造成鋼樁海水飛濺帶的腐蝕,可以說是由于鹽分多潤濕時間長,這基本上與大氣腐蝕類似。合金元素的效果即使和耐候鋼的場合多少有些不同,借助于合金元素銹層的保護性也要比碳素鋼好得多,因而作為耐蝕鋼在實用上的意義沒有任何疑問。
海(hai)水飛濺(jian)帶的(de)腐蝕試(shi)驗,如果使(shi)用(yong)大(da)尺寸鋼樁或者模擬鋼樁的(de)試(shi)驗材(cai),實(shi)施比較困(kun)難。雖然(ran)也有在(zai)碼頭或浮標等上(shang)安(an)裝(zhuang)(zhuang)小型試(shi)片的(de)方(fang)法(fa)(fa),可是(shi)(shi)在(zai)同樣(yang)條(tiao)件(jian)下(xia)能(neng)夠安(an)裝(zhuang)(zhuang)的(de)試(shi)片數(shu)受(shou)到限制。因此,在(zai)海(hai)水飛濺(jian)帶直接(jie)獲得合金元素效果的(de)數(shu)據不多。輔(fu)助的(de)試(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)之一就是(shi)(shi)在(zai)離海(hai)岸很近的(de)地方(fang)進行(xing)大(da)氣暴曬試(shi)驗。U.S.Steel公司在(zai)開發USS MARINER 鋼時,我(wo)想就是(shi)(shi)通過在(zai)Kure Beach 23.84 m(80ft-lot)的(de)小型試(shi)片大(da)氣暴曬試(shi)驗大(da)致固(gu)定化(hua)學成分系之后,在(zai)海(hai)洋(yang)中試(shi)驗長尺材(cai)進行(xing)確認的(de)。
前者能夠試驗(yan)(yan)多數(shu)的試驗(yan)(yan)材(cai),可(ke)以系統地獲得合金元(yuan)素的效(xiao)果,但是腐蝕環境(jing)和海水飛濺帶不(bu)完全一樣;而后者在環境(jing)條件上(shang)沒有問(wen)題,可(ke)是無論在經(jing)濟(ji)上(shang)、場所上(shang),試驗(yan)(yan)材(cai)的數(shu)量或種類都受到限(xian)制,只(zhi)能成為驗(yan)(yan)證的試驗(yan)(yan)。
耐蝕鋼海水(shui)飛(fei)濺帶(dai)(dai)的(de)(de)(de)耐蝕性在日本也進行(xing)了各種研究。例如,高村(cun)等在碼頭的(de)(de)(de)不同高度的(de)(de)(de)位(wei)置上(shang)(shang)設置了水(shui)平支持架,研究了大氣、上(shang)(shang)部(bu)(bu)飛(fei)濺帶(dai)(dai)、下(xia)部(bu)(bu)飛(fei)濺帶(dai)(dai)、潮差(cha)帶(dai)(dai)時鋼中合金元素(su)(su)的(de)(de)(de)效果(guo)。結果(guo)證明,下(xia)部(bu)(bu)飛(fei)濺帶(dai)(dai)和潮差(cha)帶(dai)(dai)時鋼中合金元素(su)(su)的(de)(de)(de)效果(guo)類似,錳和磷有效,Cu、Si、Cr稍微有害(hai),但是,鋼中合金元素(su)(su)對下(xia)部(bu)(bu)飛(fei)濺帶(dai)(dai)的(de)(de)(de)影響大。
關于這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)飛(fei)濺帶(dai)(dai)(dai)和(he)(he)潮差(cha)帶(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)小(xiao)型(xing)試(shi)驗(yan)材(cai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)行(xing)為的(de)(de)(de)(de)類似性,在(zai)歷史(shi)上已經發現過。如前(qian)所述(shu)(3.1.1節),Humble(1949年)發表了(le)長(chang)(chang)(chang)尺(chi)材(cai)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)大小(xiao)由(you)(you)于高(gao)度不(bu)同(tong)有很大差(cha)異(yi),海水(shui)飛(fei)濺帶(dai)(dai)(dai)最大,潮差(cha)帶(dai)(dai)(dai)最小(xiao),然(ran)而(er)(er)同(tong)時(shi)把(ba)小(xiao)型(xing)試(shi)驗(yan)材(cai)放置(zhi)在(zai)各部位(wei)進行(xing)試(shi)驗(yan),把(ba)這(zhe)些試(shi)片(pian)用(yong)導(dao)線連(lian)接起(qi)來(lai)時(shi)和(he)(he)長(chang)(chang)(chang)尺(chi)材(cai)有同(tong)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)分(fen)布。相反絕(jue)緣(yuan)后(hou)分(fen)別(bie)獨立放置(zhi)時(shi),潮差(cha)帶(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)(he)飛(fei)濺帶(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)同(tong)樣(yang),而(er)(er)且(qie)非常大。其理(li)由(you)(you)是(shi)長(chang)(chang)(chang)尺(chi)材(cai)的(de)(de)(de)(de)潮差(cha)帶(dai)(dai)(dai)或(huo)者用(yong)導(dao)線和(he)(he)全浸(jin)帶(dai)(dai)(dai)連(lian)接起(qi)來(lai)的(de)(de)(de)(de)潮差(cha)帶(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)小(xiao)型(xing)試(shi)片(pian),通過海水(shui)全浸(jin)帶(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)鋼產生了(le)電池防蝕(shi)(shi)(shi)(shi)作用(yong)。Larrabee和(he)(he)La Quel 用(yong)長(chang)(chang)(chang)尺(chi)材(cai)或(huo)小(xiao)型(xing)試(shi)驗(yan)材(cai)也(ye)獲得了(le)同(tong)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)結果。但是(shi),與Humble不(bu)同(tong),他(ta)們沒有確認在(zai)全浸(jin)帶(dai)(dai)(dai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)促進效果。
根據上述(shu)獨立的(de)(de)(de)小型試驗材(cai)在飛濺(jian)帶(dai)和潮差帶(dai)的(de)(de)(de)腐蝕大(da)小的(de)(de)(de)類似(si)性、環境的(de)(de)(de)類似(si)性來(lai)考慮,高村(cun)等所發現的(de)(de)(de)在這兩個部位的(de)(de)(de)合金(jin)元素(su)效果類似(si)是(shi)可以(yi)充分理解的(de)(de)(de)。
