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)(shi)環(huan)(huan)(huan)境(jing)的(de)(de)電阻(zu)率(lv)(lv)越低，局部腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)進行的(de)(de)速(su)度越快，溝狀(zhuang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)也有這種傾向。觀(guan)測(ce)上述銹斑下面腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)或C/S系宏觀(guan)電池的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)的(de)(de)環(huan)(huan)(huan)境(jing)是電阻(zu)率(lv)(lv)為1000Ω·cm,然而(er)在同等程度電阻(zu)率(lv)(lv)的(de)(de)環(huan)(huan)(huan)境(jing)中，溝狀(zhuang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)是幾個(ge)mm/a,所以還是溝狀(zhuang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)大。


 如果把環境電(dian)阻引起的(de)IR壓降忽略不計(ji)，在圖5-2的(de)陽極極化曲線的(de)示(shi)意圖上，電(dian)焊鋼管(guan)的(de)腐蝕(shi)在腐蝕(shi)電(dian)位(wei)E進行時(shi)，母(mu)材是(shi)用(yong)(yong)iM的(de)速度(du)進行腐蝕(shi)，而(er)焊縫是(shi)用(yong)(yong)比(bi)(bi)這(zhe)更大的(de)iw進行腐蝕(shi)，所以產生了(le)溝(gou)狀腐蝕(shi)。如圖所示(shi)，焊縫部的(de)陽極極化曲線的(de)電(dian)流密度(du)比(bi)(bi)母(mu)材的(de)高，這(zhe)已經被幾篇報告(gao)所證實。正村(cun)等使用(yong)(yong)過的(de)前述促(cu)進試驗法，就是(shi)將恒電(dian)位(wei)設定成比(bi)(bi)母(mu)材電(dian)位(wei)E高的(de)電(dian)位(wei)E'，用(yong)(yong)a'和(he)b'的(de)比(bi)(bi)較取代a和(he)b的(de)比(bi)(bi)較。


圖 2.jpg


  在(zai)(zai)像海水那(nei)樣電(dian)阻率低的(de)環境中，作為陽極的(de)焊縫區的(de)電(dian)位上升到面(mian)積比率非常大的(de)母材電(dian)位E后，就變成iw的(de)侵蝕(shi)速度；可是在(zai)(zai)自(zi)來水、工業用水等電(dian)阻率相當高的(de)環境下，由于有一定(ding)程度的(de)IR壓降，所以(yi)侵蝕(shi)速度比iw稍微降低。


  圖(tu)5-3出示(shi)了實際求出的極化曲(qu)線(xian)(xian)。由于該圖(tu)不是(shi)圖(tu)5-2那樣的內(nei)部(bu)(bu)極化曲(qu)線(xian)(xian)，是(shi)扣除了陰(yin)極電流密度(du)的外部(bu)(bu)電流密度(du)的曲(qu)線(xian)(xian)，雖然不能夠定量地讀(du)取焊縫(feng)區(qu)和母材(cai)區(qu)的差別(bie)，可是(shi)在有(you)些報告中給(gei)出了母材(cai)區(qu)和焊縫(feng)區(qu)各(ge)自(zi)單(dan)獨存在的電位(wei)（開路電位(wei)）差。


圖 3.jpg


 在不同環境下所測定的(de)(de)電位差分別是：加藤(teng)等(deng)測定的(de)(de)電位差68mV(人(ren)(ren)工海水），62mV(0.01 NKCl);正村等(deng)的(de)(de)約為50mV(0.5 M Na2SO4、pH 3);栗棲等(deng)的(de)(de)為42mV(人(ren)(ren)工海水），65mV(0.5 M Na2SO4、pH3);長(chang)野等(deng)的(de)(de)約為20mV(3%Na-Cl).該電位差如設定為50mV時，從極(ji)化曲線直線部分的(de)(de)斜率可推斷(duan)iw是im的(de)(de)幾倍(bei)至10倍(bei)，在以前所報(bao)道的(de)(de)值中，雖然比最大的(de)(de)α小許(xu)多，但是仍(reng)在報(bao)告值的(de)(de)范圍內。


