2013金属腐蚀理论及应用试题答案

1、2013金属腐蚀理论及应用试题材硕1201-1200621-刘维港一、名词解释：（5分）平衡电位：当金属正离子进入溶液成为水合金属离子后，由于静电作用不仅水合了该 金属正离子能回到金属中去，而且也能将溶液中水合了的其他正离子吸引 到金属上去。当这两个相反过程速率相等且又可逆时，会产生一个稳定的 电极电位，称为平衡电位。腐蚀电位：在金属腐蚀过程中，腐蚀金属电极表面上常常有两个或更多个电极电极反 应同时进行，当这些电极反应的阴极反应和阳极反应痛同时以相等的速率 进行时，电极反应将发生相互耦合，阴、阳极反应的电位由于极化原因而 相互靠拢，最后达到一个共同的非平衡电位，此电位称之为混合电位，也 称为腐

2、蚀电位。绝对电位：浸在某一电解质溶液中并在其界面发生电化学反应的导体称之为电极。当 金属和电解质溶液接触时，在金属/溶液界面处将产生电化学双电层，此双 电层的金属相与溶液相直接的电位差称之为电极电位。单个电极上的双电 层电位差的绝对值称之为绝对电位。但是单个电极的绝对电位无法测定。AISI： aisi是美国的一种行业标准，是“美国钢铁学会标准”的英文首字母缩写。选择性氧化：在多个元素氧化过程中，存在着竞争氧化的现象，即存在着某一个元素 优先氧化的问题，这个现象叫做选择性氧化。二、 回答下列问题：（15分）含有二氧化碳的软水，通过两套不同的供水系统，（1）软水流经铜管进入 镀锌的钢水槽，半年左右

3、镀锌的钢水槽发生穿孔腐蚀；（2）软水流经镀锌 管后进入镀锌的钢水槽，四年多尚未发现镀锌的钢水槽有局部腐蚀。请问 这是为什么？答：（1）软水含有CO2呈酸性，为导电的腐蚀介质。铜与锌、铁比较，无论标准电位还 是电偶序，其电位数值都较高，因此，理论上会发生电偶腐蚀。其原因有两种可能： 第一种可能性：如果铜管与镀锌水箱直接连接，在连接处附近会发生电偶腐蚀，导致水 箱泄漏。第二种可能性：如果采取了绝缘措施，对铜管而言，水中含氧可发生氧去极化腐蚀，即 阳极Cuf Cu2+2e，阴极O2+4H+4ef 2H2O,结果使水流经铜管后含有了 Cu2+离子。含 有Cu2+离子的水进入水箱后，与锌发生置换反应，实

4、质是发生了铜离子还原的阴极反 应Cu2+2ef Cu （Cu2+是极强的氧化剂），使铜沉积于水箱的靠近进口的部分表面，这样 沉积铜的表面为阴极，金属锌为阳极，发生了间接电偶腐蚀。当镀锌层消耗后漏出铁时， 铁仍为阳极，继续腐蚀，直至穿孔。（2）不存在电偶腐蚀问题，发生的腐蚀为均匀腐蚀，而且镀锌层在常温水中耐腐蚀性 较好，所以使用寿命更长。为了防止双金属腐蚀，有人把涂料涂刷在贱金属（电位较负的金属）上， 以防贱金属加速腐蚀，你对这种做法有何看法？答：这种做法是不对的，会加速贱金属的腐蚀，原因如下：涂料一般指有机涂层，除添加锌粉等的特殊涂层外，一般有机涂层不导电，多为阴 极性涂层，而且有空隙，避免不

