腐蚀整理习题

1、蝴分析题蠢一.某化工厂装置一台锅炉给水换热器（18-8奥氏体不锈钢材质），换热器制造、检验、验收合格，于 2004 年 12 月投入运行使用。2005 年 6 月发现换热器壳程介质（ 240水蒸气、含 Cl- 和 O2） 中含有环乙烷，由于此换热器为固定管板式，所以断定是换热管与管板连接或换热管发生泄漏，于是将该换热器更换下来，水压试验检查出换热管严重泄漏并发现裂纹。备用换热器从2005 年 6 月运行到10 月，出现同样的现象。腿 换热器结构壳体、换热器、管板的材料依次为16Mn、 1Cr18Ni9 、 16Mn肇试回答下列问题：袄 （1） 根据给出的材料，判定发生腐蚀的类别；膀 （2） 结

2、合材料指明发生该腐蚀需满足哪些条件；袁 （3） 给出本例防止该腐蚀的控制方法。蟆答：（1）应力腐蚀断裂；箍（2）本换热管存在一定的拉应力或内部残余拉应力；金属 18-8奥氏体不锈钢本身对应力腐蚀有敏感性；存在能引起该金属发生应力腐蚀的介质（水蒸气及其中含有少量氯离子） 。薁 （ 3）避免高温水对奥氏体不锈钢引起的应力腐蚀，可从以下方面采取措施：芈a.合理使用金属材料：选用超低碳（CK 0.03%）的不锈钢，奥氏体-铁素体双相不锈钢，高纯铁素体不锈钢。菱b.减小构件中的应力水平：选择合理的热处理工艺消除残余应力，选择合理的结构设计。肄c.合理控制水质：控制水中的氯离子和氧含量。避免敏化态和减少氯

3、离子富集条件。改善工作条件，控制介质温度、pH 值等，控制水垢。羁 二根据以下案例所提供的资料，试分析:聿（1）导致钢结构严重锈蚀的原因；（2）分析可能的腐蚀类型；（3）可以采用哪些防腐措施。研泉州市某大桥收费站，地处晋江入海口。设计使用年限 50年，主体结构为钢结构网架，采用普通碳素钢，使用热喷铝防腐处理，外刷防锈漆，屋面板采用彩色压型钢板，1997年建成投入使用，迄今为止，10 年间未进行防锈维护。该工程地处泉州地区，经度118.6 ，纬度 24.9 ，环境类型为亚热带湿润海洋大气。据调查，主体钢结构网架锈蚀程度十分严重，节点管壁均出现整体锈蚀。屋面水槽完全损坏，出现脆性断裂。与之形成对比

4、的是屋面彩色压型板，受腐蚀程度轻，仅在局部出现若干点腐蚀。肄 资料来源：时凌琳。钢结构的近海大气腐蚀研究。福建建筑2008（2）前答：（1）锈蚀原因：蒈 a. 湿度： 该工程所处地区空气湿度RH>75%。 钢铁的临界湿度一般在60一70之间。当高于临界湿度时，其腐蚀类型由化学腐蚀转变为电化学腐蚀，锈蚀速度突然增加，此时锈蚀影响是很大的。勘b.温度：泉州地处亚热带，高温促使锈蚀加剧。此外，大气与钢材之间的温差导致在钢 材表面形成冷凝水，也加剧了锈蚀。艘c.大气中所含介质：近海大气中含有大量的Cl-,钢材上盐分的沉积量大。空气中的腐蚀性粉尘、汽车尾气中大量的CO2、 S02 以及氮氧化物等因

5、素也加速了钢材在大气中的腐蚀。螃 d. 未定期涂刷防锈漆：防锈漆应一至两年涂刷一次，而该工程自建成以来未重刷防锈漆。膀 （ 2）腐蚀类型：a. 大气腐蚀b. 电偶腐蚀、缝隙腐蚀c. 应力腐蚀断裂和腐蚀疲劳滕（3）控制措施：a.防腐材料：采用耐候钢；芃 b. 防腐技术：选择热镀锌、涂料、有机涂层钢板技术等；» c.防腐设计：钢结构的形状、形式尽可能简单合理；防止发生电偶腐蚀； 结构上尽量避免缝隙、死角等。研名词解释箍材料腐蚀：材料受环境介质的化学、电化学和物理溶解作用产生的破坏或变质的现象。常化学腐蚀：金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。范电化学腐蚀：金属与电解质溶液发生电化学

