化工腐蝕與防護復(fù)習資料

1、化工腐蝕與防護復(fù)習資料第一章腐蝕、定義:金屬材料在環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)，未到服役期即失效、破環(huán)。分類：1.按腐蝕機理分：化學腐蝕、電化學腐蝕、物理腐蝕、微生物腐蝕按腐蝕形貌分：全面腐蝕（又稱均勻腐蝕）、局部腐蝕（細分為電偶腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、氫損傷、腐蝕疲勞）按環(huán)境分：干腐蝕（主要為化學腐蝕和高溫腐蝕）、濕腐蝕（為電化學腐蝕）以腐蝕控制手段分：（1）選材、合金設(shè)計（2）緩蝕技術(shù)（3）電化學保護（4）表面處理技術(shù)二、金屬腐蝕速度的表示方法1.失重法:m(At)單位:g/(n2h)清除產(chǎn)物：物理法、化學法、電化學法（試件做陰極）增重法:第二章電化學腐蝕的熱力學理論一

2、、腐蝕原電池定義：（簡單理解）短路的原電池；（復(fù)雜說明）金屬材料的失效和破壞，不能對外界做有用功且不可逆的短路原電池組成：陰極、陽極、電解質(zhì)溶液、外電路種類：（1）超微腐蝕電池（2）微觀腐蝕電池3）宏觀腐蝕電池必要環(huán)節(jié)：陰極過程、陽極過程、電荷的傳遞pH是控制金屬腐蝕產(chǎn)物穩(wěn)定性因素、E-pH平衡圖注：電位是控制金屬離子化過程的因素1.豎線：（無e參與，有H+和0H參與）2Fe3+3H2o=Fe203+6H+2.橫線：（有e參與，無H和0H參與）ZnrZn2+2e3.斜線：（有e參與，有H和0H參與）Fe203+6H+2e=2Fe3+3H2o三、E-pH平衡圖應(yīng)用I:免蝕區(qū)（陰極保護區(qū)）n：腐蝕

3、區(qū)川：鈍化區(qū)邙日極保護區(qū)）w：腐蝕區(qū)A點：無氧環(huán)境下，析氫腐蝕B點：處腐蝕區(qū)BtB，向下，陰極保護（外加電流、犧牲陽極）BtB/向上，陽極保護（外加電流，鈍化劑） BtB/向右，（加可以改變pH的緩蝕劑）第三章金屬腐蝕動力學原理三、化學反應(yīng)基本步驟：、極化類型：1.活化極化；2.濃差極化；3.電阻極化二、產(chǎn)生極化的原因：1.陽極極化：活化極化、濃差極化、電阻極化2.陰極極化1. 液相傳質(zhì)步驟；2.電荷傳遞步驟；3.生成新相步四、陽極去極化原因：1.鈍化膜被破壞；2.Mn+加速離開界面；3.攪拌作用五、陰極去極化作用：1.陰極積累的e會得到釋放；2使用去極化劑六、腐蝕極化圖及其應(yīng)用1.極化率（1

4、）定義：P=/I吋R阻力Pcorr阻力fVcorrJPJVcorrf（2）Vcorr控制因素：當R=0時，Pc（陰）>>Pa（陽）,Icorr取決于Pc,陰極控制，接近0，a Pa>>Pc,Icorr取決于Pa，陽極控制，接近0,c Pa申c,Icorr同時取決于Pa,Pc,混合控制，位于中間R很大時，腐蝕電流受R控制，稱為電阻控制第四章析氫腐蝕和耗氧腐蝕一、析氫腐蝕：1. 定義：H+在陰極發(fā)生還原過程中生成H2而對金屬造成的破壞和腐蝕發(fā)生的必要條件：H的電極電位高于金屬的電極電位MeVH2. 析氫反應(yīng)步驟：水化氫離子HH2O向陽極表面移動H+HO在電極表面還原，同時脫

5、掉H2O分子生成H原子并吸附在陽極 H少部分進入金屬內(nèi)部，大部分生成H2H分子聚集成H2逸出3. 減少析氫腐蝕途徑：減少或消除金屬中析氫過電位小的陰極性雜質(zhì),加入析氫過電位大的合金成分（鎘、鎳等） 加入緩蝕劑，大大提高析氫過電位降低溶液中活性陰離子的成分二、耗氧腐蝕：1. 發(fā)生的必要條件：。2M影響因素：（1）濃度（2）溫度：；在Tv80C時，TT,if;Tv80C時，Tf,iJ（3）鹽濃度：鹽濃度低于30%，鹽濃度T,VcorrT高于30，鹽濃度f，VcorrJ第五章金屬鈍化一、定義：在一定條件下,使某些金屬或合金失去了原來的化學活性從而變成惰性,其耐蝕性能提升的現(xiàn)象。二、鈍化的方法：在介質(zhì)

