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(nai)蝕鋼在實用上的意義沒有任何疑問。
海(hai)水飛濺(jian)帶(dai)的(de)(de)(de)(de)腐蝕試驗(yan)(yan),如果(guo)使(shi)用大尺(chi)寸鋼(gang)(gang)樁或者模擬鋼(gang)(gang)樁的(de)(de)(de)(de)試驗(yan)(yan)材(cai),實施比(bi)較(jiao)困難(nan)。雖然(ran)也有在(zai)碼頭或浮標(biao)等(deng)上安裝小型試片(pian)的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa),可是(shi)在(zai)同樣條件(jian)下能夠安裝的(de)(de)(de)(de)試片(pian)數受到限制。因此,在(zai)海(hai)水飛濺(jian)帶(dai)直接獲得合(he)金元素效果(guo)的(de)(de)(de)(de)數據不多。輔助的(de)(de)(de)(de)試驗(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)之一就是(shi)在(zai)離海(hai)岸很近(jin)的(de)(de)(de)(de)地方(fang)(fang)(fang)進行大氣暴(bao)曬試驗(yan)(yan)。U.S.Steel公司(si)在(zai)開(kai)發USS MARINER 鋼(gang)(gang)時,我想就是(shi)通過在(zai)Kure Beach 23.84 m(80ft-lot)的(de)(de)(de)(de)小型試片(pian)大氣暴(bao)曬試驗(yan)(yan)大致固定(ding)化學成分系之后,在(zai)海(hai)洋中試驗(yan)(yan)長尺(chi)材(cai)進行確認的(de)(de)(de)(de)。
前者能夠(gou)試(shi)(shi)(shi)驗多數(shu)的(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗材,可以(yi)系統地獲(huo)得合金元素的(de)(de)(de)效果,但是腐蝕環境和海水飛濺帶不(bu)完(wan)全一樣(yang);而后者在環境條件上沒有(you)問題(ti),可是無(wu)論在經濟上、場所上,試(shi)(shi)(shi)驗材的(de)(de)(de)數(shu)量或種類都受到限制,只能成(cheng)為驗證的(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗。
耐蝕鋼(gang)(gang)海水飛(fei)濺帶(dai)的(de)(de)(de)耐蝕性(xing)在日本也進行(xing)了各(ge)種研(yan)究(jiu)。例如(ru),高村等在碼頭的(de)(de)(de)不(bu)同高度(du)的(de)(de)(de)位置(zhi)上(shang)設置(zhi)了水平支持架,研(yan)究(jiu)了大氣、上(shang)部(bu)(bu)(bu)飛(fei)濺帶(dai)、下(xia)(xia)部(bu)(bu)(bu)飛(fei)濺帶(dai)、潮差帶(dai)時鋼(gang)(gang)中(zhong)合金元素的(de)(de)(de)效果。結果證明,下(xia)(xia)部(bu)(bu)(bu)飛(fei)濺帶(dai)和潮差帶(dai)時鋼(gang)(gang)中(zhong)合金元素的(de)(de)(de)效果類似,錳和磷(lin)有(you)效,Cu、Si、Cr稍微有(you)害,但是,鋼(gang)(gang)中(zhong)合金元素對下(xia)(xia)部(bu)(bu)(bu)飛(fei)濺帶(dai)的(de)(de)(de)影響大。
關于(yu)這(zhe)(zhe)樣的(de)飛濺帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)和潮(chao)差帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)的(de)小型試(shi)(shi)驗材(cai)(cai)腐(fu)(fu)蝕(shi)行為的(de)類似性,在歷史上(shang)已(yi)經發現過(guo)。如前所述(3.1.1節(jie)),Humble(1949年(nian))發表(biao)了長尺(chi)材(cai)(cai)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)大(da)小由于(yu)高度不(bu)同有(you)(you)很大(da)差異,海(hai)水飛濺帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)最大(da),潮(chao)差帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)最小,然(ran)而(er)(er)同時(shi)把(ba)小型試(shi)(shi)驗材(cai)(cai)放置(zhi)在各部位進行試(shi)(shi)驗,把(ba)這(zhe)(zhe)些(xie)試(shi)(shi)片用(yong)(yong)導線連接(jie)起來(lai)時(shi)和長尺(chi)材(cai)(cai)有(you)(you)同樣的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)分(fen)布(bu)。相反絕緣后分(fen)別獨立放置(zhi)時(shi),潮(chao)差帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)和飛濺帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)的(de)同樣,而(er)(er)且非常大(da)。其理由是長尺(chi)材(cai)(cai)的(de)潮(chao)差帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)或者(zhe)用(yong)(yong)導線和全浸(jin)(jin)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)連接(jie)起來(lai)的(de)潮(chao)差帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)的(de)小型試(shi)(shi)片,通過(guo)海(hai)水全浸(jin)(jin)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)的(de)鋼產生了電池(chi)防蝕(shi)作用(yong)(yong)。Larrabee和La Quel 用(yong)(yong)長尺(chi)材(cai)(cai)或小型試(shi)(shi)驗材(cai)(cai)也獲得了同樣的(de)結果。但是,與Humble不(bu)同,他們沒(mei)有(you)(you)確認在全浸(jin)(jin)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)促(cu)進效果。
根據上述(shu)獨立(li)的(de)小型試驗材在飛(fei)濺帶和(he)潮差帶的(de)腐蝕大小的(de)類似(si)性(xing)、環(huan)境的(de)類似(si)性(xing)來考慮,高村等(deng)所發(fa)現(xian)的(de)在這兩(liang)個(ge)部位(wei)的(de)合金元素效果類似(si)是可以(yi)充分理(li)解的(de)。
