腐蝕整理習題

1、蝴分析題蠢一.某化工廠裝置一臺鍋爐給水換熱器（18-8奧氏體不銹鋼材質(zhì)），換熱器制造、檢驗、驗收合格，于 2004 年 12 月投入運行使用。2005 年 6 月發(fā)現(xiàn)換熱器殼程介質(zhì)（ 240水蒸氣、含 Cl- 和 O2） 中含有環(huán)乙烷，由于此換熱器為固定管板式，所以斷定是換熱管與管板連接或換熱管發(fā)生泄漏，于是將該換熱器更換下來，水壓試驗檢查出換熱管嚴重泄漏并發(fā)現(xiàn)裂紋。備用換熱器從2005 年 6 月運行到10 月，出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。腿 換熱器結(jié)構(gòu)殼體、換熱器、管板的材料依次為16Mn、 1Cr18Ni9 、 16Mn肇試回答下列問題：襖 （1） 根據(jù)給出的材料，判定發(fā)生腐蝕的類別；膀 （2） 結(jié)

2、合材料指明發(fā)生該腐蝕需滿足哪些條件；袁 （3） 給出本例防止該腐蝕的控制方法。蟆答：（1）應力腐蝕斷裂；箍（2）本換熱管存在一定的拉應力或內(nèi)部殘余拉應力；金屬 18-8奧氏體不銹鋼本身對應力腐蝕有敏感性；存在能引起該金屬發(fā)生應力腐蝕的介質(zhì)（水蒸氣及其中含有少量氯離子） 。薁 （ 3）避免高溫水對奧氏體不銹鋼引起的應力腐蝕，可從以下方面采取措施：羋a.合理使用金屬材料：選用超低碳（CK 0.03%）的不銹鋼，奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼，高純鐵素體不銹鋼。菱b.減小構(gòu)件中的應力水平：選擇合理的熱處理工藝消除殘余應力，選擇合理的結(jié)構(gòu)設計。肄c.合理控制水質(zhì)：控制水中的氯離子和氧含量。避免敏化態(tài)和減少氯

3、離子富集條件。改善工作條件，控制介質(zhì)溫度、pH 值等，控制水垢。羈 二根據(jù)以下案例所提供的資料，試分析:聿（1）導致鋼結(jié)構(gòu)嚴重銹蝕的原因；（2）分析可能的腐蝕類型；（3）可以采用哪些防腐措施。研泉州市某大橋收費站，地處晉江入?？?。設計使用年限 50年，主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架，采用普通碳素鋼，使用熱噴鋁防腐處理，外刷防銹漆，屋面板采用彩色壓型鋼板，1997年建成投入使用，迄今為止，10 年間未進行防銹維護。該工程地處泉州地區(qū)，經(jīng)度118.6 ，緯度 24.9 ，環(huán)境類型為亞熱帶濕潤海洋大氣。據(jù)調(diào)查，主體鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架銹蝕程度十分嚴重，節(jié)點管壁均出現(xiàn)整體銹蝕。屋面水槽完全損壞，出現(xiàn)脆性斷裂。與之形成對比

4、的是屋面彩色壓型板，受腐蝕程度輕，僅在局部出現(xiàn)若干點腐蝕。肄 資料來源：時凌琳。鋼結(jié)構(gòu)的近海大氣腐蝕研究。福建建筑2008（2）前答：（1）銹蝕原因：蒈 a. 濕度： 該工程所處地區(qū)空氣濕度RH>75%。 鋼鐵的臨界濕度一般在60一70之間。當高于臨界濕度時，其腐蝕類型由化學腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀瘜W腐蝕，銹蝕速度突然增加，此時銹蝕影響是很大的。勘b.溫度：泉州地處亞熱帶，高溫促使銹蝕加劇。此外，大氣與鋼材之間的溫差導致在鋼 材表面形成冷凝水，也加劇了銹蝕。艘c.大氣中所含介質(zhì)：近海大氣中含有大量的Cl-,鋼材上鹽分的沉積量大?？諝庵械母g性粉塵、汽車尾氣中大量的CO2、 S02 以及氮氧化物等因

5、素也加速了鋼材在大氣中的腐蝕。螃 d. 未定期涂刷防銹漆：防銹漆應一至兩年涂刷一次，而該工程自建成以來未重刷防銹漆。膀 （ 2）腐蝕類型：a. 大氣腐蝕b. 電偶腐蝕、縫隙腐蝕c. 應力腐蝕斷裂和腐蝕疲勞滕（3）控制措施：a.防腐材料：采用耐候鋼；芃 b. 防腐技術(shù)：選擇熱鍍鋅、涂料、有機涂層鋼板技術(shù)等；» c.防腐設計：鋼結(jié)構(gòu)的形狀、形式盡可能簡單合理；防止發(fā)生電偶腐蝕； 結(jié)構(gòu)上盡量避免縫隙、死角等。研名詞解釋箍材料腐蝕：材料受環(huán)境介質(zhì)的化學、電化學和物理溶解作用產(chǎn)生的破壞或變質(zhì)的現(xiàn)象。常化學腐蝕：金屬與非電解質(zhì)直接發(fā)生化學作用而引起的破壞。范電化學腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學

