)蝕(shi)生成(cheng)物(wu),具有較高的(de)開(kai)路電(dian)(dian)(dian)位(wei)。另外,使焊(han)縫區、母材(cai)區分(fen)(fen)別進行(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)求(qiu)出來的(de)電(dian)(dian)(dian)位(wei),兩部分(fen)(fen)都(dou)處(chu)于同等的(de)自(zi)然(ran)(ran)腐(fu)(fu)蝕(shi)狀(zhuang)態(tai),并且在(zai)極(ji)(ji)化曲線(xian)測定下或者(zhe)處(chu)在(zai)比(bi)-550mV(飽和甘汞(gong)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)基準)的(de)自(zi)然(ran)(ran)電(dian)(dian)(dian)位(wei)稍高的(de)恒電(dian)(dian)(dian)位(wei)電(dian)(dian)(dian)解(jie)下,兩部分(fen)(fen)都(dou)是活(huo)性表(biao)面。所以,在(zai)焊(han)縫區處(chu)于活(huo)性狀(zhuang)態(tai)、母材(cai)區大體處(chu)于自(zi)然(ran)(ran)腐(fu)(fu)蝕(shi)狀(zhuang)態(tai)的(de)實際腐(fu)(fu)蝕(shi)條件下,很可能開(kai)路電(dian)(dian)(dian)位(wei)比(bi)分(fen)(fen)別測定的(de)值(zhi)大,溶解(jie)電(dian)(dian)(dian)流的(de)比(bi)值(zhi)比(bi)極(ji)(ji)化條件時大。
以上僅就溝狀腐蝕的最大侵蝕率,一方面是與其他材料的局部腐蝕進行對比,另一方面是敘述了它的特性。如果和不銹鋼(gang)等。進行比較,對碳素鋼、低合金鋼的局部腐蝕來說,在學術上的解釋還不充分。像溝狀腐蝕那樣,作為耐蝕鋼反映在產品上的現象,我認為在學術上值得進行研究,但是考慮到如果適合的鋼非常容易地而且幾乎完全被開發出來,反而阻礙了更進一步進行腐蝕科學的研究與解釋。

