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(gang)在實用上的意義沒有任何疑問。
海(hai)水飛濺帶的(de)(de)(de)腐蝕試(shi)驗(yan)(yan),如果使用大尺寸鋼樁或者模擬(ni)鋼樁的(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)材,實施比較困難。雖(sui)然也有在(zai)(zai)(zai)(zai)碼頭或浮標等(deng)上安裝小型試(shi)片(pian)的(de)(de)(de)方法,可是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)同樣(yang)條件下能(neng)夠安裝的(de)(de)(de)試(shi)片(pian)數受(shou)到限(xian)制。因此,在(zai)(zai)(zai)(zai)海(hai)水飛濺帶直接(jie)獲得合金元素效果的(de)(de)(de)數據不多。輔助的(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)方法之一(yi)就是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)離海(hai)岸很(hen)近的(de)(de)(de)地(di)方進(jin)行(xing)大氣暴曬試(shi)驗(yan)(yan)。U.S.Steel公司在(zai)(zai)(zai)(zai)開發USS MARINER 鋼時,我想就是(shi)通過在(zai)(zai)(zai)(zai)Kure Beach 23.84 m(80ft-lot)的(de)(de)(de)小型試(shi)片(pian)大氣暴曬試(shi)驗(yan)(yan)大致(zhi)固定化學成分(fen)系之后,在(zai)(zai)(zai)(zai)海(hai)洋中試(shi)驗(yan)(yan)長尺材進(jin)行(xing)確認的(de)(de)(de)。
前者能(neng)夠試(shi)(shi)驗(yan)多數的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)材(cai),可以系統地獲得合金元素的(de)(de)效果,但(dan)是腐(fu)蝕環境和(he)海(hai)水飛濺帶不完全(quan)一樣;而后者在環境條(tiao)件上沒有(you)問題(ti),可是無論(lun)在經濟(ji)上、場所(suo)上,試(shi)(shi)驗(yan)材(cai)的(de)(de)數量或種(zhong)類都受到限制,只能(neng)成為驗(yan)證的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)。
耐蝕(shi)鋼海水飛濺帶(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性在日(ri)本也進行(xing)了各種研究。例(li)如,高(gao)村(cun)等(deng)在碼頭(tou)的(de)(de)(de)(de)不同高(gao)度的(de)(de)(de)(de)位置上設置了水平(ping)支持架,研究了大(da)氣(qi)、上部飛濺帶(dai)(dai)(dai)、下(xia)部飛濺帶(dai)(dai)(dai)、潮差帶(dai)(dai)(dai)時(shi)鋼中合金元素的(de)(de)(de)(de)效果(guo)。結果(guo)證明,下(xia)部飛濺帶(dai)(dai)(dai)和(he)潮差帶(dai)(dai)(dai)時(shi)鋼中合金元素的(de)(de)(de)(de)效果(guo)類(lei)似,錳和(he)磷(lin)有(you)效,Cu、Si、Cr稍微(wei)有(you)害,但是,鋼中合金元素對(dui)下(xia)部飛濺帶(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)影響大(da)。
關于這(zhe)樣(yang)的(de)飛(fei)濺帶(dai)(dai)(dai)和(he)潮(chao)差帶(dai)(dai)(dai)的(de)小型(xing)(xing)試(shi)驗(yan)(yan)材(cai)腐蝕(shi)(shi)行為的(de)類似(si)性,在歷史(shi)上已經發現過。如前所述(3.1.1節),Humble(1949年(nian))發表了長(chang)(chang)尺(chi)材(cai)的(de)腐蝕(shi)(shi)大(da)小由(you)于高度(du)不(bu)同(tong)有(you)很大(da)差異,海水飛(fei)濺帶(dai)(dai)(dai)最(zui)大(da),潮(chao)差帶(dai)(dai)(dai)最(zui)小,然而(er)同(tong)時把(ba)小型(xing)(xing)試(shi)驗(yan)(yan)材(cai)放(fang)置(zhi)在各部位進行試(shi)驗(yan)(yan),把(ba)這(zhe)些試(shi)片(pian)用導線連接起來(lai)時和(he)長(chang)(chang)尺(chi)材(cai)有(you)同(tong)樣(yang)的(de)腐蝕(shi)(shi)分(fen)(fen)布。相反絕緣(yuan)后分(fen)(fen)別獨立(li)放(fang)置(zhi)時,潮(chao)差帶(dai)(dai)(dai)的(de)腐蝕(shi)(shi)和(he)飛(fei)濺帶(dai)(dai)(dai)的(de)同(tong)樣(yang),而(er)且非(fei)常大(da)。其(qi)理由(you)是(shi)長(chang)(chang)尺(chi)材(cai)的(de)潮(chao)差帶(dai)(dai)(dai)或者用導線和(he)全(quan)(quan)浸(jin)帶(dai)(dai)(dai)連接起來(lai)的(de)潮(chao)差帶(dai)(dai)(dai)的(de)小型(xing)(xing)試(shi)片(pian),通(tong)過海水全(quan)(quan)浸(jin)帶(dai)(dai)(dai)的(de)鋼產生了電池防蝕(shi)(shi)作用。Larrabee和(he)La Quel 用長(chang)(chang)尺(chi)材(cai)或小型(xing)(xing)試(shi)驗(yan)(yan)材(cai)也獲得了同(tong)樣(yang)的(de)結(jie)果。但(dan)是(shi),與Humble不(bu)同(tong),他(ta)們沒有(you)確認在全(quan)(quan)浸(jin)帶(dai)(dai)(dai)腐蝕(shi)(shi)的(de)促進效(xiao)果。
根(gen)據上述獨(du)立(li)的(de)(de)小型試驗(yan)材在飛濺帶(dai)和潮差帶(dai)的(de)(de)腐蝕(shi)大(da)小的(de)(de)類似性、環境的(de)(de)類似性來考慮,高(gao)村等(deng)所(suo)發現的(de)(de)在這兩(liang)個部位的(de)(de)合(he)金元素效果類似是可以(yi)充(chong)分理解(jie)的(de)(de)。
