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)環境(jing)的(de)(de)電阻率(lv)越低，局部腐蝕(shi)進行的(de)(de)速度(du)越快，溝狀(zhuang)腐蝕(shi)也(ye)有(you)這種傾向。觀測上述銹斑下面腐蝕(shi)的(de)(de)侵(qin)蝕(shi)率(lv)或C/S系宏觀電池的(de)(de)腐蝕(shi)，侵(qin)蝕(shi)率(lv)的(de)(de)環境(jing)是電阻率(lv)為1000Ω·cm,然而在同等程度(du)電阻率(lv)的(de)(de)環境(jing)中，溝狀(zhuang)腐蝕(shi)的(de)(de)侵(qin)蝕(shi)率(lv)是幾個mm/a,所以(yi)還是溝狀(zhuang)腐蝕(shi)的(de)(de)侵(qin)蝕(shi)率(lv)大。


 如(ru)果把(ba)環境電阻引起的(de)(de)IR壓(ya)降忽略不計，在(zai)圖5-2的(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化曲線的(de)(de)示(shi)意圖上(shang)，電焊(han)鋼管(guan)的(de)(de)腐蝕(shi)在(zai)腐蝕(shi)電位(wei)E進(jin)(jin)行時，母(mu)(mu)材是(shi)用(yong)iM的(de)(de)速度進(jin)(jin)行腐蝕(shi)，而(er)焊(han)縫(feng)是(shi)用(yong)比(bi)這更大的(de)(de)iw進(jin)(jin)行腐蝕(shi)，所(suo)以產(chan)生了溝狀腐蝕(shi)。如(ru)圖所(suo)示(shi)，焊(han)縫(feng)部的(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化曲線的(de)(de)電流密度比(bi)母(mu)(mu)材的(de)(de)高(gao)，這已經被幾篇報告(gao)所(suo)證實。正村等(deng)使用(yong)過的(de)(de)前述(shu)促進(jin)(jin)試驗法，就是(shi)將恒電位(wei)設(she)定(ding)成比(bi)母(mu)(mu)材電位(wei)E高(gao)的(de)(de)電位(wei)E'，用(yong)a'和b'的(de)(de)比(bi)較(jiao)取代(dai)a和b的(de)(de)比(bi)較(jiao)。


圖 2.jpg


  在(zai)像海水(shui)(shui)那樣電(dian)阻率低(di)的環(huan)(huan)境中，作為(wei)陽極(ji)的焊縫區的電(dian)位上升到面(mian)積比(bi)率非常大(da)的母(mu)材電(dian)位E后，就變成iw的侵蝕速度；可是在(zai)自(zi)來水(shui)(shui)、工業用水(shui)(shui)等(deng)電(dian)阻率相當高的環(huan)(huan)境下，由于(yu)有(you)一定程度的IR壓降，所以侵蝕速度比(bi)iw稍微降低(di)。


  圖5-3出示了實際求出的(de)極(ji)(ji)化(hua)曲線。由于該圖不(bu)是(shi)(shi)圖5-2那(nei)樣的(de)內部極(ji)(ji)化(hua)曲線，是(shi)(shi)扣除(chu)了陰(yin)極(ji)(ji)電(dian)流密度的(de)外(wai)部電(dian)流密度的(de)曲線，雖然不(bu)能夠定量地讀(du)取(qu)焊縫(feng)區(qu)(qu)和母材區(qu)(qu)的(de)差(cha)別(bie)，可是(shi)(shi)在有些報告(gao)中給(gei)出了母材區(qu)(qu)和焊縫(feng)區(qu)(qu)各自單獨存在的(de)電(dian)位（開(kai)路電(dian)位）差(cha)。


圖 3.jpg


 在(zai)不同環境下所測定(ding)的(de)電位差分(fen)別(bie)是(shi)：加藤(teng)等測定(ding)的(de)電位差68mV(人工海(hai)水），62mV(0.01 NKCl);正村等的(de)約為50mV(0.5 M Na2SO4、pH 3);栗棲等的(de)為42mV(人工海(hai)水），65mV(0.5 M Na2SO4、pH3);長野等的(de)約為20mV(3%Na-Cl).該電位差如設定(ding)為50mV時，從極化曲線直線部分(fen)的(de)斜率可推斷iw是(shi)im的(de)幾倍至10倍，在(zai)以前所報道的(de)值中，雖然(ran)比最大的(de)α小許多(duo)，但是(shi)仍在(zai)報告(gao)值的(de)范圍(wei)內。