已經敘述過添加 Cu-Ni-P、Cu-Cr-P、Cu-Cr、Cu-Cr-Al等對提高鋼在(zai)飛濺帶(dai)處的耐蝕性是有(you)效(xiao)的。有(you)關(guan)各(ge)類耐海水鋼正在(zai)實用化以(yi)及(ji)Ni、Cr不利作(zuo)用的數據,在(zai)這里(li)不再重復(fu)。另外,有(you)人認為添加W、Mo、Ti等也有(you)效(xiao)果(guo)。關(guan)于它們(men)的作(zuo)用機理也有(you)令人感興趣的觀點(dian)。
首先,高村等給出了銹中磁鐵礦的微細化與耐蝕性關系的數據,在用來進行干濕交替試驗的人工海水中,如果加入10-2M/L的CrO2-4、PO3-4或者Mo2-4時,發現在碳素鋼上生成的銹中磁鐵礦微細化,腐蝕也隨著微細化的進行定量地減少。接著,岡田等在模擬海水飛濺帶的實驗室試驗中發現,在生成的低合金鋼銹層中W和Mo分別以WO2-4、MoO2-4形式存在,因而認為它們作為FeWO4等不溶性鹽進行沉淀,抑制了陽極反應。
在(zai)教科(ke)書中(zhong)(zhong)(zhong)已有(you)(you)(you)說明:在(zai)連續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裸露(lu)鋼(gang)樁上形成(cheng)了把潮差帶(dai)(dai)作(zuo)為(wei)陰(yin)極(ji)(ji),把海面(mian)(mian)(mian)稍微(wei)向下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分作(zuo)為(wei)陽極(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)(tong)氣(qi)差電池,造成(cheng)在(zai)潮差帶(dai)(dai)抑制腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),在(zai)全(quan)(quan)浸(jin)帶(dai)(dai)促進腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。因為(wei)單獨存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)型(xing)試(shi)片(pian)不(bu)發(fa)生(sheng)這種情況,所以產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)與(yu)飛濺帶(dai)(dai)相同。雖然(ran)(ran)(ran)作(zuo)為(wei)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)傾(qing)向來說這種解釋沒有(you)(you)(you)錯誤,對(dui)本(ben)節(jie)內容沒有(you)(you)(you)任何妨礙(ai),可(ke)是(shi)(shi)(shi)因為(wei)擔心對(dui)通(tong)(tong)(tong)氣(qi)差腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)說明有(you)(you)(you)問(wen)題,所以想預先敘述對(dui)該(gai)問(wen)題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疑問(wen)。問(wen)題是(shi)(shi)(shi)為(wei)什么陽極(ji)(ji)被(bei)限(xian)定在(zai)從海面(mian)(mian)(mian)稍微(wei)向下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分?因為(wei)海水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電導率高,所以陽極(ji)(ji)電流(liu)應該(gai)擴展到鋼(gang)樁的(de)(de)(de)(de)(de)(de)全(quan)(quan)浸(jin)帶(dai)(dai)。上述作(zuo)為(wei)通(tong)(tong)(tong)氣(qi)差腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)學說顯然(ran)(ran)(ran)是(shi)(shi)(shi)根據Evens等作(zuo)為(wei)通(tong)(tong)(tong)氣(qi)差腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)例子,于1930年所進行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)燒(shao)杯試(shi)驗中(zhong)(zhong)(zhong)與(yu)水(shui)(shui)面(mian)(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)考慮方法。然(ran)(ran)(ran)而Evans等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗中(zhong)(zhong)(zhong)試(shi)片(pian)小(xiao),從水(shui)(shui)面(mian)(mian)(mian)稍微(wei)同下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)位以下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金屬表(biao)面(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)積很(hen)小(xiao),試(shi)片(pian)全(quan)(quan)體(ti)已經成(cheng)為(wei)陽極(ji)(ji),沒有(you)(you)(you)局部(bu)集中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理由。再者(zhe),Exvans等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)燒(shao)杯實驗中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陰(yin)極(ji)(ji)是(shi)(shi)(shi)完全(quan)(quan)不(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)域,作(zuo)為(wei)電極(ji)(ji)起作(zuo)用雖然(ran)(ran)(ran)不(bu)是(shi)(shi)(shi)不(bu)可(ke)理解的(de)(de)(de)(de)(de)(de),可(ke)是(shi)(shi)(shi)具(ju)有(you)(you)(you)銹層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮差帶(dai)(dai)也能有(you)(you)(you)同樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用嗎(ma)?因為(wei)銹的(de)(de)(de)(de)(de)(de)還原(yuan)是(shi)(shi)(shi)非常容易產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