5、了水分子的渗透，因此单独使用涂料很容易出现大阴极 小阳极的局部腐蚀电池情况。而电化学腐蚀原理表明：小阳极大阴极组合会加速阳极腐 蚀，反之大阳极与小阴极的连接则会降低腐蚀速率。因此，大阴极小阳极的组合不是过早穿孔，就是空隙处膜下发生腐蚀而产生的腐蚀 产物使涂层鼓泡、脱落，其防腐寿命很短。第二次世界大战后不久，美国制造了一艘豪华游船“海洋在召唤号”，船体 用蒙乃尔(Monel)做外壳，用钢钉铆接。可在海洋中试航不久，船体主要构 架发生了严重的破坏，最后不得不报废了，请你分析一下是什么原因？属 于什么形态腐蚀，你认为用什么防护措施可以减轻或防止其腐蚀破坏。答：船体报废的原因：船体用钢钉铆接后，钢钉与

6、蒙乃尔合金的金属活泼性不同，在海水这种电解质溶液 中形成原电池的原理，加速了两种金属中间的化学腐蚀，致使船体主要构架严重破坏， 最后报废。所属的腐蚀类型：这种腐蚀是一种电化学腐蚀，是电偶腐蚀，也是缝隙腐蚀，均是局部腐蚀的一种形 式。电偶腐蚀是两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀介质内相互接触而引起的 电化学腐蚀，又称接触腐蚀或双金属腐蚀。缝隙腐蚀它可能发全于溶液停滞的缝隙之中 或屏蔽的表面内，这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成。防护措施：电偶腐蚀的主要防止措施有：选择在工作环境下电极电位尽量接近(最好不超过50毫伏)的金属作为相接触 的电偶对；减小较正电极电位金属的面积，

7、尽量使电极电位较负的金属表面积增大；尽量使相接触的金属电绝缘,并使介质电阻增大；充分利用防护层，或设法外加保护电位。选择防护方法时应考虑面积律的影响， 以及腐蚀产物的影响等。三、奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢均会产生晶间腐蚀，它们的机理有何异 同？(10)答：奥氏体不锈钢晶间腐蚀的机理主要有“贫Cr理论”，品界区选择性溶解理论，阳极 相理论，吸附理论“贫Cr理论”含碳量较高的奥氏体不锈钢的品间腐蚀是由于晶界区的贫铭所引起的。C在奥氏体 中的饱和溶解度0.02%，不锈钢的C含量一般都高于这一数值。当不锈钢固溶处理后， C处于过饱和状态。当不锈钢再次经过敏化温度范围(600800C)加热后又处于腐蚀介

8、质 中时，由于在加热过程中沿晶界析出了铭的碳化物，导致晶界附近铭的含量下降而出现贫 铭区，当贫铭区铭的含量低于某种腐蚀介质的最低耐蚀铭含量要求时，贫铭区作为阳极 被腐蚀。由于贫铭区很窄，又紧挨着晶界，所以表现为晶界腐蚀。晶界区选择性溶解理论不锈钢在强氧化性介质中也会发生晶间腐蚀，但不发生在经过敏化处理的不锈钢， 而是发生在经固溶处理的不锈钢上。对于这类晶间腐蚀显然不能用贫Cr理论来解释， 可用品界区选择性溶解理论来解释。当晶界上析出了。相（FeCr金属间化合物），或是有 杂质（如P、Si ）偏析，在强氧化性介质中便会发生选择性溶解，以致发生晶间腐蚀.而敏 化加热时析出的碳化物有可能使杂质不富集

9、或者程度减轻，从而消除或减少晶间腐蚀倾 向。（3）阳极相理论随着冶炼工艺的提高，已能够生产出低碳、超低碳不锈钢，因而碳化物析出而引起 的晶间腐蚀已大为减少。然而当超低碳不锈钢，特别是高Cr、Mo钢在650800C受热 后在强氧化性介质中也会发生晶间腐蚀，但不发生在经过敏化处理的不锈钢，而是发生 在经固溶处理的不锈钢上对于这类晶间腐蚀显然不能用贫Cr理论来解释。这是因为在 晶界形成了 Fe-Mo或Mo-Fe金属间化合物，在过钝化条件发生了选择性溶解。（4）吸附理论杂质（如P、Si）的偏析，在强氧化性介质中便会发生选择性溶解，以致发生晶间腐 蚀。铁素体不锈钢晶间腐蚀的机理主要有亚稳相溶解理论，亚稳