6、中加入鈍化劑，是金屬自行進入鈍態(tài)（化學鈍化）利用外加電流使陽極極化，從而進入鈍態(tài)（電化學鈍化）三、極化曲線階段含義及點的含義AB：屬于活化極化控制的活化區(qū)BC：金屬表面不穩(wěn)定，出現(xiàn)溶解及鈍化現(xiàn)象V鈍化V溶解，B點對應(yīng)的值為？電位，導致金屬發(fā)生變化CD:電位達到C點處，說明該金屬已達到完全的鈍化狀態(tài)，因此該區(qū)的電流密度不隨電位的變化而改變，該區(qū)為鈍化區(qū)DE:此段一些物質(zhì)溶解氧化當電位超過t，d過鈍化后，電流開始增加，此區(qū)域?qū)儆谶^鈍化區(qū)四、Flade電位：f越正，表明金屬失去鈍態(tài)的傾向越大；f越負，金屬越易保持鈍態(tài)五、實現(xiàn)自鈍化的條件：。c>P在PP下ic>iPP六、鈍化理論七、陰極保

7、護原理：將被保護的金屬設(shè)備作為陰極通過外加陰極電流使陰極極化到一定電位，從而金屬得到保護保護方法：外加電流法：將被保護的金屬設(shè)備與直流電源的負極相連，利用外加陰極電流進行陰極極化犧牲陽極法：使被保護的金屬設(shè)備連接到一種電位更負的金屬或合金，作為犧牲陽極，靠其不斷溶解所產(chǎn)生電流對被保護的金屬進行陰極極化方法比較：最后有簡答題第六章局部腐蝕內(nèi)容全面腐蝕局部腐蝕Corr形貌分布在整個金屬表面集中在一定區(qū)域，而在其它區(qū)域不腐蝕腐蝕電池陰陽兩極在表面上變幻不定且不可辯別可辨別電極面積陰極和陽極面積相等陽極小于陰極電極電位陽極電極電位等于陰極電極電位等于腐蝕電位腐蝕產(chǎn)物產(chǎn)物可能具有保護作用產(chǎn)物不具有任何保

8、護作用、選擇性腐蝕1. 定義：合金在某些介質(zhì)中，一種或幾種元素部分溶出，而剩余部分呈現(xiàn)網(wǎng)狀或蜂窩狀結(jié)構(gòu)的腐蝕形態(tài)黃銅脫鋅機理：黃銅中的銅和鋅同時氧化溶解，二價銅離子沉積在腐蝕部位上，并形成紫銅層陽：Zn-2efZn2+Cu-2eCiT陰：Q+4e+2HCf40H當溶液中有Cl-，則CiT+2CI-fCuCb黃銅中的鋅直接溶解，而銅不溶解二、磨損腐蝕定義：由于腐蝕性流體和金屬表面之間的相對運動，引起金屬的加速腐蝕破壞三、高溫腐蝕1. 定義：在高溫下，金屬材料與周圍環(huán)境介質(zhì)直接發(fā)生化學腐蝕而引起材料破壞，該腐蝕以界面的化學反應(yīng)為特征2. 類型：高溫氣體腐蝕：在高溫干燥的環(huán)境中，氣體分子與金屬進行化

9、學反應(yīng)從而進行腐蝕高溫液態(tài)腐蝕：a.高溫液態(tài)金屬腐蝕（熱腐蝕）溶鹽腐蝕b. 高溫固態(tài)介質(zhì)腐蝕，金屬在腐蝕性固態(tài)顆粒的沖刷下發(fā)生的腐蝕四、晶間腐蝕定義：絕大多數(shù)金屬材料是由多晶體組成。晶間腐蝕就是金屬材料在適宜的腐蝕介質(zhì)中沿晶界發(fā)生和發(fā)展的局部腐蝕破壞形態(tài)。五、縫隙腐蝕1. 定義：金屬部件在介質(zhì)中，由于金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成特別小的縫隙，使縫隙內(nèi)介質(zhì)處于滯留狀態(tài)，引起縫內(nèi)金屬加速腐蝕，這種局部腐蝕稱為縫隙腐蝕。2. 機理：以碳鋼為例，介質(zhì)流進縫隙內(nèi)時，縫隙內(nèi)外溶液中的溶解氧濃度是一致的，然而隨著腐蝕的進行，腐蝕產(chǎn)物在縫隙口堆積，縫隙內(nèi)的氧消耗后難以得到補充，這2+時縫隙內(nèi)外構(gòu)成了氧濃差

