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)蝕(shi)(shi)環(huan)境(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)電阻(zu)率(lv)(lv)越低，局部腐(fu)蝕(shi)(shi)進行的(de)(de)(de)速度越快，溝(gou)(gou)狀腐(fu)蝕(shi)(shi)也(ye)有這種傾向。觀(guan)測(ce)上述(shu)銹(xiu)斑下(xia)面腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)率(lv)(lv)或(huo)C/S系宏(hong)觀(guan)電池的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)，侵(qin)蝕(shi)(shi)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)(jing)是(shi)電阻(zu)率(lv)(lv)為1000Ω·cm,然而在同等程(cheng)度電阻(zu)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)(jing)中(zhong)，溝(gou)(gou)狀腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)率(lv)(lv)是(shi)幾個mm/a,所以還(huan)是(shi)溝(gou)(gou)狀腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)率(lv)(lv)大。


 如果把環境電(dian)(dian)(dian)阻(zu)引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)IR壓降忽略不(bu)計，在圖5-2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽極(ji)極(ji)化曲線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)示意(yi)圖上，電(dian)(dian)(dian)焊鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕在腐蝕電(dian)(dian)(dian)位E進(jin)行(xing)(xing)時，母(mu)材是(shi)用(yong)(yong)iM的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度進(jin)行(xing)(xing)腐蝕，而焊縫是(shi)用(yong)(yong)比(bi)(bi)這更大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)iw進(jin)行(xing)(xing)腐蝕，所以產生了溝狀腐蝕。如圖所示，焊縫部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽極(ji)極(ji)化曲線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度比(bi)(bi)母(mu)材的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)，這已經被幾篇報(bao)告所證實(shi)。正村等使用(yong)(yong)過的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前述促(cu)進(jin)試(shi)驗法，就(jiu)是(shi)將恒電(dian)(dian)(dian)位設定成比(bi)(bi)母(mu)材電(dian)(dian)(dian)位E高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)位E'，用(yong)(yong)a'和(he)(he)b'的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)較取代a和(he)(he)b的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)較。


圖 2.jpg


  在像海水(shui)那樣電阻率低(di)的(de)(de)環境中，作為陽極的(de)(de)焊縫區的(de)(de)電位(wei)上升到面積比(bi)率非常大的(de)(de)母材電位(wei)E后，就變成(cheng)iw的(de)(de)侵蝕速度(du)；可是在自(zi)來水(shui)、工業用水(shui)等電阻率相當(dang)高的(de)(de)環境下，由于有一定程度(du)的(de)(de)IR壓降，所以(yi)侵蝕速度(du)比(bi)iw稍微降低(di)。


  圖(tu)5-3出(chu)示了(le)(le)(le)實(shi)際求出(chu)的(de)極化曲(qu)線。由于該(gai)圖(tu)不是(shi)圖(tu)5-2那樣的(de)內部(bu)極化曲(qu)線，是(shi)扣除了(le)(le)(le)陰極電(dian)(dian)流密度的(de)外部(bu)電(dian)(dian)流密度的(de)曲(qu)線，雖然不能夠定(ding)量地讀取焊(han)縫(feng)區和(he)母材區的(de)差別，可是(shi)在有些(xie)報告中給(gei)出(chu)了(le)(le)(le)母材區和(he)焊(han)縫(feng)區各自單獨存在的(de)電(dian)(dian)位(wei)（開路電(dian)(dian)位(wei)）差。


圖 3.jpg


 在不同環(huan)境下所測定(ding)的(de)(de)電(dian)位差(cha)分別是：加藤等測定(ding)的(de)(de)電(dian)位差(cha)68mV(人工海(hai)(hai)水），62mV(0.01 NKCl);正村(cun)等的(de)(de)約為(wei)50mV(0.5 M Na2SO4、pH 3);栗(li)棲等的(de)(de)為(wei)42mV(人工海(hai)(hai)水），65mV(0.5 M Na2SO4、pH3);長野等的(de)(de)約為(wei)20mV(3%Na-Cl).該(gai)電(dian)位差(cha)如設定(ding)為(wei)50mV時(shi)，從極化曲線(xian)直(zhi)線(xian)部(bu)分的(de)(de)斜率可推斷iw是im的(de)(de)幾倍(bei)至10倍(bei)，在以前所報道的(de)(de)值(zhi)中，雖然比最大的(de)(de)α小許(xu)多(duo)，但是仍在報告(gao)值(zhi)的(de)(de)范圍內。