10、沉淀相理论，贫铭理论（1）亚稳相溶解理论这种理论认为高温在晶界形成奥氏体薄膜，这种膜是富C而贪Cr的。有人认为在 化学介质中晶间腐蚀就是沿着这种不稳定的奥氏体薄膜进行的；而也有人认为受腐蚀的 是这种奥氏体所转变成的马氏体。（2）亚稳沉淀相理论这种理论认为高温（约高于1000C）时，品界富集碳而形成奥氏体，快速冷却时，在 ”以界面沉淀易于腐蚀的碳化物，故有晶间腐蚀趋势。在750C的附近加热，碳化铁转 化为碳化铭，故耐晶间腐蚀。（3）贫铭理论这种理论指出，敏化处理时，碳向晶界的扩散较铭为快，因此在晶界及其邻近区域 的铭由于（CrFe）23C6在晶界的沉淀而发生贫铭现象。如果铭量降低到钝化所需的铭量

11、极 限以下，由于构成大阴极一小阳极的微电池，加速了沿晶粒间界的腐蚀。贫铭理论不仅 长期以来可以满意地说明奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题，近年来也较满意地解释铁素体 不锈钢的晶间腐蚀问题。铁素体不锈钢晶间腐蚀的特点：铁素体不锈钢从约925C以上急速冷却（变为敏化态），易发火品间腐蚀，另外，从 冷却速度的影响来看，以空冷后的晶间腐蚀倾向最大；焊后的普通铁素体不锈钢产生品间腐蚀的位置是在焊接接头的紧邻熔合线处；对于已处于晶间腐蚀敏感状态的铁素体不锈钢，一般经由大约700800C短时间 回火处理便可减少或消除品间腐蚀倾向；与奥氏体不锈钢不一样，铁索体不锈钢碳含量降低至超低碳钢级（0.03%C），还不 足以

12、避免晶间腐蚀倾向，而须要更高的纯度。四、以海上采油平台（材料为Q235钢）为例，说明海洋腐蚀的特点？（10 分）答：海水是一种含有多种盐类的电解质溶液，除了电位很负的镁及其合金外，大部分金 属材料在海水中都氧去极化腐蚀。对于处于海水环境中的海上采油平台来说，如同轮船一样飘浮在海面上，制造平台 的Q235碳钢分别处于全浸区、潮汐区、飞溅区和大气区，锚固金属处于海泥区。海洋环境腐蚀机理为阴极氧去极化控制的电化学腐蚀过程，因此其腐蚀速度主要由海水 的含氧量决定，氧含量高则腐蚀性强。1）全浸区：平均低潮线以下的位置为海水全浸区。根据海洋的深度不同，又分为浅海 区和深海区，二者并无确切的深度界限，一般所

13、说的浅海区大多指100200m以内的海 水。海洋环境因素如温度、含氧量、盐度、pH值等随海洋的深度而变化，所以海水深 度必然影响到全浸区金属的腐蚀行为。其中是最为主要的因素是温度和含氧量。全浸区 中钢铁的腐蚀速度在0.070.18mm/a。浅海区海水氧处于饱和态，温度高，海水流速大 腐蚀比深海区大，海洋生物会粘附在金属材料上。一般来说，20m水深以内的海水较深 层海水具有更强的腐蚀性。深海区的含氧量较小，温度接近0C，海洋生物的活性减小。2）潮汐区：指平均高潮位与平均低潮位之间的区段，对于海洋平台金属，潮汐区海水 含氧多为阴极区域，全浸区含氧低为阳极区域，结果导致靠近平均低潮线的全浸区腐蚀 速

