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)環(huan)(huan)(huan)境(jing)的(de)電(dian)阻(zu)率(lv)越低，局(ju)部腐(fu)蝕(shi)進行的(de)速度越快，溝(gou)(gou)狀(zhuang)(zhuang)腐(fu)蝕(shi)也有(you)這種傾向。觀測上述銹(xiu)斑下面腐(fu)蝕(shi)的(de)侵(qin)蝕(shi)率(lv)或C/S系宏觀電(dian)池的(de)腐(fu)蝕(shi)，侵(qin)蝕(shi)率(lv)的(de)環(huan)(huan)(huan)境(jing)是(shi)(shi)電(dian)阻(zu)率(lv)為(wei)1000Ω·cm,然而(er)在同等程(cheng)度電(dian)阻(zu)率(lv)的(de)環(huan)(huan)(huan)境(jing)中，溝(gou)(gou)狀(zhuang)(zhuang)腐(fu)蝕(shi)的(de)侵(qin)蝕(shi)率(lv)是(shi)(shi)幾個mm/a,所以還是(shi)(shi)溝(gou)(gou)狀(zhuang)(zhuang)腐(fu)蝕(shi)的(de)侵(qin)蝕(shi)率(lv)大(da)。


 如果(guo)把環境電阻引起的(de)(de)(de)(de)IR壓降忽略不計，在圖5-2的(de)(de)(de)(de)陽極極化曲線(xian)的(de)(de)(de)(de)示意圖上，電焊鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)在腐(fu)蝕(shi)(shi)電位E進行時，母(mu)材是(shi)用(yong)(yong)iM的(de)(de)(de)(de)速度進行腐(fu)蝕(shi)(shi)，而(er)焊縫是(shi)用(yong)(yong)比這更大的(de)(de)(de)(de)iw進行腐(fu)蝕(shi)(shi)，所(suo)(suo)以產生了溝狀腐(fu)蝕(shi)(shi)。如圖所(suo)(suo)示，焊縫部的(de)(de)(de)(de)陽極極化曲線(xian)的(de)(de)(de)(de)電流密度比母(mu)材的(de)(de)(de)(de)高，這已經被幾篇報告所(suo)(suo)證實。正村等使用(yong)(yong)過的(de)(de)(de)(de)前述促進試驗法，就是(shi)將(jiang)恒電位設定成比母(mu)材電位E高的(de)(de)(de)(de)電位E'，用(yong)(yong)a'和b'的(de)(de)(de)(de)比較取代(dai)a和b的(de)(de)(de)(de)比較。


圖 2.jpg


  在像海(hai)水(shui)那(nei)樣電阻率(lv)低的(de)(de)環(huan)境(jing)中，作為陽極(ji)的(de)(de)焊縫區的(de)(de)電位上升到面積比率(lv)非常(chang)大(da)的(de)(de)母材電位E后(hou)，就變成iw的(de)(de)侵蝕(shi)速(su)度；可是(shi)在自來水(shui)、工業用水(shui)等(deng)電阻率(lv)相(xiang)當高的(de)(de)環(huan)境(jing)下，由于(yu)有一(yi)定程度的(de)(de)IR壓降，所以侵蝕(shi)速(su)度比iw稍微降低。


  圖5-3出(chu)示(shi)了實際(ji)求出(chu)的(de)極(ji)(ji)化曲線。由于該圖不是(shi)圖5-2那(nei)樣的(de)內部極(ji)(ji)化曲線，是(shi)扣(kou)除了陰極(ji)(ji)電(dian)流密度的(de)外(wai)部電(dian)流密度的(de)曲線，雖(sui)然不能夠(gou)定(ding)量地讀取焊(han)縫區和母材區的(de)差(cha)別，可是(shi)在有些(xie)報告中給出(chu)了母材區和焊(han)縫區各自(zi)單(dan)獨存在的(de)電(dian)位(wei)（開(kai)路電(dian)位(wei)）差(cha)。


圖 3.jpg


 在不同環境下所(suo)測定的(de)(de)(de)電(dian)位差分(fen)別是：加(jia)藤(teng)等測定的(de)(de)(de)電(dian)位差68mV(人工(gong)海(hai)水），62mV(0.01 NKCl);正村等的(de)(de)(de)約為50mV(0.5 M Na2SO4、pH 3);栗(li)棲(qi)等的(de)(de)(de)為42mV(人工(gong)海(hai)水），65mV(0.5 M Na2SO4、pH3);長野等的(de)(de)(de)約為20mV(3%Na-Cl).該電(dian)位差如設定為50mV時，從極化曲線直線部分(fen)的(de)(de)(de)斜率可推(tui)斷(duan)iw是im的(de)(de)(de)幾倍至(zhi)10倍，在以前所(suo)報道的(de)(de)(de)值(zhi)中，雖(sui)然比最大的(de)(de)(de)α小許多(duo)，但是仍在報告值(zhi)的(de)(de)(de)范圍內。