已經敘述過添加(jia) Cu-Ni-P、Cu-Cr-P、Cu-Cr、Cu-Cr-Al等(deng)對提高(gao)鋼在(zai)飛濺帶處(chu)的(de)耐蝕性是有(you)效的(de)。有(you)關各類耐海水鋼正在(zai)實用(yong)化(hua)以及Ni、Cr不利作用(yong)的(de)數據(ju),在(zai)這里不再重復。另(ling)外(wai),有(you)人認為添加(jia)W、Mo、Ti等(deng)也有(you)效果。關于它們的(de)作用(yong)機理也有(you)令人感興趣的(de)觀點。
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)(zai)教科書(shu)中(zhong)已(yi)(yi)有(you)(you)(you)說(shuo)(shuo)明:在(zai)(zai)連(lian)續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裸露鋼樁(zhuang)上形成了把(ba)潮(chao)差(cha)(cha)帶作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)陰(yin)極,把(ba)海面(mian)(mian)稍微(wei)向(xiang)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)陽(yang)極的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)氣差(cha)(cha)電(dian)池,造(zao)成在(zai)(zai)潮(chao)差(cha)(cha)帶抑制腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),在(zai)(zai)全(quan)浸帶促(cu)進腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。因為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)單獨存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)小型試(shi)片(pian)(pian)不(bu)發(fa)生這種(zhong)情況,所(suo)以(yi)(yi)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)與飛濺帶相同。雖(sui)然作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)傾(qing)向(xiang)來(lai)說(shuo)(shuo)這種(zhong)解釋沒(mei)有(you)(you)(you)錯誤,對(dui)本節內容沒(mei)有(you)(you)(you)任何妨(fang)礙(ai),可是因為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)擔心對(dui)通(tong)氣差(cha)(cha)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)說(shuo)(shuo)明有(you)(you)(you)問(wen)題,所(suo)以(yi)(yi)想預先敘述對(dui)該問(wen)題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疑問(wen)。問(wen)題是為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)什么陽(yang)極被限定在(zai)(zai)從海面(mian)(mian)稍微(wei)向(xiang)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分?因為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)海水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)導(dao)率高,所(suo)以(yi)(yi)陽(yang)極電(dian)流應該擴展到鋼樁(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)全(quan)浸帶。上述作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)通(tong)氣差(cha)(cha)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)學(xue)說(shuo)(shuo)顯(xian)然是根(gen)據Evens等作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)通(tong)氣差(cha)(cha)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)例子,于1930年所(suo)進行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)燒杯試(shi)驗中(zhong)與水面(mian)(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)考慮方法(fa)。然而Evans等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗中(zhong)試(shi)片(pian)(pian)小,從水面(mian)(mian)稍微(wei)同下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)位以(yi)(yi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金屬表面(mian)(mian)面(mian)(mian)積很小,試(shi)片(pian)(pian)全(quan)體(ti)已(yi)(yi)經成為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)陽(yang)極,沒(mei)有(you)(you)(you)局部(bu)集中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理由。再者,Exvans等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)燒杯實驗中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)陰(yin)極是完全(quan)不(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域,作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)極起作(zuo)用雖(sui)然不(bu)是不(bu)可理解的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),可是具有(you)(you)(you)銹(xiu)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)差(cha)(cha)帶也(ye)能有(you)(you)(you)同樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用嗎(ma)?因為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)銹(xiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)還原(yuan)是非常容易產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