14、度大于潮汐区。金属表面与含氧充分的海水周期性地接触，引起腐蚀。与飞溅区相比， 潮汐区的氧扩散没有飞溅区那样快，也无强烈的海水冲击。潮汐区金属表面温度受气温 影响也受海水温度的影响，通常接近于表层海水温度。潮汐区的腐蚀通常是平均高潮位 和平均低潮位最为严重，这是氧浓差电池的作用。潮差段因供氧充分，成为阴极，受到 一定程度的保护，腐蚀减轻。低潮位以下全浸区因供氧相对较少成为阳极，使腐蚀加速。 在工程设计上，有时把潮差区并入飞溅区一起考虑，并不是因为两段间的腐蚀是一样的， 而是从施工、维护和阴极保护方面加综合考虑，使之协调一致。3）飞溅区：指平均高潮线以上海洋飞溅所能湿润的位置。在这个部位，金属材料

15、表面 连续不断地被海水湿润，海水又与空气充分接触，含氧量充分，含盐量很高，加上海水 的冲击作用，腐蚀在这个部位最为严重。当很高的风速和海流速造成强烈的海水运动时， 海水的冲击会在飞溅区成磨耗一腐蚀联合作用的破坏。同时强烈的海水冲击不断地破坏 腐蚀产物和保护涂层，增加了飞溅区的腐蚀。4）大气区：飞溅区以上为海洋大气区，金属表面液膜中含导电粒子量低于海水，所以 腐蚀速度最低。5）海泥区：主要由海底沉积物构成，含盐度高，电阻率低，因此是良好的电解质，对 金属的腐蚀要比陆地上土壤要高。由于氧浓度十分低，所以海泥区的腐蚀比全浸区要低。五、锡在电动序表中相对铁是阴极，为什么大量用镀锡板制作食品包装的罐 头

16、盒;而锌相对铁是阳极,为什么在高于60C使用时，镀锌管反而会加速基体 铁管的腐蚀？ （10）答：锡在电动序及含氧的介质中对铁是阴极。但在作为食品包装罐头盒的情况下，属于 缺氧环境，食品中含有有机酸，电化学腐蚀过程为阴极氢去极化的过程。一方面锡易与 食品中羰酸形成络合物而使锡离子浓度极低通过能斯特方程式计算，当腐蚀产生的离子 与络合剂络合后，溶液中离子含量极低，实际电极电位变得更负，另一方面氢在锡上析 出的过电位很高，所以在缺少氧去极化剂的情况下锡优先铁而溶解，为阳极，而且腐蚀 速度很慢，铁为阴极而被保护。关键是锡形成络合物，铁不形成络合物，所以导致实际 电位次序改变。锌在高于60C的水中使用时

17、，形成疏松颗粒状的腐蚀产物，没有保护性。由于锌的 电位很负，腐蚀速度很高，之所以用作耐腐蚀材料是因为腐蚀产物的保护性而使腐蚀速 度减小，一旦腐蚀产物失去保护性，镀锌层很快就会被消耗掉。因为镀锌层在6090C 水中腐蚀速度极快，是否发生了电化学极性逆转已不重要，所以镀锌层不能用于热水中。六、引起冷却水（淡水和海水）系统中材料腐蚀的主要影响因素有哪些？其基本防护途径是什么？(10分)答：弓I起冷却水(淡水和海水)系统中材料腐蚀的主要影响因素有：水中溶解氧循环冷却水系统中，冷却水含有丰富的溶解氧，在正常情况下，循环冷却水在30C 左右时，水中含氧46mg/L。溶解氧对钢铁有两个相反的作用，一是参加阴

18、极反应，加 速钢铁腐蚀；二是钢铁表面形成氧化膜，抑制钢铁的腐蚀。一般，主要因素往往不会超 过临界点值，所以溶解氧是加速腐蚀的主要因素。水中溶解盐的浓度水中溶解盐的浓度对腐蚀的影响综合起来有以下三个方面。水中Cli-、so42-等离子的含量高时，将使水的导电性增大，容易发生电化学作 用，使腐蚀加剧。水中的PO43-、CrO42-等离子能钝化钢铁或生成难溶沉淀沉积于金属表面，起到防 腐作用。如产生Fe(OH)2的胶体状沉淀物下降，腐蚀速度减慢。可使氧的溶解度下降，进而使阴极过程减弱，导致腐蚀速度减慢。水的温度像大多数化学反应一样，水的温度对腐蚀的影响，其速率随着水温的升高而成比例 的增加。一般情况