 另外，侵(qin)蝕(shi)率(lv)即使大(da)也小于(yu)0.3mm/a.在(zai)銹斑(ban)下面局部(bu)(bu)腐蝕(shi)的(de)自由表(biao)面和銹斑(ban)下面的(de)開路電位差的(de)推斷值約為50mV,不(bu)會形成(cheng)(cheng)侵(qin)蝕(shi)率(lv)大(da)的(de)溝狀(zhuang)腐蝕(shi)。銹斑(ban)下面的(de)局部(bu)(bu)腐蝕(shi)到(dao)形成(cheng)(cheng)通氣差電池需要相當長的(de)時(shi)間(jian)，在(zai)求侵(qin)蝕(shi)率(lv)（侵(qin)蝕(shi)深度(du)／時(shi)間(jian)）時(shi)，由于(yu)在(zai)該時(shi)間(jian)中不(bu)得不(bu)包(bao)括這段潛伏時(shi)間(jian)，所(suo)以(yi)(yi)求出的(de)侵(qin)蝕(shi)率(lv)比真(zhen)正的(de)侵(qin)蝕(shi)速度(du)小。并且，因為銹斑(ban)的(de)存(cun)(cun)在(zai)和陰(yin)(yin)極以(yi)(yi)包(bao)圍銹斑(ban)的(de)形態存(cun)(cun)在(zai)，所(suo)以(yi)(yi)要比以(yi)(yi)直線存(cun)(cun)在(zai)的(de)焊縫兩側形成(cheng)(cheng)的(de)陰(yin)(yin)極溝狀(zhuang)腐蝕(shi)場合IR壓(ya)降增大(da)，侵(qin)蝕(shi)速度(du)也減小。


  C/S系宏觀電池腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)場合，鋼筋和管道(dao)之間(jian)的(de)(de)(de)開路電位差雖(sui)然(ran)高達(da)300mV,可是腐(fu)(fu)蝕電流(liu)以及局部腐(fu)(fu)蝕速度受局部陽(yang)極(ji)附近的(de)(de)(de)IR壓降(jiang)支配(pei)。這是因為(wei)在(zai)電阻(zu)(zu)率(lv)比較(jiao)高的(de)(de)(de)土(tu)壤(rang)中，流(liu)動的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕電流(liu)在(zai)陽(yang)極(ji)附近形成了高電流(liu)密度，如果設定陽(yang)極(ji)的(de)(de)(de)半徑為(wei)a、土(tu)壤(rang)電阻(zu)(zu)率(lv)為(wei)p、陽(yang)極(ji)電流(liu)為(wei)I時，其大(da)小可以用I0/2πa表示。式中由于(yu)a比較(jiao)小，IR壓降(jiang)相當大(da)。因此，例如假定a=1cm、p=6000Ω·cm時，局部腐(fu)(fu)蝕可以抑制到2mm/a的(de)(de)(de)程度。


 僅(jin)從各個腐蝕電位(wei)來看，焊縫區和母材(cai)區的(de)(de)(de)(de)電位(wei)差在報告中即使最大的(de)(de)(de)(de)值(zhi)也小于68mV,根(gen)據極化曲線推(tui)定的(de)(de)(de)(de)這兩部分的(de)(de)(de)(de)溶解速度的(de)(de)(de)(de)比在幾倍以內,這與事例(li)中的(de)(de)(de)(de)最大值(zhi)為40、80的(de)(de)(de)(de)溝狀腐蝕系數(shu)不對應。


 在(zai)溝狀腐(fu)蝕(shi)快速進行的(de)(de)場合，腐(fu)蝕(shi)區(qu)（焊縫(feng)區(qu)）表面(mian)是(shi)沒(mei)有(you)附著腐(fu)蝕(shi)生(sheng)成物的(de)(de)最活性(xing)狀態(tai)(tai)(tai)，開(kai)路(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)處在(zai)低電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)，相反母(mu)材區(qu)卻附著腐(fu)蝕(shi)生(sheng)成物，具有(you)較高的(de)(de)開(kai)路(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)。另(ling)外，使(shi)焊縫(feng)區(qu)、母(mu)材區(qu)分(fen)別進行腐(fu)蝕(shi)求出來的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)，兩(liang)部(bu)分(fen)都(dou)處于(yu)同等(deng)的(de)(de)自(zi)然腐(fu)蝕(shi)狀態(tai)(tai)(tai)，并且(qie)在(zai)極化曲(qu)線測(ce)定(ding)下或者處在(zai)比－550mV(飽和甘汞電(dian)(dian)(dian)極基準）的(de)(de)自(zi)然電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)稍高的(de)(de)恒(heng)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)解下，兩(liang)部(bu)分(fen)都(dou)是(shi)活性(xing)表面(mian)。所以，在(zai)焊縫(feng)區(qu)處于(yu)活性(xing)狀態(tai)(tai)(tai)、母(mu)材區(qu)大(da)體(ti)處于(yu)自(zi)然腐(fu)蝕(shi)狀態(tai)(tai)(tai)的(de)(de)實(shi)際腐(fu)蝕(shi)條件(jian)下，很可能(neng)開(kai)路(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)比分(fen)別測(ce)定(ding)的(de)(de)值大(da)，溶解電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)比值比極化條件(jian)時大(da)。


 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。