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)的(de)電阻率(lv)(lv)越(yue)低，局部腐(fu)蝕(shi)(shi)進(jin)行的(de)速度越(yue)快(kuai)，溝狀腐(fu)蝕(shi)(shi)也有這種傾向。觀測上(shang)述(shu)銹斑下面(mian)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)侵蝕(shi)(shi)率(lv)(lv)或C/S系宏(hong)觀電池的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)，侵蝕(shi)(shi)率(lv)(lv)的(de)環(huan)境(jing)是電阻率(lv)(lv)為1000Ω·cm,然而在同(tong)等程度電阻率(lv)(lv)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)，溝狀腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)侵蝕(shi)(shi)率(lv)(lv)是幾(ji)個mm/a,所(suo)以還是溝狀腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)侵蝕(shi)(shi)率(lv)(lv)大。


 如果把環境電(dian)阻引起(qi)的(de)(de)IR壓降忽略不計，在圖5-2的(de)(de)陽極極化(hua)曲線(xian)的(de)(de)示(shi)意圖上，電(dian)焊(han)鋼管的(de)(de)腐(fu)蝕在腐(fu)蝕電(dian)位(wei)E進(jin)行時(shi)，母材(cai)是(shi)用iM的(de)(de)速度(du)進(jin)行腐(fu)蝕，而焊(han)縫是(shi)用比(bi)這(zhe)更大的(de)(de)iw進(jin)行腐(fu)蝕，所(suo)以產生(sheng)了(le)溝狀腐(fu)蝕。如圖所(suo)示(shi)，焊(han)縫部的(de)(de)陽極極化(hua)曲線(xian)的(de)(de)電(dian)流密度(du)比(bi)母材(cai)的(de)(de)高，這(zhe)已經被幾篇報告所(suo)證實。正村等使(shi)用過的(de)(de)前述促(cu)進(jin)試(shi)驗(yan)法(fa)，就是(shi)將恒電(dian)位(wei)設定成比(bi)母材(cai)電(dian)位(wei)E高的(de)(de)電(dian)位(wei)E'，用a'和b'的(de)(de)比(bi)較取(qu)代a和b的(de)(de)比(bi)較。


圖 2.jpg


  在(zai)像海水那樣電阻率低(di)的(de)(de)環境(jing)中，作為陽極(ji)的(de)(de)焊縫區(qu)的(de)(de)電位上升到面積比率非常大的(de)(de)母材電位E后，就變成iw的(de)(de)侵蝕速(su)度；可是在(zai)自來水、工業用水等電阻率相(xiang)當高的(de)(de)環境(jing)下，由于有一(yi)定程度的(de)(de)IR壓降，所以侵蝕速(su)度比iw稍(shao)微降低(di)。


  圖(tu)5-3出(chu)示(shi)了(le)實際求出(chu)的(de)極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線(xian)。由于該圖(tu)不是圖(tu)5-2那樣的(de)內部極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線(xian)，是扣除了(le)陰極(ji)(ji)電(dian)(dian)流密度(du)的(de)外部電(dian)(dian)流密度(du)的(de)曲(qu)線(xian)，雖然不能夠定量地讀取焊縫(feng)區(qu)(qu)和母材(cai)區(qu)(qu)的(de)差別，可(ke)是在有(you)些報告中給出(chu)了(le)母材(cai)區(qu)(qu)和焊縫(feng)區(qu)(qu)各自單獨存(cun)在的(de)電(dian)(dian)位(wei)（開路(lu)電(dian)(dian)位(wei)）差。


圖 3.jpg


 在不同環境下所(suo)測定的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)位差分(fen)別(bie)是：加藤(teng)等測定的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)位差68mV(人(ren)工海水），62mV(0.01 NKCl);正村等的(de)(de)(de)(de)約(yue)為(wei)50mV(0.5 M Na2SO4、pH 3);栗棲等的(de)(de)(de)(de)為(wei)42mV(人(ren)工海水），65mV(0.5 M Na2SO4、pH3);長野(ye)等的(de)(de)(de)(de)約(yue)為(wei)20mV(3%Na-Cl).該電(dian)(dian)位差如設定為(wei)50mV時，從極化曲線直線部分(fen)的(de)(de)(de)(de)斜率可推斷iw是im的(de)(de)(de)(de)幾倍至10倍，在以前所(suo)報道(dao)的(de)(de)(de)(de)值(zhi)中，雖然比最大的(de)(de)(de)(de)α小許(xu)多(duo)，但是仍在報告值(zhi)的(de)(de)(de)(de)范圍(wei)內。