6、作用而引起的破壞。蔗腐蝕電池：只能導致金屬材料破壞而不能對外做有用功的短路原電池稱為腐蝕原電池或腐 蝕電池。踴平衡電位：當金屬浸在同種金屬離子的溶液中發(fā)生唯一的一種電極反應，且當電極反應達到動態(tài)平衡時，即金屬的溶解速度等于金屬離子的沉積速度，將這種電位稱為平衡電位或可逆電位。蒙非平衡電位：一個電極上同時發(fā)生兩個或兩個以上的電極反應，當動態(tài)平衡時，電極上不能出現(xiàn)物質(zhì)交換與電荷交換均達到平衡的情況，此時的電極電位稱非平衡電位。螞 極化 ：當電極上有凈電流通過時，引起電極電位偏離平衡電位或非平衡穩(wěn)態(tài)電位的現(xiàn)象。袈 過電位 ：為了表示電位偏離平衡電位的程度，把某一極化電流密度下的電極電位E 與其平衡電

7、極電位Ee間之差的絕對值，稱為該反應的過電位，以 刀表示。蟆陽極極化：通過電流時，陽極電位向正方向移動的現(xiàn)象。蒲陰極極化：通過電流時，陰極電位向負方向移動的現(xiàn)象。肅 鈍化現(xiàn)象：鐵或其它金屬或合金在一定條件下，或經(jīng)過一定的處理，失去了原來的化學活性，其腐蝕速度明顯降低的現(xiàn)象叫作鈍化現(xiàn)象。薄析氫腐蝕：以氫離子還原反應為陰極過程的腐蝕，稱為氫去極化腐蝕或析氫腐蝕。荽吸氧腐蝕：以氧分子還原反應為陰極過程的腐蝕稱為氧去極化腐蝕，也稱吸氧腐蝕。蒲應力腐蝕開裂：金屬或合金材料在拉應力和腐蝕介質(zhì)的協(xié)同作用下產(chǎn)生的斷裂現(xiàn)象。蒄 腐蝕疲勞：材料在交變應力與腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下所引起的脆性斷裂。贛電化學保護：根據(jù)電化

8、學原理，將被保護金屬的電位極化到免蝕區(qū)或鈍化區(qū)，以降低腐蝕速度，對金屬實施保護的方法覆陰極保護：將被保護金屬與外加直流電源的正極相連，使之成為陽極，在腐蝕介質(zhì)中進行陽極極化，使電位向正值移動到穩(wěn)定的鈍化區(qū)，從而減少金屬腐蝕速度的電化學保 護方法。董陽極保護：對被保護金屬施加外加陰極電流，使其電位負移，發(fā)生陰極極化，從而減少或 防止腐蝕受到保護的電化學方法。蝕 填空蠆 1. 金屬發(fā)生電化學腐蝕時，金屬的腐蝕溶解發(fā)生在（陽極區(qū) ） 。芾2.根據(jù)腐蝕傾向的熱力學判據(jù)，金屬發(fā)生腐蝕的電化學判據(jù)為（AG） T,P<0）。螃 3. 金屬的標準電極電位（越負 ） ，越容易被（腐蝕 ） 。氫 ）的電位負

9、。犀4.活潑金屬在水溶液中不能被電沉積出來，原因是其電位比（蓬5.由于金屬表面存在電化學（不均勻性），金屬表面形成許多（微電池），造成金屬腐蝕肆 6. 極化現(xiàn)象的本質(zhì)在于（電子 ）的遷移比（電極反應）及其有關的步驟完成迅速。裂7.極化作用對于減緩金屬的（ 腐蝕）是非常重要和有益的。蒂8.在酸性溶液的電化學反應中，溶解氧發(fā)生還原反應，其反應方程式為（4H+4e+O*2H2O）衿 9. 氧去極化腐蝕速度主要取決于溶解氧向電極表面的（ 遷移 ） 速度和氧在電極表面的（ 放電 ）速度。裊 10. 電偶腐蝕中，兩種金屬電位差值越（大 ） ，電偶腐蝕傾向越大。輻11.提高不銹鋼耐點蝕性能最有效的元素是（

