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。


 腐蝕(shi)(shi)環(huan)境的(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)率(lv)越低，局部腐蝕(shi)(shi)進行的(de)速度越快，溝(gou)狀腐蝕(shi)(shi)也有這種傾向(xiang)。觀測上述銹斑(ban)下(xia)面腐蝕(shi)(shi)的(de)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)率(lv)或(huo)C/S系宏(hong)觀電(dian)(dian)(dian)池的(de)腐蝕(shi)(shi)，侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)率(lv)的(de)環(huan)境是(shi)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)率(lv)為(wei)1000Ω·cm,然而在同等程度電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)率(lv)的(de)環(huan)境中，溝(gou)狀腐蝕(shi)(shi)的(de)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)率(lv)是(shi)幾個mm/a,所以還是(shi)溝(gou)狀腐蝕(shi)(shi)的(de)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)率(lv)大。


 如果(guo)把環境電阻引起的(de)(de)(de)(de)IR壓降忽(hu)略不計，在(zai)圖(tu)5-2的(de)(de)(de)(de)陽極(ji)極(ji)化曲線的(de)(de)(de)(de)示(shi)意圖(tu)上，電焊(han)(han)鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)在(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)電位E進(jin)行(xing)時(shi)，母(mu)(mu)材是(shi)用(yong)iM的(de)(de)(de)(de)速度進(jin)行(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)，而焊(han)(han)縫是(shi)用(yong)比(bi)(bi)這(zhe)更大的(de)(de)(de)(de)iw進(jin)行(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)，所以產生了(le)溝狀(zhuang)腐(fu)(fu)蝕(shi)。如圖(tu)所示(shi)，焊(han)(han)縫部的(de)(de)(de)(de)陽極(ji)極(ji)化曲線的(de)(de)(de)(de)電流密度比(bi)(bi)母(mu)(mu)材的(de)(de)(de)(de)高(gao)，這(zhe)已經被(bei)幾篇報告(gao)所證實(shi)。正村等(deng)使用(yong)過的(de)(de)(de)(de)前述促進(jin)試驗法，就(jiu)是(shi)將恒電位設定成比(bi)(bi)母(mu)(mu)材電位E高(gao)的(de)(de)(de)(de)電位E'，用(yong)a'和b'的(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)較取(qu)代(dai)a和b的(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)較。


圖 2.jpg


  在(zai)像(xiang)海水那樣電(dian)阻率(lv)低的(de)環(huan)境中，作為陽極的(de)焊縫(feng)區(qu)的(de)電(dian)位上升到(dao)面(mian)積比率(lv)非(fei)常大的(de)母(mu)材電(dian)位E后，就變成iw的(de)侵蝕速度(du)；可是在(zai)自來水、工業(ye)用(yong)水等電(dian)阻率(lv)相當高的(de)環(huan)境下，由于有(you)一(yi)定程(cheng)度(du)的(de)IR壓降，所以侵蝕速度(du)比iw稍微降低。


  圖5-3出(chu)示了(le)(le)實際求出(chu)的極化曲(qu)線。由于該圖不(bu)是圖5-2那樣的內部極化曲(qu)線，是扣(kou)除了(le)(le)陰極電流密度的外部電流密度的曲(qu)線，雖然不(bu)能夠定量地讀取焊縫區(qu)和母材(cai)區(qu)的差別，可是在(zai)有(you)些報告中(zhong)給出(chu)了(le)(le)母材(cai)區(qu)和焊縫區(qu)各(ge)自(zi)單獨存在(zai)的電位（開路(lu)電位）差。


圖 3.jpg


 在不同環境下所測(ce)定的(de)電位(wei)差分別是(shi)：加藤等測(ce)定的(de)電位(wei)差68mV(人工海(hai)水），62mV(0.01 NKCl);正村等的(de)約為(wei)(wei)(wei)50mV(0.5 M Na2SO4、pH 3);栗棲等的(de)為(wei)(wei)(wei)42mV(人工海(hai)水），65mV(0.5 M Na2SO4、pH3);長野等的(de)約為(wei)(wei)(wei)20mV(3%Na-Cl).該電位(wei)差如設(she)定為(wei)(wei)(wei)50mV時(shi)，從極化曲線直線部分的(de)斜(xie)率可推斷iw是(shi)im的(de)幾倍至10倍，在以前所報(bao)道的(de)值中，雖(sui)然(ran)比最大的(de)α小許多，但是(shi)仍(reng)在報(bao)告值的(de)范圍內。