6、作用而引起的破坏。蔗腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外做有用功的短路原电池称为腐蚀原电池或腐 蚀电池。踊平衡电位：当金属浸在同种金属离子的溶液中发生唯一的一种电极反应，且当电极反应达到动态平衡时，即金属的溶解速度等于金属离子的沉积速度，将这种电位称为平衡电位或可逆电位。蒙非平衡电位：一个电极上同时发生两个或两个以上的电极反应，当动态平衡时，电极上不能出现物质交换与电荷交换均达到平衡的情况，此时的电极电位称非平衡电位。蚂 极化 ：当电极上有净电流通过时，引起电极电位偏离平衡电位或非平衡稳态电位的现象。袈 过电位 ：为了表示电位偏离平衡电位的程度，把某一极化电流密度下的电极电位E 与其平衡电

7、极电位Ee间之差的绝对值，称为该反应的过电位，以 刀表示。蟆阳极极化：通过电流时，阳极电位向正方向移动的现象。蒲阴极极化：通过电流时，阴极电位向负方向移动的现象。肃 钝化现象：铁或其它金属或合金在一定条件下，或经过一定的处理，失去了原来的化学活性，其腐蚀速度明显降低的现象叫作钝化现象。薄析氢腐蚀：以氢离子还原反应为阴极过程的腐蚀，称为氢去极化腐蚀或析氢腐蚀。荽吸氧腐蚀：以氧分子还原反应为阴极过程的腐蚀称为氧去极化腐蚀，也称吸氧腐蚀。蒲应力腐蚀开裂：金属或合金材料在拉应力和腐蚀介质的协同作用下产生的断裂现象。蒄 腐蚀疲劳：材料在交变应力与腐蚀介质联合作用下所引起的脆性断裂。赣电化学保护：根据电化

8、学原理，将被保护金属的电位极化到免蚀区或钝化区，以降低腐蚀速度，对金属实施保护的方法覆阴极保护：将被保护金属与外加直流电源的正极相连，使之成为阳极，在腐蚀介质中进行阳极极化，使电位向正值移动到稳定的钝化区，从而减少金属腐蚀速度的电化学保 护方法。董阳极保护：对被保护金属施加外加阴极电流，使其电位负移，发生阴极极化，从而减少或 防止腐蚀受到保护的电化学方法。蚀 填空虿 1. 金属发生电化学腐蚀时，金属的腐蚀溶解发生在（阳极区 ） 。芾2.根据腐蚀倾向的热力学判据，金属发生腐蚀的电化学判据为（AG） T,P<0）。螃 3. 金属的标准电极电位（越负 ） ，越容易被（腐蚀 ） 。氢 ）的电位负

9、。犀4.活泼金属在水溶液中不能被电沉积出来，原因是其电位比（蓬5.由于金属表面存在电化学（不均匀性），金属表面形成许多（微电池），造成金属腐蚀肆 6. 极化现象的本质在于（电子 ）的迁移比（电极反应）及其有关的步骤完成迅速。裂7.极化作用对于减缓金属的（ 腐蚀）是非常重要和有益的。蒂8.在酸性溶液的电化学反应中，溶解氧发生还原反应，其反应方程式为（4H+4e+O*2H2O）衿 9. 氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极表面的（ 迁移 ） 速度和氧在电极表面的（ 放电 ）速度。袅 10. 电偶腐蚀中，两种金属电位差值越（大 ） ，电偶腐蚀倾向越大。辐11.提高不锈钢耐点蚀性能最有效的元素是（

10、铭/Cr）和（铝/Mo）,（氮/N）和（馍/Ni ） 也有好的作用。裂12.为提高18-8奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀性能，可加入合金元素（ 馍/Ni ）、（钛/Ti ）或 降低（碳/C）元素浓度。奠13.降低不锈钢中（硫/S）、（磷/P）、（碳/C）杂质元素，可减小点蚀敏感性。袈 14. 缝隙腐蚀中，一般发生缝隙腐蚀最敏感的缝宽为（0.0250.1mm ） 。建15.经焊接后18-8钢易发生（焊缝）腐蚀辑16.两异种金属材料在同一介质中接触，将发生（ 电容）腐蚀，（较负）电位的金属材料将腐蚀加速，而（较正 ）电位的金属材料将腐蚀减慢。聿17. “-黄铜是（锌/Zn）元素在铜元素中的固溶体合金，向其