19、下水温每升高10C，钢铁的腐蚀速率增加30%，主要是由于水温升 高导致氧扩散系数增大，溶液电导增加，腐蚀电流增大。但是，水温升高可使水中溶解 氧浓度减少。因此，多方面的因素对实际装置的影响表现是不一样的。水的PH值在正常温度下，水的pH值一般在4.310.0之间，碳钢在这样的水溶液中，它的表 面常形成Fe(OH)2覆盖膜，此时腐蚀速率几乎与pH值无关，pH值在10.0以上时，铁 表面被钝化，腐蚀速率继续下降。当pH值低于4.0时，铁表面保护层被溶解，水中H+ 浓度因而发生析氢反应，腐蚀速率将急剧增加。由于水中钙硬的存在，CaCO3保护膜在 PH值偏酸性时不易形成，其腐蚀速度比偏碱时高。水流速度

20、碳钢在冷却水中被腐蚀的主要原因是氧的去极化作用，而腐蚀的速度又与氧的扩散 速度有关。流速的增加将使金属壁和介质接触面的层流便薄而有利于溶解氧扩散到金属 表面。同时，流速增大时，可冲去沉积在金属表面的腐蚀、结垢等生成物，使溶解氧更 易于向金属表面扩散，导致腐蚀加速，所以碳钢的腐蚀速度随水流速度的增加而加大。 一般来说，水流速在0.61m/s时，腐蚀速度最小。基本防护途径：材料的选定材料的选定是海水直流冷却系统防腐设计的首要原则。海水直流冷却系统常用材料如下：海水取放水管：通常为钢管(或衬里)或钢筋混凝土管。海水配管：主要为铸铁管(或衬里)，也有少量塑料管(聚氯乙烯、聚乙烯)、不锈钢 管和混凝土管

21、。海水换热器：换热管材通常为铝黄铜(HA l- 77- 2A )、白铜(铜竦合金、B10、B30) 和钛管(TA2),也有少量采用耐海水不锈钢管；管板通常为锡黄铜(Cu- 40Zn-112Sn)、铝 青铜(Cu- 9Al-3Fe-1Mn-1Ni)、白铜(B10、B30)和钛板。海水泵：通常为低竦铸铁，也有铜合金和316L不锈钢等材质。阴极保护阴极保护是海水直流冷却系统中重要防腐技术之一。在绝大多数情况下，金属在海 水中的腐蚀为电化学腐蚀。在一定条件下，将金属进行阴极极化以减小和防止金属腐蚀 的方法称之为阴极保护法。阴极保护技术包括：外加电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护 两种方法。适用于铸铁、低碳

22、钢、低合金钢、不锈钢、铜合金、铝合金、钛等设备的防 腐。其不仅可以防止均匀腐蚀，对防止孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等也是有效的。对于海水直流冷却系统，需要进行阴极保护的主要结构与设备有：取水头及引水钢 管、拦污栅、清污机、海水泵、旋转滤网、二次滤网、凝汽器、收球网、冷却器、管道 和埋地侧管线等。（3）涂层防腐涂层防腐是海水直流冷却系统中重要防腐技术之一。主要用于低碳钢和低合金钢设 备的防腐。其防腐效果主要取决于涂料的性能，但配套品种和施工工艺亦十分重要。用于海水体系的防腐涂层主要包括金属涂层和有机涂层。金属涂层主要包括纯Zn、纯Al和Zn-Al合金涂层，其中又以Zn-Al合金（Al 30% ）涂