 另外，侵蝕率(lv)即使(shi)大也小于0.3mm/a.在(zai)銹斑下(xia)面(mian)局(ju)部腐(fu)蝕的(de)(de)自由表面(mian)和(he)銹斑下(xia)面(mian)的(de)(de)開路電(dian)位(wei)差的(de)(de)推斷(duan)值約為(wei)50mV,不會形成(cheng)侵蝕率(lv)大的(de)(de)溝狀腐(fu)蝕。銹斑下(xia)面(mian)的(de)(de)局(ju)部腐(fu)蝕到形成(cheng)通氣差電(dian)池(chi)需要(yao)相當長的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)，在(zai)求侵蝕率(lv)（侵蝕深度／時(shi)間(jian)(jian)）時(shi)，由于在(zai)該(gai)時(shi)間(jian)(jian)中不得不包括(kuo)這段潛(qian)伏時(shi)間(jian)(jian)，所以求出(chu)的(de)(de)侵蝕率(lv)比真正的(de)(de)侵蝕速度小。并且，因為(wei)銹斑的(de)(de)存在(zai)和(he)陰(yin)極以包圍銹斑的(de)(de)形態存在(zai)，所以要(yao)比以直線(xian)存在(zai)的(de)(de)焊縫兩側形成(cheng)的(de)(de)陰(yin)極溝狀腐(fu)蝕場合IR壓降增大，侵蝕速度也減小。


  C/S系宏觀(guan)電(dian)(dian)池腐蝕(shi)的(de)(de)(de)場(chang)合，鋼筋和管道之間的(de)(de)(de)開路電(dian)(dian)位差雖然高達300mV,可是(shi)腐蝕(shi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)以(yi)及局(ju)部腐蝕(shi)速度(du)受局(ju)部陽(yang)(yang)極附(fu)近的(de)(de)(de)IR壓降支配。這是(shi)因為(wei)(wei)在電(dian)(dian)阻(zu)率(lv)比較(jiao)高的(de)(de)(de)土(tu)壤中(zhong)(zhong)，流(liu)(liu)(liu)動的(de)(de)(de)腐蝕(shi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)在陽(yang)(yang)極附(fu)近形成(cheng)了(le)高電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密度(du)，如果(guo)設定陽(yang)(yang)極的(de)(de)(de)半(ban)徑(jing)為(wei)(wei)a、土(tu)壤電(dian)(dian)阻(zu)率(lv)為(wei)(wei)p、陽(yang)(yang)極電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)為(wei)(wei)I時，其大(da)小可以(yi)用(yong)I0/2πa表示。式中(zhong)(zhong)由于a比較(jiao)小，IR壓降相當大(da)。因此，例如假定a=1cm、p=6000Ω·cm時，局(ju)部腐蝕(shi)可以(yi)抑制到2mm/a的(de)(de)(de)程度(du)。


 僅從各個(ge)腐(fu)蝕電位來看，焊縫區(qu)和母材區(qu)的(de)(de)電位差在報告中(zhong)即使最大(da)的(de)(de)值(zhi)也(ye)小于68mV,根(gen)據極化(hua)曲線推(tui)定的(de)(de)這(zhe)(zhe)兩部分的(de)(de)溶(rong)解速度的(de)(de)比在幾(ji)倍以內,這(zhe)(zhe)與事例(li)中(zhong)的(de)(de)最大(da)值(zhi)為40、80的(de)(de)溝狀腐(fu)蝕系數不對應。


 在(zai)溝狀腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)快速進(jin)行的(de)(de)場(chang)合，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)區(qu)（焊縫區(qu)）表面(mian)是沒有附著腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)生成(cheng)物(wu)(wu)的(de)(de)最活性狀態(tai)，開(kai)路(lu)電(dian)(dian)位處在(zai)低電(dian)(dian)位，相反母材區(qu)卻(que)附著腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)生成(cheng)物(wu)(wu)，具有較高的(de)(de)開(kai)路(lu)電(dian)(dian)位。另外，使焊縫區(qu)、母材區(qu)分(fen)別(bie)進(jin)行腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)求出(chu)來的(de)(de)電(dian)(dian)位，兩部(bu)分(fen)都(dou)處于同等的(de)(de)自然(ran)(ran)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)狀態(tai)，并且在(zai)極化曲線測定(ding)下(xia)或(huo)者處在(zai)比(bi)－550mV(飽和甘汞電(dian)(dian)極基準）的(de)(de)自然(ran)(ran)電(dian)(dian)位稍(shao)高的(de)(de)恒電(dian)(dian)位電(dian)(dian)解下(xia)，兩部(bu)分(fen)都(dou)是活性表面(mian)。所以，在(zai)焊縫區(qu)處于活性狀態(tai)、母材區(qu)大體處于自然(ran)(ran)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)狀態(tai)的(de)(de)實(shi)際腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)條(tiao)件下(xia)，很可能開(kai)路(lu)電(dian)(dian)位比(bi)分(fen)別(bie)測定(ding)的(de)(de)值大，溶解電(dian)(dian)流的(de)(de)比(bi)值比(bi)極化條(tiao)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(xiu)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。