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)環(huan)境(jing)的(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)率(lv)越(yue)低，局部腐蝕(shi)進(jin)行(xing)的(de)(de)速(su)度(du)越(yue)快，溝狀腐蝕(shi)也有這種傾向(xiang)。觀(guan)測上(shang)述銹斑下面腐蝕(shi)的(de)(de)侵蝕(shi)率(lv)或C/S系宏觀(guan)電(dian)(dian)池的(de)(de)腐蝕(shi)，侵蝕(shi)率(lv)的(de)(de)環(huan)境(jing)是電(dian)(dian)阻(zu)(zu)率(lv)為1000Ω·cm,然而在同(tong)等程(cheng)度(du)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)率(lv)的(de)(de)環(huan)境(jing)中，溝狀腐蝕(shi)的(de)(de)侵蝕(shi)率(lv)是幾(ji)個mm/a,所以還(huan)是溝狀腐蝕(shi)的(de)(de)侵蝕(shi)率(lv)大。


 如(ru)果(guo)把環(huan)境電(dian)(dian)阻(zu)引(yin)起的(de)IR壓降忽略不計，在圖(tu)5-2的(de)陽(yang)極極化(hua)曲線(xian)的(de)示(shi)意(yi)圖(tu)上，電(dian)(dian)焊鋼管(guan)的(de)腐(fu)蝕(shi)在腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)位(wei)E進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)時(shi)，母(mu)材(cai)是(shi)(shi)用(yong)iM的(de)速度(du)(du)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)腐(fu)蝕(shi)，而焊縫是(shi)(shi)用(yong)比(bi)這更(geng)大的(de)iw進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)腐(fu)蝕(shi)，所(suo)以產生了(le)溝狀腐(fu)蝕(shi)。如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi)，焊縫部(bu)的(de)陽(yang)極極化(hua)曲線(xian)的(de)電(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)比(bi)母(mu)材(cai)的(de)高(gao)(gao)，這已經被幾篇(pian)報(bao)告所(suo)證實。正村等使(shi)用(yong)過的(de)前述促進(jin)(jin)(jin)試驗法，就是(shi)(shi)將(jiang)恒電(dian)(dian)位(wei)設定成比(bi)母(mu)材(cai)電(dian)(dian)位(wei)E高(gao)(gao)的(de)電(dian)(dian)位(wei)E'，用(yong)a'和(he)(he)b'的(de)比(bi)較取代a和(he)(he)b的(de)比(bi)較。


圖 2.jpg


  在像海(hai)水(shui)那樣電(dian)阻率(lv)低(di)的(de)(de)環境中，作為陽(yang)極的(de)(de)焊縫(feng)區的(de)(de)電(dian)位上(shang)升到面積比率(lv)非(fei)常大的(de)(de)母(mu)材電(dian)位E后，就變成iw的(de)(de)侵(qin)蝕(shi)速度；可是在自來水(shui)、工業用水(shui)等電(dian)阻率(lv)相當高的(de)(de)環境下，由于(yu)有一定程度的(de)(de)IR壓(ya)降，所(suo)以侵(qin)蝕(shi)速度比iw稍微降低(di)。


  圖(tu)5-3出(chu)示了(le)(le)實際求出(chu)的(de)(de)極化(hua)曲線。由于該圖(tu)不(bu)是圖(tu)5-2那樣的(de)(de)內部極化(hua)曲線，是扣除(chu)了(le)(le)陰極電流(liu)密度的(de)(de)外部電流(liu)密度的(de)(de)曲線，雖然不(bu)能夠定(ding)量地(di)讀(du)取焊縫區(qu)和母(mu)材區(qu)的(de)(de)差別，可(ke)是在有些報告(gao)中給出(chu)了(le)(le)母(mu)材區(qu)和焊縫區(qu)各(ge)自單(dan)獨存在的(de)(de)電位（開路電位）差。


圖 3.jpg


 在(zai)(zai)不同環境下所測定的(de)(de)電(dian)位差(cha)分(fen)別是(shi)：加藤(teng)等(deng)測定的(de)(de)電(dian)位差(cha)68mV(人工(gong)海水），62mV(0.01 NKCl);正村等(deng)的(de)(de)約為(wei)50mV(0.5 M Na2SO4、pH 3);栗棲等(deng)的(de)(de)為(wei)42mV(人工(gong)海水），65mV(0.5 M Na2SO4、pH3);長野(ye)等(deng)的(de)(de)約為(wei)20mV(3%Na-Cl).該電(dian)位差(cha)如設定為(wei)50mV時，從極化曲線(xian)直(zhi)線(xian)部分(fen)的(de)(de)斜率可推斷iw是(shi)im的(de)(de)幾(ji)倍(bei)至10倍(bei)，在(zai)(zai)以前所報道的(de)(de)值(zhi)中，雖然比最大的(de)(de)α小許多，但是(shi)仍在(zai)(zai)報告值(zhi)的(de)(de)范圍內。