23、层防腐效果最好，经验表明：金属涂层和有机涂层配套使用,在海洋条件下的保护寿命可 达10a以上。有机涂层作为海水体系防腐涂层种类主要有：环氧树脂漆、乙烯树脂漆、 氯化橡胶漆、聚氨酯漆、无机富锌底漆等。另外，涂层与阴极保护联合使用，是经济、有效的防腐方法。（4）缓蚀剂亚铁离子成膜是目前发电厂铜合金凝汽器海水直流冷却系统中广泛采用的一种防 腐方法，对铜合金的冲击腐蚀、脱锌腐蚀和应力腐蚀都有明显效果。成膜所需的亚铁离 子可以由加入硫酸亚铁提供或采用电解法直接产生。成膜方式可以是一次造膜、运行中 定期加入或低浓度连续注入。亚铁离子成膜工艺直接影响成膜效果，成膜不当则没有保 护效果，甚至会加速腐蚀；另外，

24、对于污染海水特别是h2s等还原性物质污染时，亚铁造 膜亦没有保护效果。（5）联合保护在海水直流冷却系统中，通常采用多种防腐对策进行联合保护，才能达到良好效 果。以电厂凝汽器为例，防止铜合金管泄漏的较有效措施为采用海绵球清洗、亚铁成膜 及阴极保护三者的联合保护。海水管路通常采用涂层、阴极保护等防腐措施进行联合保 护。七、有一条钢自来水管从城市的地下通过，试提出两种合理的防腐措施对其 进行有效的保护.答：水管的腐蚀环境：自来水管在城市地下通过，管内遭受自来水腐蚀，管外遭受土 壤腐蚀及杂散电流腐蚀。管内防腐措施：（1）管道衬里自来水不能被污染，所以一般不使用普通有机涂层。可以使用无机 涂层、金属镀层

25、或无毒有机涂层，无机涂层常用水泥砂浆衬里，适用于直径较大管道； 金属涂层可用热浸镀锌或热浸镀铝钢管；无毒有机涂层可使用聚氨酯涂层等。（2）高压水射流清洗可以采用用高压水射流对水管进行周期性清洗的方法，高压水射流清洗是一种比较 普遍采用地方法，它是利用从高压泵打出来的高压水经水管到达喷嘴，然后把高压力低流 速的水转换为低压力高流速的射流对管道内部进行连续不断的冲洗，从而使管道内部的 垢物脱落下来，这样可以抑制管道内部的腐蚀，恢复了管道的通水能力，经试验研究这种方 法有很好的效果,并且达到了高效,节能的效果。（3）在钢管内使用塑料衬里管道。管外防腐措施：腐蚀比管内严重，是防腐的重点。首先用抛光机将

26、表面的锈除净，用破布将浮锈、 灰尘、油污擦拭干净，露出金属光泽。然后涂刷涂层。使用的涂层可以是：（1）熔结环氧粉末防腐层熔结环氧粉末防腐层是将防腐用环氧粉末通过静电涂覆技术，涂覆在230度左右的 钢管上，环氧粉末在钢管表面熔融并固化。（2）三层聚乙烯防腐层三层聚乙烯防腐层的结构为溶解环氧-共聚物胶粘剂-聚乙烯防腐层，简称三层PE。 该防腐层是以环氧粉末涂料为底漆，以改性聚烯烃为中间层，以聚乙烯为面层，由于改 性聚烯烃分子链上接枝了马来酸酐，因此可以与环氧底漆形成化学结合，同时又可以和 面层形成物理融合，从而形成统一的整体，表现出优异的性能。（3）石油沥青涂层（石油沥备玻璃布+表面聚氯乙烯膜），