10、銘/Cr）和（鋁/Mo）,（氮/N）和（饃/Ni ） 也有好的作用。裂12.為提高18-8奧氏體不銹鋼耐晶間腐蝕性能，可加入合金元素（ 饃/Ni ）、（鈦/Ti ）或 降低（碳/C）元素濃度。奠13.降低不銹鋼中（硫/S）、（磷/P）、（碳/C）雜質(zhì)元素，可減小點蝕敏感性。袈 14. 縫隙腐蝕中，一般發(fā)生縫隙腐蝕最敏感的縫寬為（0.0250.1mm ） 。建15.經(jīng)焊接后18-8鋼易發(fā)生（焊縫）腐蝕輯16.兩異種金屬材料在同一介質(zhì)中接觸，將發(fā)生（ 電容）腐蝕，（較負）電位的金屬材料將腐蝕加速，而（較正 ）電位的金屬材料將腐蝕減慢。聿17. “-黃銅是（鋅/Zn）元素在銅元素中的固溶體合金，向其

11、中加入少量元素（神/As）可以有效地防止其的選擇性腐蝕。蝸18.石墨化腐蝕體系中，石墨對鐵為（陰極），形成腐蝕原電池膂 19. 發(fā)生應力腐蝕的3 個基本條件是（ 敏感的金屬材料） 、 （ 特定的腐蝕介質(zhì)） 、 （足夠大的拉伸應力），應力腐蝕斷裂分3 個階段，依次為（孕育期 ）、 （裂紋擴展期）（ 快速斷裂期）。筮20.試列舉4種具有特定名稱的典型應力腐蝕斷裂類型：（硝脆）、（氨月 ）、（氯脆）和（堿脆 ）。腿21.按照金屬表面電解液膜的存在和狀態(tài)不同，可以把大氣腐蝕分為 （干大氣腐蝕）、（濕大氣腐蝕） 和 （潮大氣腐蝕）3 種類型。莆 22. 提高鋼的耐大氣腐蝕性能，可加入（銅 /Cu）、 （

12、磷 /P）、 （鉻 /Cr ）、 （鎳 /Ni ），微量（ 鈣/Ca）（硅/Si ）元素。荽23.海水腐蝕的陰極過程是（氧的去極化）過程，它是腐蝕反應的（控制環(huán)節(jié)）。（ 貧氧 ） 部位電位較負成為陽（ 陰極 ） ，而埋在密實、潮濕黏（ 鹽濃度高的） 部位電極較負，螂 24. 氧濃差電池是指由于不同部位土壤的氧含量的差異導致極， （ 富氧 ） 部位電位較正成為陰極的腐蝕電池。艿 25. 處在砂土中的金屬部分由于氧容易滲入，電位高成為土中的金屬部分作為（ 陽極 ） 而被腐蝕。菌26.當新舊管線連在一起時，（新）管線加速腐蝕。菱27.鹽濃差電池是指由于土壤介質(zhì)的含鹽量不同而造成的, 成為陽極加速腐蝕

13、。膈28. 土壤腐蝕的影響因素主要包括（孔隙度）、（含水量）、（電阻率）、（酸度）、（含鹽量）。輯29.不同金屬在不同的條件下膜的生長規(guī)律大體上遵循直線、（拋物線）、立方、對數(shù)及（ 反對數(shù) ）五種規(guī)律。羋 30. 鋁在（ 中 ）性介質(zhì)有較高的耐蝕性，并耐含（干燥 ）污染的大氣，但在海水、海洋大氣及淡水中產(chǎn)生點蝕。蚆 31. 有色金屬鈦的耐蝕原因主要是由于鈦在（水 ）介質(zhì)中可以（鈍化 ）而耐蝕。蒲32.防腐蝕設計包括（正確選材）和（合理設計）。芨33.根據(jù)實施方法的不同，陰極保護可分為（外加電流保護）和（外加負電流保護）兩種。噩34.涂層對金屬的保護作用，來自于多方面，主要有（隔離）、（電化學保

14、護）、（緩蝕）。蟆35.在陰極保護中，判斷金屬是否達到完全保護，通常采用（最小保護電流）和（最小保護電位）兩個控制參數(shù)。蝕 簡答題聿1.電化學腐蝕的主要特點是什么 ？螅 答： 其特點是在腐蝕過程中同時存在兩個相對獨立的反應過程，即陽極反應和陰極反應，并有電流產(chǎn)生。蟆2.常見的八大局部腐蝕分別是什么？康答：全面腐蝕，疲勞腐蝕，應力腐蝕斷裂，氫腐蝕及氫脆，點蝕，晶間腐蝕，磨蝕，高溫腐蝕。# 3.金屬電化學腐蝕白機理是什么 ？螈 答：當金屬與電解質(zhì)接觸時，由于金屬表面各部位的電極電位不盡相同，兩個不同電位的相鄰部位很自然構(gòu)成一個微小的原電池。電位較低的部位為陽極，容易失去電子而被腐蝕；電位較高的部位