11、中加入少量元素（神/As）可以有效地防止其的选择性腐蚀。蜗18.石墨化腐蚀体系中，石墨对铁为（阴极），形成腐蚀原电池膂 19. 发生应力腐蚀的3 个基本条件是（ 敏感的金属材料） 、 （ 特定的腐蚀介质） 、 （足够大的拉伸应力），应力腐蚀断裂分3 个阶段，依次为（孕育期 ）、 （裂纹扩展期）（ 快速断裂期）。筮20.试列举4种具有特定名称的典型应力腐蚀断裂类型：（硝脆）、（氨月 ）、（氯脆）和（碱脆 ）。腿21.按照金属表面电解液膜的存在和状态不同，可以把大气腐蚀分为 （干大气腐蚀）、（湿大气腐蚀） 和 （潮大气腐蚀）3 种类型。莆 22. 提高钢的耐大气腐蚀性能，可加入（铜 /Cu）、 （

12、磷 /P）、 （铬 /Cr ）、 （镍 /Ni ），微量（ 钙/Ca）（硅/Si ）元素。荽23.海水腐蚀的阴极过程是（氧的去极化）过程，它是腐蚀反应的（控制环节）。（ 贫氧 ） 部位电位较负成为阳（ 阴极 ） ，而埋在密实、潮湿黏（ 盐浓度高的） 部位电极较负，螂 24. 氧浓差电池是指由于不同部位土壤的氧含量的差异导致极， （ 富氧 ） 部位电位较正成为阴极的腐蚀电池。艿 25. 处在砂土中的金属部分由于氧容易渗入，电位高成为土中的金属部分作为（ 阳极 ） 而被腐蚀。菌26.当新旧管线连在一起时，（新）管线加速腐蚀。菱27.盐浓差电池是指由于土壤介质的含盐量不同而造成的, 成为阳极加速腐蚀

13、。膈28. 土壤腐蚀的影响因素主要包括（孔隙度）、（含水量）、（电阻率）、（酸度）、（含盐量）。辑29.不同金属在不同的条件下膜的生长规律大体上遵循直线、（抛物线）、立方、对数及（ 反对数 ）五种规律。芈 30. 铝在（ 中 ）性介质有较高的耐蚀性，并耐含（干燥 ）污染的大气，但在海水、海洋大气及淡水中产生点蚀。蚆 31. 有色金属钛的耐蚀原因主要是由于钛在（水 ）介质中可以（钝化 ）而耐蚀。蒲32.防腐蚀设计包括（正确选材）和（合理设计）。芨33.根据实施方法的不同，阴极保护可分为（外加电流保护）和（外加负电流保护）两种。噩34.涂层对金属的保护作用，来自于多方面，主要有（隔离）、（电化学保

14、护）、（缓蚀）。蟆35.在阴极保护中，判断金属是否达到完全保护，通常采用（最小保护电流）和（最小保护电位）两个控制参数。蚀 简答题聿1.电化学腐蚀的主要特点是什么 ？螅 答： 其特点是在腐蚀过程中同时存在两个相对独立的反应过程，即阳极反应和阴极反应，并有电流产生。蟆2.常见的八大局部腐蚀分别是什么？康答：全面腐蚀，疲劳腐蚀，应力腐蚀断裂，氢腐蚀及氢脆，点蚀，晶间腐蚀，磨蚀，高温腐蚀。# 3.金属电化学腐蚀白机理是什么 ？螈 答：当金属与电解质接触时，由于金属表面各部位的电极电位不尽相同，两个不同电位的相邻部位很自然构成一个微小的原电池。电位较低的部位为阳极，容易失去电子而被腐蚀；电位较高的部位