27、特点是技术成熟，成本 较低。（4）石油沥青涂层+阴极保护。或聚氨酯涂层、2PE、3PE等。八、根据腐蚀反应的特点，用系统防护的观点，控制金属腐蚀，有哪些途 径和方法？（10）答：（1）合理设计结构，在设计设备时就从设备的形状、安装等方面来防止或减缓腐 蚀速度。考虑制造加工方法对防腐蚀的影响及防腐施工的方便性。（2）合理选择材料。根据金属材料的腐蚀数据，选择对特定环境腐蚀率低、价格 便宜、性能好的材料，是常用的、简便的控制腐蚀的方法，可以使设备获得经济、合理 的使用寿命。（3）在界面上采取防腐措施，如电化学保护，施加防护涂层等。金属保护中常用 对其表面进行处理以防止腐蚀。金属在接触使用环境之前，

28、先用钝化剂或成膜剂（铭酸 盐、磷酸盐、碱、硝酸盐和亚硝酸盐混合液等）处理，表面生成稳定密实的钝化膜，抗 蚀性大大增加。用有机涂料保护大气中的金属结构是应用最广的传统防腐手段。（4）改进环境条件，如对介质进行处理，添加缓蚀剂等，如果能消除金属材料和 设备在使用环境中引起腐蚀的各种因素，腐蚀就会中止或减缓。但是多数环境条件是无 法控制的，如大气和土壤中的水分、海水中的氧等都不可能除去。生产流程也是不能任 意改动的，这时可以调整局部环境。例如锅炉进水先去氧（加入脱氧剂Na2SO3和N2H4 等），可保护锅炉管少受腐蚀；先除去密闭仓库进入空气的水分，可免贮存金属部件生 锈；在水中经常加入碱或酸以调节p

29、H至最佳范围（通常接近中性），可以防止冷却水对 换热器和其他设备的结垢、穿孔；炼制石油的工艺中也常加碱或氨，使生产流体保持中 性全弱碱性。（5）通过各种合理的管理措施，加强对关键部位的监控和改善维修等措施来最终 达到提高整个设备运行中的耐腐蚀能力。九、某电站海水循环冷却系统原设计用材为耐海水腐蚀低合金钢 10CrMoAl，但在使用5年后出现严重的腐蚀泄漏，检修切开管道发现管内 壁被锈层覆盖，锈层中含有大量锈瘤，锈瘤外壳呈黄褐色，较为致密，打 破外壳后内层为比较疏松的浮锈，锈层下的金属基体腐蚀严重，呈不均匀 的溃疡状腐蚀，个别腐蚀坑深度较大，出现穿孔。在损坏的阀门内壁有水流状腐蚀沟槽。试用腐蚀失

30、效分析方法分析与推测腐蚀失效原因。（10）答：腐蚀失效分析方法一般分为两步：（1）现场调查；（2）实验室分析。在现场调查的过程中要了解以下几点：了解失效设备的名称、尺寸、形状、材料牌号、制造厂家及全部的制造工艺历史（了 解冶炼、铸造、加工、热处理及装配等情况）、投入运行日期、运行记录、维修记录、 工艺流程及操作规程等。了解失效设备或部件的结构和制造特征以及失效部件和碎片的腐蚀外观，如附着 物和腐蚀生成物的收集以及一切可疑的杂物和痕迹的观察等。了解腐蚀失效设备或管线的服役条件及服役历史（介质环境、温度、压力和以前相 关的监测情况），应特别注意环境细节和异常工况，如突发超载、温度变化、压力和偶然与

31、 强腐蚀介质的接触等。听取操作人员及佐证人介绍发现腐蚀失效的情况及其相应的处理方法。收集同类或相似部件过去曾发生过的腐蚀失效情况。（2）实验室分析。题目中已经写明现场调查所需要得到的主要内容，所以以下着重从所观 察的现象上分析腐蚀失效原因。题目中指出发现管内壁被锈层覆盖，锈层中含有大量锈瘤这可能是因为循环冷却 水在冷却塔散热时暴露在空气中，会有粉尘，微生物,细菌等进入,而循环水中的环境特 别适宜这类生物在里面生存，并大量繁殖，时间久了形成大量污垢,粘泥等附着在管道内壁 上.对内壁造成腐蚀，剥落下来的铁锈与粘泥混杂后再与水中的钙离子镁离子等结合产生 氧化铁碳酸钙碳酸镁等等的混合物，成分复杂.因此