15、為陰極，僅起到傳遞電子的作用，一般不被腐蝕。袆 4. 如何用標準電極電位判斷金屬的腐蝕傾向？蔽答：一般規(guī)律是金屬的標準電極電位越低，越容易被腐蝕；當兩種金屬互相接觸時，電 位較低的金屬被腐蝕。方5.將兩塊碳鋼（0.20%C）,分別放入濃度為 60啼口 30%勺HNO升，將會發(fā)生什么現(xiàn)象， 為什么？用腐蝕電化學原理解釋。薇 答：前者腐蝕速度很小，發(fā)生了鈍化現(xiàn)象，后者則維持較高的腐蝕速率，即一直發(fā)生鐵 離子的溶解。箍6.銅獅釘連接兩塊鐵板，鐵挪釘連接兩塊銅板，哪一種結(jié)構(gòu)合理，說明原因。籍答：銅獅釘連接兩塊鐵板的結(jié)構(gòu)合理。這是因為電偶腐蝕速率與陰、陽極的面積比有關。通常，增加陽極面積可以降低腐蝕速率

16、。腐蝕電化學原理表明小陽極和大陰極構(gòu)成的電偶腐蝕最危險，隨著陰極對陽極面積比值的增加，陽極的腐蝕速率急劇增加。螈 7. 不銹鋼最容易出現(xiàn)哪些腐蝕問題？莆 答：點蝕、晶間腐蝕和應力腐蝕開裂。特別是當介質(zhì)中存在氯離子等活性離子時，更容易出現(xiàn)這些腐蝕問題B 8.什么是PBR原理？聿答：金屬氧化膜完整的必要條件：所生成的金屬氧化物的體積（VMO）大于生成氧化物所消耗掉的金屬體積（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.提高金屬（合金）耐蝕性的途徑有哪些 ？it答：a.提高合金的熱力學穩(wěn)定性。瞧b.降低陰極活性：減小金屬或合金中的活性陰極面積

17、；加入析氫過電位高的合金元素。袈c.降低陽極活性：減少陽極面積;膈 加入易于鈍化的合金元素；芍加入陰極性合金元素促進陽極鈍化。袂 d. 使合金表面形成完整的有保護性的高耐蝕的腐蝕產(chǎn)物膜。蠆 10. 什么叫緩蝕劑，從電化學角度分析緩蝕劑作用機理？初答：緩蝕劑是一種以適當?shù)臐舛然蛐问酱嬖谟诃h(huán)境（介質(zhì)）時，可以防止或減緩腐蝕的化 學物質(zhì)或復合物質(zhì)。蒞 電化學理論認為緩蝕劑的作用是通過加大腐蝕的陰極過程或陽極過程的阻力（ 即極化 ） ，從而減緩金屬腐蝕的。節(jié) 11. 錫在電位序中相對鐵是陰極，為什么大量用鍍錫板制作食品包裝的罐頭盒？肇 答：鍍錫鋼板在酸性（罐頭）條件下，由陰極性鍍層轉(zhuǎn)變?yōu)殛枠O性鍍層，當

18、鍍層有微孔時，由于電化學保護作用，仍然使基體金屬得到保護，不影響它的防蝕作用?；?2.鋅相對于鐵為陽極，為什么在70c使用時，鍍鋅管會加速基體鐵管的腐蝕？蒞答：當溶液的溫度升高到 7080c時，鋅鍍層將由陽極性鍍層轉(zhuǎn)變?yōu)殛帢O性鍍層。該鍍層 若有孔隙，則形成小陽極大陰極的腐蝕電池，加速孔隙處鐵基體的腐蝕，危害性更大。章判斷題蠅1.非平衡電極電位是不穩(wěn)定的（ X ）妍2.金屬的電位 PH圖只能用來預測金屬腐蝕傾向的大小，而無法預測金屬腐蝕速率的大?。╒）菜3.在氧濃差電池中，富氧區(qū)的金屬是腐蝕電池的陽極（ X）蟄4.材料腐蝕過程是系統(tǒng)自由能降低的過程（，）蓬5.金屬全面腐蝕的危害性小于局部腐蝕。（，）藏6.自鈍化能力越強的金屬和合金，其發(fā)生縫隙腐蝕的敏感性越大。（，）薄7.在電偶腐蝕中，隨陰、陽極面積之比增加，陽極金屬的腐蝕速率增加。（，）賺8.腐蝕疲勞的裂紋多為沿晶界發(fā)展并伴有大量分支。（X ）量9.鋁合金一般不會發(fā)生點蝕或應力腐蝕斷裂。（x ）黃10.鋁在濃硝酸介質(zhì)中具有良好的耐腐蝕性，因此它是良好的耐酸金屬材料。（x ）11.不銹鋼耐稀硝酸不耐鹽酸。（V）以下無正文僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途tojibko AJiajiioAe ak pTOpMenojib 3yg)oi 巨(u6yqeH 曲況 c,neAOB 物 hhh6ha o ji >k h e