已(yi)經敘述(shu)過添加 Cu-Ni-P、Cu-Cr-P、Cu-Cr、Cu-Cr-Al等對(dui)提高鋼(gang)(gang)在飛濺帶處的(de)耐蝕(shi)性是有(you)(you)效(xiao)的(de)。有(you)(you)關各類(lei)耐海水鋼(gang)(gang)正在實用化以及Ni、Cr不(bu)利作(zuo)(zuo)用的(de)數據,在這里不(bu)再重復(fu)。另(ling)外,有(you)(you)人(ren)認為添加W、Mo、Ti等也有(you)(you)效(xiao)果。關于它們的(de)作(zuo)(zuo)用機理也有(you)(you)令人(ren)感興趣的(de)觀(guan)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(jiao)科書中(zhong)已有(you)說明:在(zai)連續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裸露鋼樁上形成(cheng)了把(ba)潮(chao)差(cha)(cha)(cha)帶(dai)(dai)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)陰(yin)極(ji)(ji),把(ba)海面(mian)(mian)稍微向下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部分作(zuo)為(wei)(wei)(wei)陽(yang)極(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)通氣(qi)差(cha)(cha)(cha)電(dian)池(chi),造成(cheng)在(zai)潮(chao)差(cha)(cha)(cha)帶(dai)(dai)抑(yi)制(zhi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi),在(zai)全浸帶(dai)(dai)促進(jin)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。因(yin)為(wei)(wei)(wei)單獨存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)型試(shi)(shi)片不(bu)發生這種(zhong)情況,所(suo)以(yi)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)與飛濺帶(dai)(dai)相同。雖然作(zuo)為(wei)(wei)(wei)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)傾向來說這種(zhong)解(jie)釋沒有(you)錯誤,對本節(jie)內容(rong)沒有(you)任何妨礙(ai),可是(shi)因(yin)為(wei)(wei)(wei)擔心對通氣(qi)差(cha)(cha)(cha)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)說明有(you)問題(ti),所(suo)以(yi)想預先敘(xu)述對該問題(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疑問。問題(ti)是(shi)為(wei)(wei)(wei)什么陽(yang)極(ji)(ji)被(bei)限定在(zai)從海面(mian)(mian)稍微向下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部分?因(yin)為(wei)(wei)(wei)海水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)導率高,所(suo)以(yi)陽(yang)極(ji)(ji)電(dian)流應該擴展到鋼樁的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)全浸帶(dai)(dai)。上述作(zuo)為(wei)(wei)(wei)通氣(qi)差(cha)(cha)(cha)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)學說顯然是(shi)根據Evens等作(zuo)為(wei)(wei)(wei)通氣(qi)差(cha)(cha)(cha)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)例子,于(yu)1930年所(suo)進(jin)行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)燒(shao)杯試(shi)(shi)驗(yan)(yan)中(zhong)與水(shui)面(mian)(mian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)考(kao)慮(lv)方法(fa)。然而Evans等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗(yan)(yan)中(zhong)試(shi)(shi)片小(xiao),從水(shui)面(mian)(mian)稍微同下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部位(wei)以(yi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金屬表面(mian)(mian)面(mian)(mian)積很小(xiao),試(shi)(shi)片全體已經成(cheng)為(wei)(wei)(wei)陽(yang)極(ji)(ji),沒有(you)局(ju)部集中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理由(you)。再者,Exvans等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)燒(shao)杯實驗(yan)(yan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)陰(yin)極(ji)(ji)是(shi)完全不(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)域,作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)極(ji)(ji)起作(zuo)用雖然不(bu)是(shi)不(bu)可理解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),可是(shi)具(ju)有(you)銹層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)差(cha)(cha)(cha)帶(dai)(dai)也能有(you)同樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用嗎?因(yin)為(wei)(wei)(wei)銹的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)還原是(shi)非常容(rong)易產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。