32、可以在管道内部发现大量呈黄褐色 的锈瘤，并且锈瘤在肉眼下观察时，显得比较致密。腐蚀介质：从腐蚀介质方面考虑，在循环水处理过程中，大多数用自来水补充。 而自来水中一般都溶解有一定量的氯离子、o2、CO2,并且还溶解有各种各样的盐类， 包括Na盐，Ca盐和Mg盐等，这些物质都会与循环水设备即管道形成原电池。基体严重腐蚀及穿孔的原因：一方面，在水的重复利用过程中，随着水分的蒸发， 水中的溶解盐类、悬浮固体及非挥发性有机物浓度逐步增大，超过一定浓度时在管道、 设备特别是在换热面上发生结垢；另一方面，在水中有溶解氧存在的条件下，以及铁的 阳极发生反应，可以促进形成腐蚀电池，造成严重的垢下腐蚀；锈瘤覆盖下

33、的贫氧区与 裸露的富氧区之间也能形成氧浓差电池，使金属遭受局部腐蚀，当形成氧浓差电池后， 局部区域会由于发生强烈的点蚀而产生穿孔。阀门内壁有水流状腐蚀沟槽的分析：材料的耐点蚀性能与钢中夹杂物特性、脱氧 程度、磷含量及其偏析等冶金因素有关。钢表面形成的腐蚀沟槽，与材料中的带状组织 有关。平行腐蚀沟槽与钢中的磷偏析有很好的对应性。同时，具有磷偏析的钢通常会形 成铁素体和珠光体平行相间分布的带状组织。此外，钢中的条状夹杂物也会造成蚀坑沟 槽状的腐蚀形态。另外条件允许的话，可进行以下分析以进一步确定腐蚀失效原因1）微观组织分析： 用金相显微镜、电子显微镜观察腐蚀失效部件的显微组织2）化学成分分析：主要

34、是采 用光谱法等测定腐蚀部件的材料是否符合技术要求，有无用错材料或出现成分偏差，必要 时可进行微量元素分析或微区成分分析。3）腐蚀产物分析表面形貌观察还要配合相 应的腐蚀产物分析结果，才能更有效地分析出材料失效的原因。4）腐蚀形貌观察：腐蚀 形貌真实地反映了材料被腐蚀的全过程，通过对材料腐蚀表面形貌的观察，可以进一步详 细了解腐蚀过程十、根据自己的研究方向，查找一个以上有关的腐蚀型式试验标准，对其 简要描述。（10）答：本人研究生阶段研究的课题：光功能陶瓷材料-y2o3系透明陶瓷的制备及其光 物性研究。我研究的是粉状化合物，不存在腐蚀问题，只是变质问题，因而通过查找， 了解了几个腐蚀型式试验标

35、准。所谓型式试验type test，就是在按某种设计制造一个或多个样品来确定该设计是否 符合本标准的全部要求而进行的试验。标准1：不锈钢点蚀电位测量的试验标准标准号Standard No.： GB/T 17899-1999,这个标准规定了不锈钢点蚀电位测量方法 的试样、试验溶液、试验仪器和设备、试验条件和步骤、试验结果和试验报告。此标准适用于动电位法测量不锈钢在中性3.5%氯化钠溶液中的点蚀电位。（1）.取样：从板材取样时应使试验面平行于板材的轧面，试验面用符合GB/T 2481.1 规定的粒度的砂纸进行研磨，一直磨到粒度为W20的砂纸。为了防止缝隙腐蚀，研磨 后可以进行钝化处理（在50C、20%30%的硝酸中浸泡1 h以上）。用钎焊或点焊的方 法将导线焊在试样上。试样的绝缘，应使最终暴露的试验面的面积为1cm2，板材试样 为10mmx10mm，并使试验面处于试样上未受钎焊或点焊热影响的部位。非试验面