 另(ling)外，侵(qin)(qin)蝕(shi)率(lv)(lv)即使大也小(xiao)(xiao)于0.3mm/a.在(zai)銹(xiu)斑(ban)下(xia)面局部(bu)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)自由表面和銹(xiu)斑(ban)下(xia)面的(de)(de)(de)(de)開路電(dian)位差(cha)的(de)(de)(de)(de)推斷值約為50mV,不會形成侵(qin)(qin)蝕(shi)率(lv)(lv)大的(de)(de)(de)(de)溝狀腐蝕(shi)。銹(xiu)斑(ban)下(xia)面的(de)(de)(de)(de)局部(bu)腐蝕(shi)到(dao)形成通氣差(cha)電(dian)池需要相當長的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)，在(zai)求(qiu)侵(qin)(qin)蝕(shi)率(lv)(lv)（侵(qin)(qin)蝕(shi)深度／時(shi)間(jian)）時(shi)，由于在(zai)該時(shi)間(jian)中不得(de)不包括這段(duan)潛伏時(shi)間(jian)，所以(yi)求(qiu)出的(de)(de)(de)(de)侵(qin)(qin)蝕(shi)率(lv)(lv)比真正的(de)(de)(de)(de)侵(qin)(qin)蝕(shi)速度小(xiao)(xiao)。并且，因為銹(xiu)斑(ban)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)和陰(yin)極以(yi)包圍銹(xiu)斑(ban)的(de)(de)(de)(de)形態存在(zai)，所以(yi)要比以(yi)直線存在(zai)的(de)(de)(de)(de)焊縫兩側形成的(de)(de)(de)(de)陰(yin)極溝狀腐蝕(shi)場合(he)IR壓(ya)降增大，侵(qin)(qin)蝕(shi)速度也減小(xiao)(xiao)。


  C/S系宏觀(guan)電(dian)(dian)(dian)池腐(fu)蝕(shi)的(de)場(chang)合，鋼(gang)筋(jin)和管道之(zhi)間的(de)開路電(dian)(dian)(dian)位差雖然高達300mV,可(ke)是腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)以(yi)及局部(bu)腐(fu)蝕(shi)速度(du)受(shou)局部(bu)陽(yang)(yang)極附近(jin)的(de)IR壓降(jiang)支(zhi)配。這是因為在電(dian)(dian)(dian)阻(zu)率比(bi)較(jiao)高的(de)土壤中(zhong)，流(liu)動的(de)腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)在陽(yang)(yang)極附近(jin)形成(cheng)了高電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)，如(ru)果(guo)設定(ding)陽(yang)(yang)極的(de)半徑為a、土壤電(dian)(dian)(dian)阻(zu)率為p、陽(yang)(yang)極電(dian)(dian)(dian)流(liu)為I時，其大(da)小(xiao)可(ke)以(yi)用I0/2πa表(biao)示。式(shi)中(zhong)由(you)于a比(bi)較(jiao)小(xiao)，IR壓降(jiang)相當大(da)。因此，例(li)如(ru)假(jia)定(ding)a=1cm、p=6000Ω·cm時，局部(bu)腐(fu)蝕(shi)可(ke)以(yi)抑制到2mm/a的(de)程(cheng)度(du)。


 僅(jin)從各個腐蝕電位(wei)(wei)來看，焊縫區和母材區的(de)(de)電位(wei)(wei)差在(zai)報告中即使最(zui)大的(de)(de)值也小于68mV,根(gen)據極化曲線(xian)推定(ding)的(de)(de)這(zhe)兩部分的(de)(de)溶解速(su)度的(de)(de)比(bi)在(zai)幾倍(bei)以內,這(zhe)與事(shi)例中的(de)(de)最(zui)大值為40、80的(de)(de)溝狀腐蝕系數(shu)不對應。


 在(zai)溝狀腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)快速進行的(de)(de)場合，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)區(qu)(qu)（焊(han)縫區(qu)(qu)）表(biao)面是(shi)沒有附著腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)生成(cheng)物的(de)(de)最活性狀態(tai)(tai)，開(kai)路電位處(chu)在(zai)低電位，相(xiang)反母材(cai)區(qu)(qu)卻附著腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)生成(cheng)物，具有較(jiao)高(gao)的(de)(de)開(kai)路電位。另外，使焊(han)縫區(qu)(qu)、母材(cai)區(qu)(qu)分(fen)別(bie)進行腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)求出來的(de)(de)電位，兩部分(fen)都(dou)處(chu)于同等的(de)(de)自然(ran)(ran)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)狀態(tai)(tai)，并且在(zai)極化曲線測定(ding)下或(huo)者處(chu)在(zai)比(bi)(bi)(bi)－550mV(飽(bao)和甘(gan)汞(gong)電極基準(zhun)）的(de)(de)自然(ran)(ran)電位稍高(gao)的(de)(de)恒電位電解(jie)下，兩部分(fen)都(dou)是(shi)活性表(biao)面。所以，在(zai)焊(han)縫區(qu)(qu)處(chu)于活性狀態(tai)(tai)、母材(cai)區(qu)(qu)大體處(chu)于自然(ran)(ran)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)狀態(tai)(tai)的(de)(de)實際腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)條件(jian)(jian)下，很(hen)可能開(kai)路電位比(bi)(bi)(bi)分(fen)別(bie)測定(ding)的(de)(de)值(zhi)大，溶解(jie)電流的(de)(de)比(bi)(bi)(bi)值(zhi)比(bi)(bi)(bi)極化條件(jian)(jian)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。