 另外(wai)，侵蝕率(lv)即使(shi)大(da)也(ye)小(xiao)于(yu)0.3mm/a.在銹(xiu)(xiu)斑(ban)下(xia)面(mian)局(ju)部腐(fu)蝕的(de)自由(you)表面(mian)和銹(xiu)(xiu)斑(ban)下(xia)面(mian)的(de)開(kai)路電位差的(de)推(tui)斷值約(yue)為50mV,不會形(xing)成(cheng)侵蝕率(lv)大(da)的(de)溝(gou)狀腐(fu)蝕。銹(xiu)(xiu)斑(ban)下(xia)面(mian)的(de)局(ju)部腐(fu)蝕到形(xing)成(cheng)通氣(qi)差電池需要(yao)相當長(chang)的(de)時(shi)間，在求(qiu)侵蝕率(lv)（侵蝕深度／時(shi)間）時(shi)，由(you)于(yu)在該時(shi)間中(zhong)不得不包括這段潛伏時(shi)間，所以(yi)求(qiu)出的(de)侵蝕率(lv)比(bi)真正的(de)侵蝕速(su)度小(xiao)。并且，因為銹(xiu)(xiu)斑(ban)的(de)存(cun)在和陰(yin)極以(yi)包圍(wei)銹(xiu)(xiu)斑(ban)的(de)形(xing)態存(cun)在，所以(yi)要(yao)比(bi)以(yi)直線存(cun)在的(de)焊縫(feng)兩(liang)側形(xing)成(cheng)的(de)陰(yin)極溝(gou)狀腐(fu)蝕場合IR壓降增大(da)，侵蝕速(su)度也(ye)減(jian)小(xiao)。


  C/S系宏觀電(dian)(dian)(dian)池腐(fu)蝕(shi)(shi)的場合，鋼筋和管道(dao)之間的開路(lu)電(dian)(dian)(dian)位差雖然(ran)高達300mV,可(ke)是(shi)腐(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流以及局(ju)(ju)部腐(fu)蝕(shi)(shi)速度(du)(du)受(shou)局(ju)(ju)部陽極附(fu)近的IR壓降支配。這(zhe)是(shi)因(yin)(yin)為(wei)(wei)在電(dian)(dian)(dian)阻率比(bi)(bi)較高的土壤中，流動(dong)的腐(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流在陽極附(fu)近形成(cheng)了高電(dian)(dian)(dian)流密度(du)(du)，如果設(she)定(ding)陽極的半(ban)徑為(wei)(wei)a、土壤電(dian)(dian)(dian)阻率為(wei)(wei)p、陽極電(dian)(dian)(dian)流為(wei)(wei)I時(shi)，其大(da)小(xiao)可(ke)以用I0/2πa表(biao)示。式中由(you)于a比(bi)(bi)較小(xiao)，IR壓降相當(dang)大(da)。因(yin)(yin)此，例(li)如假定(ding)a=1cm、p=6000Ω·cm時(shi)，局(ju)(ju)部腐(fu)蝕(shi)(shi)可(ke)以抑制到2mm/a的程度(du)(du)。


 僅從各個腐蝕(shi)電位來(lai)看，焊(han)縫區和母材(cai)區的電位差在報告中即使(shi)最(zui)大(da)的值(zhi)也小(xiao)于68mV,根據極化曲線推定(ding)的這兩部分的溶(rong)解速度的比在幾倍以內,這與(yu)事例中的最(zui)大(da)值(zhi)為40、80的溝(gou)狀腐蝕(shi)系數不(bu)對應。


 在(zai)溝狀(zhuang)腐(fu)蝕快速(su)進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)場合，腐(fu)蝕區(qu)(qu)（焊縫區(qu)(qu)）表面(mian)是(shi)沒有(you)(you)附著腐(fu)蝕生(sheng)成物的(de)(de)(de)最活性狀(zhuang)態，開路電(dian)位(wei)處(chu)在(zai)低電(dian)位(wei)，相反母(mu)材區(qu)(qu)卻附著腐(fu)蝕生(sheng)成物，具有(you)(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)開路電(dian)位(wei)。另外，使焊縫區(qu)(qu)、母(mu)材區(qu)(qu)分(fen)(fen)別進(jin)行(xing)腐(fu)蝕求出來的(de)(de)(de)電(dian)位(wei)，兩(liang)(liang)部(bu)分(fen)(fen)都處(chu)于(yu)(yu)同等的(de)(de)(de)自然腐(fu)蝕狀(zhuang)態，并且在(zai)極(ji)化曲線測(ce)定下或(huo)者處(chu)在(zai)比(bi)(bi)－550mV(飽和甘汞電(dian)極(ji)基準）的(de)(de)(de)自然電(dian)位(wei)稍高(gao)的(de)(de)(de)恒電(dian)位(wei)電(dian)解下，兩(liang)(liang)部(bu)分(fen)(fen)都是(shi)活性表面(mian)。所(suo)以(yi)，在(zai)焊縫區(qu)(qu)處(chu)于(yu)(yu)活性狀(zhuang)態、母(mu)材區(qu)(qu)大(da)體處(chu)于(yu)(yu)自然腐(fu)蝕狀(zhuang)態的(de)(de)(de)實(shi)際腐(fu)蝕條件(jian)下，很可能開路電(dian)位(wei)比(bi)(bi)分(fen)(fen)別測(ce)定的(de)(de)(de)值(zhi)大(da)，溶解電(dian)流的(de)(de)(de)比(bi)(bi)值(zhi)比(bi)(bi)極(ji)化條件(jian)時大(da)。


 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(xiu)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。