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(huan)境的(de)(de)(de)(de)電阻率(lv)(lv)越(yue)低，局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)進行的(de)(de)(de)(de)速(su)度越(yue)快，溝狀腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)也有這種(zhong)傾向。觀測上述銹斑下面腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)或C/S系宏觀電池的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境是電阻率(lv)(lv)為1000Ω·cm,然而(er)在同等程度電阻率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境中(zhong)，溝狀腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)是幾個mm/a,所(suo)以還是溝狀腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)大。


 如(ru)果把環境電(dian)(dian)阻引起的(de)(de)IR壓降忽略不計，在圖5-2的(de)(de)陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)曲線的(de)(de)示(shi)意圖上，電(dian)(dian)焊(han)鋼(gang)管的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)在腐(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)E進(jin)行時(shi)，母材(cai)是(shi)用(yong)(yong)(yong)iM的(de)(de)速度進(jin)行腐(fu)蝕(shi)(shi)，而焊(han)縫是(shi)用(yong)(yong)(yong)比(bi)這(zhe)更大的(de)(de)iw進(jin)行腐(fu)蝕(shi)(shi)，所以產生了溝狀腐(fu)蝕(shi)(shi)。如(ru)圖所示(shi)，焊(han)縫部的(de)(de)陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)曲線的(de)(de)電(dian)(dian)流密(mi)度比(bi)母材(cai)的(de)(de)高，這(zhe)已(yi)經被幾篇報(bao)告所證實(shi)。正(zheng)村等使用(yong)(yong)(yong)過的(de)(de)前述促進(jin)試驗法，就是(shi)將恒電(dian)(dian)位(wei)設(she)定(ding)成比(bi)母材(cai)電(dian)(dian)位(wei)E高的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)E'，用(yong)(yong)(yong)a'和(he)b'的(de)(de)比(bi)較取代a和(he)b的(de)(de)比(bi)較。


圖 2.jpg


  在像海水(shui)那(nei)樣電阻率(lv)低的(de)(de)環境中，作為陽極的(de)(de)焊縫區的(de)(de)電位(wei)上(shang)升(sheng)到面積比率(lv)非常(chang)大的(de)(de)母材電位(wei)E后(hou)，就變(bian)成iw的(de)(de)侵蝕速(su)度(du)；可是(shi)在自來水(shui)、工(gong)業用水(shui)等電阻率(lv)相當高的(de)(de)環境下(xia)，由(you)于有一定程度(du)的(de)(de)IR壓降，所以侵蝕速(su)度(du)比iw稍(shao)微降低。


  圖(tu)(tu)5-3出(chu)示了(le)實際求出(chu)的(de)(de)極(ji)化曲(qu)線(xian)。由于該(gai)圖(tu)(tu)不(bu)是(shi)(shi)圖(tu)(tu)5-2那樣的(de)(de)內部(bu)極(ji)化曲(qu)線(xian)，是(shi)(shi)扣(kou)除了(le)陰極(ji)電流密度(du)的(de)(de)外部(bu)電流密度(du)的(de)(de)曲(qu)線(xian)，雖然不(bu)能夠定量地(di)讀(du)取焊縫(feng)區(qu)和(he)母(mu)(mu)材區(qu)的(de)(de)差別，可是(shi)(shi)在(zai)有些報告中給出(chu)了(le)母(mu)(mu)材區(qu)和(he)焊縫(feng)區(qu)各自單獨存在(zai)的(de)(de)電位（開路電位）差。


圖 3.jpg


 在不同環境下所(suo)測定(ding)的(de)(de)(de)電(dian)位差(cha)分別是：加藤等測定(ding)的(de)(de)(de)電(dian)位差(cha)68mV(人工(gong)海(hai)水），62mV(0.01 NKCl);正村等的(de)(de)(de)約(yue)為50mV(0.5 M Na2SO4、pH 3);栗(li)棲等的(de)(de)(de)為42mV(人工(gong)海(hai)水），65mV(0.5 M Na2SO4、pH3);長野(ye)等的(de)(de)(de)約(yue)為20mV(3%Na-Cl).該(gai)電(dian)位差(cha)如設定(ding)為50mV時，從極化曲(qu)線直(zhi)線部分的(de)(de)(de)斜率可(ke)推斷iw是im的(de)(de)(de)幾倍至10倍，在以前(qian)所(suo)報道的(de)(de)(de)值中(zhong)，雖然(ran)比最(zui)大的(de)(de)(de)α小許多，但是仍在報告值的(de)(de)(de)范圍內(nei)。