 另(ling)外，侵蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)即使大也小(xiao)于0.3mm/a.在(zai)銹(xiu)(xiu)斑(ban)下(xia)(xia)面局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)自由表面和(he)銹(xiu)(xiu)斑(ban)下(xia)(xia)面的(de)(de)開路電(dian)位差的(de)(de)推斷(duan)值約為50mV,不會(hui)形(xing)成侵蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)大的(de)(de)溝狀(zhuang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。銹(xiu)(xiu)斑(ban)下(xia)(xia)面的(de)(de)局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)到形(xing)成通(tong)氣差電(dian)池需要相當長(chang)的(de)(de)時(shi)間(jian)，在(zai)求侵蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)（侵蝕(shi)(shi)(shi)深度(du)／時(shi)間(jian)）時(shi)，由于在(zai)該時(shi)間(jian)中(zhong)不得不包括這段潛伏時(shi)間(jian)，所(suo)以(yi)求出的(de)(de)侵蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)比真正(zheng)的(de)(de)侵蝕(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)小(xiao)。并且，因為銹(xiu)(xiu)斑(ban)的(de)(de)存在(zai)和(he)陰極(ji)以(yi)包圍(wei)銹(xiu)(xiu)斑(ban)的(de)(de)形(xing)態存在(zai)，所(suo)以(yi)要比以(yi)直線存在(zai)的(de)(de)焊縫兩側形(xing)成的(de)(de)陰極(ji)溝狀(zhuang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)場合(he)IR壓降(jiang)增大，侵蝕(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)也減小(xiao)。


  C/S系宏觀(guan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)腐(fu)蝕(shi)的場合，鋼筋和管道之間的開路(lu)電(dian)(dian)(dian)位差雖然高達300mV,可(ke)(ke)是腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)以(yi)(yi)及局部腐(fu)蝕(shi)速度受(shou)局部陽極(ji)附(fu)近(jin)的IR壓(ya)降支配。這是因(yin)為(wei)在電(dian)(dian)(dian)阻率(lv)比較高的土(tu)壤中(zhong)，流(liu)(liu)動的腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)在陽極(ji)附(fu)近(jin)形成了(le)高電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度，如(ru)果設定陽極(ji)的半徑為(wei)a、土(tu)壤電(dian)(dian)(dian)阻率(lv)為(wei)p、陽極(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)為(wei)I時(shi)，其大小(xiao)可(ke)(ke)以(yi)(yi)用I0/2πa表示。式中(zhong)由于a比較小(xiao)，IR壓(ya)降相當大。因(yin)此，例(li)如(ru)假定a=1cm、p=6000Ω·cm時(shi)，局部腐(fu)蝕(shi)可(ke)(ke)以(yi)(yi)抑(yi)制到2mm/a的程度。


 僅(jin)從(cong)各個(ge)腐蝕(shi)電位來看，焊(han)縫區(qu)和母材區(qu)的(de)電位差在報告中(zhong)即使(shi)最大的(de)值(zhi)也小(xiao)于(yu)68mV,根據極化曲線推定的(de)這(zhe)兩部分的(de)溶解速(su)度的(de)比在幾(ji)倍(bei)以(yi)內(nei),這(zhe)與(yu)事例中(zhong)的(de)最大值(zhi)為(wei)40、80的(de)溝狀(zhuang)腐蝕(shi)系數(shu)不(bu)對應。


 在(zai)(zai)溝狀(zhuang)(zhuang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)快速進(jin)行(xing)的(de)(de)場(chang)合，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)區(qu)(qu)（焊縫(feng)區(qu)(qu)）表面是沒有附(fu)著腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)生成物的(de)(de)最(zui)活性狀(zhuang)(zhuang)態，開路(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)處(chu)(chu)在(zai)(zai)低電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)，相反母材區(qu)(qu)卻附(fu)著腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)生成物，具有較高(gao)(gao)的(de)(de)開路(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)。另外(wai)，使焊縫(feng)區(qu)(qu)、母材區(qu)(qu)分別進(jin)行(xing)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)求(qiu)出來的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)，兩部(bu)分都處(chu)(chu)于同等的(de)(de)自(zi)(zi)然(ran)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)狀(zhuang)(zhuang)態，并且(qie)在(zai)(zai)極化曲線測(ce)定(ding)下或者處(chu)(chu)在(zai)(zai)比(bi)(bi)－550mV(飽和甘汞(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)極基準）的(de)(de)自(zi)(zi)然(ran)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)稍高(gao)(gao)的(de)(de)恒(heng)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)下，兩部(bu)分都是活性表面。所以，在(zai)(zai)焊縫(feng)區(qu)(qu)處(chu)(chu)于活性狀(zhuang)(zhuang)態、母材區(qu)(qu)大體處(chu)(chu)于自(zi)(zi)然(ran)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)狀(zhuang)(zhuang)態的(de)(de)實際腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)條件下，很可能開路(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)比(bi)(bi)分別測(ce)定(ding)的(de)(de)值大，溶解(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)比(bi)(bi)值比(bi)(bi)極化條件時大。


 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。