 另外(wai)，侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)即使大(da)也小(xiao)于0.3mm/a.在(zai)銹(xiu)斑(ban)(ban)下面(mian)局部腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)自由(you)表(biao)面(mian)和(he)銹(xiu)斑(ban)(ban)下面(mian)的(de)(de)開路電位差(cha)的(de)(de)推斷(duan)值約(yue)為50mV,不會形(xing)成(cheng)侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)大(da)的(de)(de)溝狀腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。銹(xiu)斑(ban)(ban)下面(mian)的(de)(de)局部腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)到形(xing)成(cheng)通氣(qi)差(cha)電池(chi)需要相當長的(de)(de)時間(jian)，在(zai)求(qiu)侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)（侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)深度(du)／時間(jian)）時，由(you)于在(zai)該時間(jian)中(zhong)不得(de)不包括這(zhe)段潛伏時間(jian)，所以(yi)求(qiu)出的(de)(de)侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)比真正的(de)(de)侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)小(xiao)。并且，因為銹(xiu)斑(ban)(ban)的(de)(de)存在(zai)和(he)陰極以(yi)包圍銹(xiu)斑(ban)(ban)的(de)(de)形(xing)態存在(zai)，所以(yi)要比以(yi)直(zhi)線(xian)存在(zai)的(de)(de)焊(han)縫兩側形(xing)成(cheng)的(de)(de)陰極溝狀腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)場合IR壓降增大(da)，侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)也減小(xiao)。


  C/S系宏觀電(dian)(dian)(dian)池腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)場合，鋼筋和管道(dao)之間的(de)(de)開(kai)路(lu)電(dian)(dian)(dian)位差雖然高(gao)達300mV,可(ke)是腐(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)以及(ji)局(ju)部腐(fu)蝕(shi)(shi)速度(du)受局(ju)部陽(yang)極(ji)(ji)附近的(de)(de)IR壓降(jiang)支配。這是因(yin)為在電(dian)(dian)(dian)阻率比較高(gao)的(de)(de)土壤中(zhong)，流(liu)動的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)在陽(yang)極(ji)(ji)附近形成了高(gao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)，如果設定陽(yang)極(ji)(ji)的(de)(de)半徑(jing)為a、土壤電(dian)(dian)(dian)阻率為p、陽(yang)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)為I時，其大(da)(da)小可(ke)以用I0/2πa表示。式中(zhong)由于a比較小，IR壓降(jiang)相當大(da)(da)。因(yin)此，例如假定a=1cm、p=6000Ω·cm時，局(ju)部腐(fu)蝕(shi)(shi)可(ke)以抑制到2mm/a的(de)(de)程度(du)。


 僅從各(ge)個腐(fu)蝕(shi)電位(wei)來看，焊縫區和母材區的(de)(de)電位(wei)差在(zai)報告中(zhong)即使最(zui)大的(de)(de)值(zhi)也小于68mV,根據極化曲(qu)線推定的(de)(de)這(zhe)兩部分的(de)(de)溶解速度的(de)(de)比在(zai)幾倍以內,這(zhe)與事(shi)例中(zhong)的(de)(de)最(zui)大值(zhi)為40、80的(de)(de)溝狀腐(fu)蝕(shi)系數(shu)不對應。


 在(zai)溝狀腐(fu)蝕(shi)(shi)快速進行的(de)(de)場合，腐(fu)蝕(shi)(shi)區(qu)(qu)（焊縫區(qu)(qu)）表面是沒有附(fu)著腐(fu)蝕(shi)(shi)生成(cheng)物(wu)的(de)(de)最活(huo)性(xing)狀態，開(kai)路電(dian)位(wei)(wei)(wei)處在(zai)低電(dian)位(wei)(wei)(wei)，相反母(mu)(mu)材(cai)區(qu)(qu)卻附(fu)著腐(fu)蝕(shi)(shi)生成(cheng)物(wu)，具有較高(gao)(gao)的(de)(de)開(kai)路電(dian)位(wei)(wei)(wei)。另外(wai)，使焊縫區(qu)(qu)、母(mu)(mu)材(cai)區(qu)(qu)分別進行腐(fu)蝕(shi)(shi)求出來的(de)(de)電(dian)位(wei)(wei)(wei)，兩部(bu)(bu)分都(dou)(dou)處于同等的(de)(de)自然(ran)腐(fu)蝕(shi)(shi)狀態，并且在(zai)極(ji)(ji)(ji)化曲線(xian)測定下或者處在(zai)比(bi)－550mV(飽(bao)和甘汞電(dian)極(ji)(ji)(ji)基準）的(de)(de)自然(ran)電(dian)位(wei)(wei)(wei)稍高(gao)(gao)的(de)(de)恒(heng)電(dian)位(wei)(wei)(wei)電(dian)解下，兩部(bu)(bu)分都(dou)(dou)是活(huo)性(xing)表面。所以(yi)，在(zai)焊縫區(qu)(qu)處于活(huo)性(xing)狀態、母(mu)(mu)材(cai)區(qu)(qu)大體處于自然(ran)腐(fu)蝕(shi)(shi)狀態的(de)(de)實際腐(fu)蝕(shi)(shi)條(tiao)件下，很可能開(kai)路電(dian)位(wei)(wei)(wei)比(bi)分別測定的(de)(de)值(zhi)(zhi)大，溶解電(dian)流的(de)(de)比(bi)值(zhi)(zhi)比(bi)極(ji)(ji)(ji)化條(tiao)件時大。


 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(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。