15、为阴极，仅起到传递电子的作用，一般不被腐蚀。袆 4. 如何用标准电极电位判断金属的腐蚀倾向？蔽答：一般规律是金属的标准电极电位越低，越容易被腐蚀；当两种金属互相接触时，电 位较低的金属被腐蚀。方5.将两块碳钢（0.20%C）,分别放入浓度为 60啼口 30%勺HNO升，将会发生什么现象， 为什么？用腐蚀电化学原理解释。薇 答：前者腐蚀速度很小，发生了钝化现象，后者则维持较高的腐蚀速率，即一直发生铁 离子的溶解。箍6.铜狮钉连接两块铁板，铁挪钉连接两块铜板，哪一种结构合理，说明原因。籍答：铜狮钉连接两块铁板的结构合理。这是因为电偶腐蚀速率与阴、阳极的面积比有关。通常，增加阳极面积可以降低腐蚀速率

16、。腐蚀电化学原理表明小阳极和大阴极构成的电偶腐蚀最危险，随着阴极对阳极面积比值的增加，阳极的腐蚀速率急剧增加。螈 7. 不锈钢最容易出现哪些腐蚀问题？莆 答：点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀开裂。特别是当介质中存在氯离子等活性离子时，更容易出现这些腐蚀问题B 8.什么是PBR原理？聿答：金属氧化膜完整的必要条件：所生成的金属氧化物的体积（VMO）大于生成氧化物所消耗掉的金属体积（VM）,即PBR= VMO/VM>1氧化膜可能是完整的；PBR<1氧化膜不可能完整。蔓9.提高金属（合金）耐蚀性的途径有哪些 ？it答：a.提高合金的热力学稳定性。瞧b.降低阴极活性：减小金属或合金中的活性阴极面积

17、；加入析氢过电位高的合金元素。袈c.降低阳极活性：减少阳极面积;膈 加入易于钝化的合金元素；芍加入阴极性合金元素促进阳极钝化。袂 d. 使合金表面形成完整的有保护性的高耐蚀的腐蚀产物膜。虿 10. 什么叫缓蚀剂，从电化学角度分析缓蚀剂作用机理？初答：缓蚀剂是一种以适当的浓度或形式存在于环境（介质）时，可以防止或减缓腐蚀的化 学物质或复合物质。莅 电化学理论认为缓蚀剂的作用是通过加大腐蚀的阴极过程或阳极过程的阻力（ 即极化 ） ，从而减缓金属腐蚀的。节 11. 锡在电位序中相对铁是阴极，为什么大量用镀锡板制作食品包装的罐头盒？肇 答：镀锡钢板在酸性（罐头）条件下，由阴极性镀层转变为阳极性镀层，当

18、镀层有微孔时，由于电化学保护作用，仍然使基体金属得到保护，不影响它的防蚀作用。蛔12.锌相对于铁为阳极，为什么在70c使用时，镀锌管会加速基体铁管的腐蚀？莅答：当溶液的温度升高到 7080c时，锌镀层将由阳极性镀层转变为阴极性镀层。该镀层 若有孔隙，则形成小阳极大阴极的腐蚀电池，加速孔隙处铁基体的腐蚀，危害性更大。章判断题蝇1.非平衡电极电位是不稳定的（ X ）妍2.金属的电位 PH图只能用来预测金属腐蚀倾向的大小，而无法预测金属腐蚀速率的大小（V）菜3.在氧浓差电池中，富氧区的金属是腐蚀电池的阳极（ X）蛰4.材料腐蚀过程是系统自由能降低的过程（，）蓬5.金属全面腐蚀的危害性小于局部腐蚀。（，）藏6.自钝化能力越强的金属和合金，其发生缝隙腐蚀的敏感性越大。（，）薄7.在电偶腐蚀中，随阴、阳极面积之比增加，阳极金属的腐蚀速率增加。（，）赚8.腐蚀疲劳的裂纹多为沿晶界发展并伴有大量分支。（X ）量9.铝合金一般不会发生点蚀或应力腐蚀断裂。（x ）黄10.铝在浓硝酸介质中具有良好的耐腐蚀性，因此它是良好的耐酸金属材料。（x ）11.不锈钢耐稀硝酸不耐盐酸。（V）以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途tojibko AJiajiioAe ak pTOpMenojib 3yg)oi 巨(u6yqeH 曲况 c,neAOB 物 hhh6ha o ji >k h e