 另外，侵蝕(shi)率即使大也(ye)(ye)小于0.3mm/a.在(zai)(zai)(zai)銹(xiu)(xiu)斑(ban)(ban)下面(mian)(mian)局部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)自由表面(mian)(mian)和銹(xiu)(xiu)斑(ban)(ban)下面(mian)(mian)的(de)(de)開路(lu)電位差(cha)的(de)(de)推斷值約為50mV,不(bu)會形(xing)成侵蝕(shi)率大的(de)(de)溝狀腐(fu)(fu)蝕(shi)。銹(xiu)(xiu)斑(ban)(ban)下面(mian)(mian)的(de)(de)局部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)到形(xing)成通氣(qi)差(cha)電池(chi)需要(yao)相當長的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)，在(zai)(zai)(zai)求侵蝕(shi)率（侵蝕(shi)深度／時(shi)間(jian)(jian)）時(shi)，由于在(zai)(zai)(zai)該時(shi)間(jian)(jian)中不(bu)得不(bu)包(bao)(bao)括這段潛伏(fu)時(shi)間(jian)(jian)，所以(yi)(yi)求出的(de)(de)侵蝕(shi)率比(bi)(bi)真正的(de)(de)侵蝕(shi)速度小。并(bing)且，因為銹(xiu)(xiu)斑(ban)(ban)的(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)和陰(yin)(yin)極以(yi)(yi)包(bao)(bao)圍銹(xiu)(xiu)斑(ban)(ban)的(de)(de)形(xing)態存在(zai)(zai)(zai)，所以(yi)(yi)要(yao)比(bi)(bi)以(yi)(yi)直線存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)焊縫兩側(ce)形(xing)成的(de)(de)陰(yin)(yin)極溝狀腐(fu)(fu)蝕(shi)場合IR壓降增大，侵蝕(shi)速度也(ye)(ye)減小。


  C/S系(xi)宏(hong)觀電(dian)池腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)場合，鋼筋(jin)和管道之間的(de)(de)(de)開(kai)路電(dian)位差雖然高(gao)達300mV,可是腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)流以及局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)度受局(ju)部(bu)陽(yang)極附(fu)近(jin)(jin)的(de)(de)(de)IR壓(ya)降支配。這是因為(wei)在電(dian)阻率比(bi)較高(gao)的(de)(de)(de)土壤中(zhong)，流動的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)流在陽(yang)極附(fu)近(jin)(jin)形成了(le)高(gao)電(dian)流密度，如(ru)(ru)果(guo)設定(ding)陽(yang)極的(de)(de)(de)半徑為(wei)a、土壤電(dian)阻率為(wei)p、陽(yang)極電(dian)流為(wei)I時，其大小可以用I0/2πa表(biao)示。式中(zhong)由于a比(bi)較小，IR壓(ya)降相當大。因此，例如(ru)(ru)假定(ding)a=1cm、p=6000Ω·cm時，局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)可以抑制到(dao)2mm/a的(de)(de)(de)程(cheng)度。


 僅從各個腐蝕(shi)電位(wei)來看，焊縫區和母材區的電位(wei)差在報告中即使(shi)最大的值也小(xiao)于68mV,根據(ju)極(ji)化曲線(xian)推定的這兩部分(fen)的溶(rong)解(jie)速度的比在幾倍以內,這與事例中的最大值為40、80的溝狀腐蝕(shi)系數不對應。


 在(zai)溝狀腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)快速(su)進行(xing)的(de)(de)(de)場(chang)合，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)區(qu)(qu)（焊縫區(qu)(qu)）表面是沒有附著(zhu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)生成物的(de)(de)(de)最活(huo)性(xing)狀態(tai)(tai)(tai)，開路(lu)電(dian)(dian)位處(chu)在(zai)低電(dian)(dian)位，相反(fan)母(mu)材(cai)(cai)區(qu)(qu)卻(que)附著(zhu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)生成物，具(ju)有較高(gao)的(de)(de)(de)開路(lu)電(dian)(dian)位。另(ling)外，使焊縫區(qu)(qu)、母(mu)材(cai)(cai)區(qu)(qu)分(fen)別進行(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)求出來的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位，兩(liang)部分(fen)都處(chu)于同等的(de)(de)(de)自(zi)然(ran)(ran)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)狀態(tai)(tai)(tai)，并且在(zai)極化曲(qu)線測定(ding)下或(huo)者處(chu)在(zai)比－550mV(飽和(he)甘汞電(dian)(dian)極基準）的(de)(de)(de)自(zi)然(ran)(ran)電(dian)(dian)位稍高(gao)的(de)(de)(de)恒電(dian)(dian)位電(dian)(dian)解下，兩(liang)部分(fen)都是活(huo)性(xing)表面。所以，在(zai)焊縫區(qu)(qu)處(chu)于活(huo)性(xing)狀態(tai)(tai)(tai)、母(mu)材(cai)(cai)區(qu)(qu)大體處(chu)于自(zi)然(ran)(ran)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)狀態(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)實(shi)際腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)條件(jian)下，很可能開路(lu)電(dian)(dian)位比分(fen)別測定(ding)的(de)(de)(de)值大，溶解電(dian)(dian)流的(de)(de)(de)比值比極化條件(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(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。