 另外(wai)，侵蝕(shi)(shi)率(lv)即使大也小于0.3mm/a.在銹(xiu)斑下面(mian)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)自由表面(mian)和銹(xiu)斑下面(mian)的(de)(de)開路(lu)電(dian)位差(cha)的(de)(de)推斷值(zhi)約(yue)為50mV,不(bu)會形(xing)成(cheng)侵蝕(shi)(shi)率(lv)大的(de)(de)溝(gou)(gou)狀腐(fu)蝕(shi)(shi)。銹(xiu)斑下面(mian)的(de)(de)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)到(dao)形(xing)成(cheng)通(tong)氣差(cha)電(dian)池需(xu)要相當長的(de)(de)時(shi)間，在求侵蝕(shi)(shi)率(lv)（侵蝕(shi)(shi)深度／時(shi)間）時(shi)，由于在該時(shi)間中不(bu)得(de)不(bu)包括(kuo)這段潛(qian)伏時(shi)間，所以(yi)求出的(de)(de)侵蝕(shi)(shi)率(lv)比真正的(de)(de)侵蝕(shi)(shi)速度小。并且(qie)，因為銹(xiu)斑的(de)(de)存在和陰(yin)極以(yi)包圍銹(xiu)斑的(de)(de)形(xing)態(tai)存在，所以(yi)要比以(yi)直(zhi)線(xian)存在的(de)(de)焊縫兩側形(xing)成(cheng)的(de)(de)陰(yin)極溝(gou)(gou)狀腐(fu)蝕(shi)(shi)場合IR壓降增大，侵蝕(shi)(shi)速度也減小。


  C/S系宏觀電(dian)池腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)場合，鋼筋(jin)和管道之間的(de)(de)開路電(dian)位(wei)差(cha)雖然高達300mV,可(ke)(ke)是腐(fu)(fu)(fu)蝕電(dian)流以(yi)(yi)及局部腐(fu)(fu)(fu)蝕速度受局部陽極(ji)附(fu)(fu)近的(de)(de)IR壓降(jiang)支配。這(zhe)是因為在電(dian)阻(zu)率(lv)比(bi)較高的(de)(de)土壤中(zhong)，流動的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕電(dian)流在陽極(ji)附(fu)(fu)近形成(cheng)了(le)高電(dian)流密度，如果(guo)設定陽極(ji)的(de)(de)半徑為a、土壤電(dian)阻(zu)率(lv)為p、陽極(ji)電(dian)流為I時，其大小(xiao)可(ke)(ke)以(yi)(yi)用(yong)I0/2πa表示(shi)。式中(zhong)由于a比(bi)較小(xiao)，IR壓降(jiang)相當大。因此(ci)，例如假(jia)定a=1cm、p=6000Ω·cm時，局部腐(fu)(fu)(fu)蝕可(ke)(ke)以(yi)(yi)抑(yi)制到(dao)2mm/a的(de)(de)程度。


 僅從各個腐(fu)蝕電(dian)位(wei)來(lai)看，焊(han)縫區和(he)母(mu)材區的(de)(de)電(dian)位(wei)差在報告中即使最(zui)大的(de)(de)值(zhi)也(ye)小于(yu)68mV,根(gen)據極化曲線推(tui)定的(de)(de)這(zhe)兩部分的(de)(de)溶(rong)解速度的(de)(de)比在幾倍以內(nei),這(zhe)與事例中的(de)(de)最(zui)大值(zhi)為(wei)40、80的(de)(de)溝(gou)狀腐(fu)蝕系數不對應。


 在溝(gou)狀腐(fu)(fu)蝕快速進行的(de)(de)場合，腐(fu)(fu)蝕區(qu)(qu)(qu)（焊(han)(han)縫(feng)區(qu)(qu)(qu)）表(biao)面是(shi)沒有附著腐(fu)(fu)蝕生成物的(de)(de)最活(huo)性(xing)(xing)狀態，開(kai)路電(dian)位(wei)(wei)處(chu)在低電(dian)位(wei)(wei)，相反母(mu)(mu)材區(qu)(qu)(qu)卻附著腐(fu)(fu)蝕生成物，具有較(jiao)高(gao)的(de)(de)開(kai)路電(dian)位(wei)(wei)。另外，使焊(han)(han)縫(feng)區(qu)(qu)(qu)、母(mu)(mu)材區(qu)(qu)(qu)分(fen)(fen)別進行腐(fu)(fu)蝕求出(chu)來的(de)(de)電(dian)位(wei)(wei)，兩部(bu)分(fen)(fen)都(dou)處(chu)于同(tong)等的(de)(de)自然腐(fu)(fu)蝕狀態，并且在極化曲線測定(ding)下(xia)(xia)或(huo)者處(chu)在比(bi)－550mV(飽和甘(gan)汞(gong)電(dian)極基準(zhun)）的(de)(de)自然電(dian)位(wei)(wei)稍高(gao)的(de)(de)恒電(dian)位(wei)(wei)電(dian)解(jie)下(xia)(xia)，兩部(bu)分(fen)(fen)都(dou)是(shi)活(huo)性(xing)(xing)表(biao)面。所以，在焊(han)(han)縫(feng)區(qu)(qu)(qu)處(chu)于活(huo)性(xing)(xing)狀態、母(mu)(mu)材區(qu)(qu)(qu)大體處(chu)于自然腐(fu)(fu)蝕狀態的(de)(de)實際腐(fu)(fu)蝕條件下(xia)(xia)，很可能開(kai)路電(dian)位(wei)(wei)比(bi)分(fen)(fen)別測定(ding)的(de)(de)值大，溶解(jie)電(dian)流的(de)(de)比(bi)值比(bi)極化條件時(shi)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(bu)銹鋼等。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。