10、電池，縫隙內(nèi)是陽極，電極反應(yīng)FefFe+2e；縫隙外是陰極，電極反應(yīng)Q+4e+2HO40H?？p隙外的鐵受到一定保護，而二次產(chǎn)物在縫隙口形成并逐步發(fā)展為閉塞電池。六、電偶腐蝕定義：當兩種具有不同電位的金屬相互接觸（或通過電子導體連接），并浸入電解質(zhì)溶液時，電位較負的金屬腐蝕速度變大，而電位較正的金屬，其腐蝕速度減緩，這種現(xiàn)象稱為電偶腐蝕，亦稱異金屬接觸腐蝕。七、點蝕定義：破壞主要集中在某些活性點上并向金屬內(nèi)部發(fā)展通常腐蝕深度大于孔徑八、金屬氧化膜結(jié)構(gòu)1. 分類：離子導體型氧化膜（如Ca0）半導體型離子氧化膜（如Al203）間隙化合物型氧化膜（如碳化鎢）2. 膜的保護性：判定氧化膜的完整性，必要氧

11、化膜面積氧化膜具有致密性 氧化膜與金屬的附著性好氧化膜與金屬機體的膨脹系數(shù)接近 氧化膜的組織結(jié)構(gòu)與金屬的組織結(jié)構(gòu)相適應(yīng)氧化膜的內(nèi)應(yīng)力要小九、脫碳定義：金屬在高溫氧化過程中，生成氧化膜層的同時，在與氧化膜臨近的鋼中發(fā)生滲碳體減小的現(xiàn)象。第七章氧腐蝕和酸腐蝕一、氧腐蝕1. 原理：（1）由于在金屬表面存在電化學不均勻性，因此會形成腐蝕微電池此時，陽：FeFe2+2e陰：Q+4e+2Hd4OHFe2+和QH在水中發(fā)生次生反應(yīng)，生成次生產(chǎn)物Fe2+2QFFe(QH)2Fe(QH)2+2H2Q+Q2Fe(QH)3Fe(QH)2+Fe(QH)3Fe3Q4+H2Q(2)腐蝕產(chǎn)物覆蓋蝕坑口，構(gòu)成腐蝕電池，形成閉

12、塞區(qū)，此時氧很難進入蝕坑內(nèi)(3)蝕坑口內(nèi)的Fe2+水解產(chǎn)生的H,使得pH值下降，相當于鋼鐵處于活化溶解狀態(tài)，該過程加速了鐵的溶解，使蝕坑繼續(xù)擴展，此時Q在坑旁被還原，此時蝕坑成為陰陽保護區(qū)2. 影響因素：溶解氧的濃度(濃度fVcorrf)corr介質(zhì)的pH值(pHJVcorrf) 水溫a.敞開體系Tv80C時，金屬的V=orr隨T升高而增大TV80C時，V=orr隨T的升高而降低b.密閉體系TfVcorrfcorr介質(zhì)中其他離子的影響(Cl-、SQ2-)3. 防腐：熱力除氧法、化學除氧法(熱力除氧為主，化學除氧為輔)二、酸腐蝕1. 簡答：為什么含CQ2的水溶液對鋼鐵的侵蝕性比同等pH值我完全電

13、離的強酸溶液更強？鋼鐵在無溶解氧的酸性溶液中corr過程受陰極控制 外界CQ與水結(jié)合生成H2CQ(溶液中)，HCQ解離出H和HCQ,H吸附在金屬表面變成吸附態(tài)H+,H結(jié)合e生成原子態(tài)的HCQ(溶液中)吸附在金屬表面吸附態(tài)CQ,與水結(jié)合吸附態(tài)的H.CQH?CG+eHCQ+HH+eH(原子態(tài))+HCQ為弱酸，水溶液中存在著弱酸的電離平衡，因析H腐蝕消耗的H由HCQ的持續(xù)電離供給，使陰極過程不斷進行，同時水中的游離CQ可吸附在金屬表面直接還原而加速陰極過程2簡述：同時有溶解氧與游離CO2的腐蝕氧的電極電位較正，容易形成腐蝕電池的陰與極，CO2使水呈酸性，破壞保護膜，使金屬表面呈活化態(tài)，為氫腐蝕造成有

14、利條件，隨CO與Q濃度升高VCorr加快第八章化工生產(chǎn)中的腐蝕與防護一、無機化工行業(yè)：無機酸的生產(chǎn)：硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸堿的生產(chǎn)：NaQH 鹽的生產(chǎn)二、硫酸生產(chǎn)行業(yè)中的腐蝕與防護1.腐蝕：陽：FFe2+2e陰：Hf+2eHH2保護措施：沸騰爐中：先在鋼殼上涂一層防腐蝕的石墨粉或水玻璃，內(nèi)襯耐火磚 塔內(nèi)設(shè)備：（T>100C）需要采用耐酸磚板作襯里；（Tv100C）采用碳鋼作塔體，內(nèi)部用耐酸磚板作襯里，當酸濃度較低（10%-50%且Tv100C）時用玻璃纖維增強塑料制造冷卻器：a.用氟塑料作塔體b.是用不銹鋼材料陽極保護制造塔體儲槽及容器：當酸濃度70%T>90C時采用耐酸磚板作襯里

15、；當酸濃度v70%50CvTV90C采用聚丙烯作容器或襯里；當酸濃度降至10%-50%50CvTV90C,用玻璃纖維增強塑料,TV50C用聚氯乙烯作襯里HSQ輸送管道：與儲槽容器一樣的材料，若濃度波動較大，用聚四氟乙烯、制造，適用于180C以下任何濃度的酸輸送第九章緩蝕劑、定義：以適當?shù)臐舛群托问酱嬖谟诃h(huán)境介質(zhì)中時，可以防止或減緩材料腐蝕的化學物質(zhì)或復(fù)合物，又稱腐蝕抑制劑。二、評價緩蝕效率的指標1.失重指標緩蝕速度2. 電化學指標m0-m100%moVo-v100%Vo三、分類1. 按化學組成成分分：無機緩蝕劑、有機緩蝕劑2. 按電化學作用機理分：陰極型緩蝕劑、陽極型緩蝕劑、混合型緩蝕劑3.

16、按金屬表面結(jié)構(gòu)分：氧化膜型緩蝕劑、沉淀膜型緩蝕劑、吸附型緩蝕劑第十章、金屬鍍層分類：電化學沉積鍍層、熱浸鍍層二、鍍前預(yù)處理1. 機械處理：磨光（消去金屬表面的不平度）、拋光（消除金屬表面細微不平，得到具有鏡面光澤的金屬表面）、滾光（適用于大批量小鍍件鍍前處理）、噴砂（除表面毛刺）2. 脫脂處理：有機溶劑脫脂法可同時去除皂化、非皂化油脂，但有機溶劑有毒易燃化學脫脂法：采用溶液與乳化液的混合溶液除油電化學脫脂法3. 浸蝕處理：化學浸蝕（一般要添加緩蝕劑）4. 浸蝕處理：化學浸蝕（一般要添加緩蝕劑）、電化學浸蝕（包括陰極浸蝕和陽極浸蝕）三、影響鍍層質(zhì)量的因素1. 溶液組成；2.電鍍工藝規(guī)范；3.析氫

17、；4.某些金屬對鍍層的影響；5.鍍前預(yù)處理四、電鍍鋅方法1.氰化鍍鋅；2.堿性鋅酸鹽鍍鋅；3.檸檬酸鹽鍍鋅五、化學鍍1.應(yīng)具備的條件：被還原的金屬鍍層應(yīng)具有催化活性鍍液中還原劑被氧化的電位要明顯低于金屬離子被還原電位 鍍液要穩(wěn)定六、NiP鍍層特點1. 具有高硬度和高耐磨性2. 具有良好抗蝕性能3. 化學鍍層致密孔隙少，厚度均勻、成分均勻七、熱鍍鋅分類：1.溶劑法（溶劑法濕法、溶劑法干法）；2.保護氣體還原法八、涂料作用1. 保護功能：涂層可隔離腐蝕性介質(zhì)2. 裝飾功能：化工生產(chǎn)中的設(shè)備要保持美觀3. 特殊功能：導電、阻燃、隱形、防污第十一章簡答（必考）：從材料的綜合性能出發(fā)，正確選擇材料應(yīng)遵循

18、那些原則？1.按產(chǎn)品、設(shè)備或零部件的腐蝕環(huán)境或工作環(huán)境要求正確選材2. 按產(chǎn)品用途、物理力學性能及特殊要求正確選材3. 綜合考察材料對各種腐蝕類型的耐蝕性4. 要注意合金成分、晶體缺陷、晶相組織對金屬材料耐蝕性能的影響5. 整個設(shè)備的材料應(yīng)綜合考慮，而不應(yīng)分開材料考慮其他簡答題目第五章）外加電流陰極保護和犧牲陽極的陰極保護比較1.外加電流法需要外接電源，而犧牲陽極法不需要2. 外加電流法的輸出電流、電壓可調(diào)，陽極有效保護半徑大，可輸出大的保護電流；犧牲陽極法的驅(qū)動電壓低，保護半徑小，保護電流小且不可調(diào)3. 外加電流法有可能造成過保護，對臨近的金屬有可能造成干擾；4. 外加電流法陽極數(shù)量少，保護電流可能分布不均，采用難溶或不溶的陽極可作長期保護；犧牲陽極法多，分布均勻，易溶的陽極，需要定期更換5. 外加電流法在惡劣環(huán)境中系統(tǒng)容易造成損傷或干擾，安裝維護較復(fù)雜；犧牲陽極法系統(tǒng)牢固可靠，不易受干擾，施工簡單，無需專人管理6. 外加電流法投資費用高，并產(chǎn)生操作；犧牲陽極法投資費用