腐蚀
答:点腐蚀、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。
案例分析题
某化工厂装置一台锅炉给水换热器,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水蒸气中含有环乙烷,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。
五
名词解释
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。
简答题
将两块碳钢(0.20%C),分别放入浓度为60%和30%的HNO3中,将会发生什么现象,为什么?用腐蚀电化学原理解释。
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。
9石墨化腐蚀体系中,石墨对铁为(阴极),形成腐蚀原电池。
判断题
1金属全面腐蚀的危害性小于局部腐蚀。(√)
2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。(√)
3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。(√)
七
填空题
1.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),应力腐蚀断裂分成3个阶段,依次为(孕育期)、(裂纹扩展期)、(快速断裂期)。
判断题
2金属的电位一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(√)。
4材料腐蚀过程是系统自由能降低的过程。(√)
三
填空题
1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。
2极化作用对于减缓金属的(腐蚀)是非常重要和有益的。
名词解释
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的现象
5氧浓差电池是指由于不同部位土壤的氧含量的差异导致(贫氧)部位电位较负成为阳极,(富氧)部位电位较正成为阴极的腐蚀电池。
6处在砂土中的金属部分由于氧容易渗入,电位高成为(阴极),而埋在密实、潮湿黏土中的金属部分作为(阳极)而被腐蚀。
7当新旧管线连在一起时,(新)管线加速腐蚀。
8盐浓差电池是指由于土壤介质的含盐量不同而造成的,(盐浓度高)部位电极较负,成为阳极加速腐蚀。
十一
一、填空题
混凝土的中性化包括混凝土与(CO2)的反应、与(HCl)的反应和与(MgCl2)的反应等3类。
二、简答题
玻璃的腐蚀有哪几种形式?
a、溶解
b、水解和腐蚀:含有碱金属或碱土金属离子R(Na+、Ga2+等)的硅酸盐玻璃与水或酸性溶液接触,破坏Si-O-R键。
c、风化:玻璃和大气的作用
d、选择性腐蚀
(3)大气中所含的介质
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、汽车尾气中含有大量的CO2、S02以及氮氧化物等因素也加速了钢材在大气中的腐蚀。
(4)未定期涂刷防锈漆维护
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。
2.腐蚀类型
(1)大气腐蚀;(2)电偶腐蚀、缝隙腐蚀;(3)应力腐蚀断裂和腐蚀疲劳
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。
六
填空题
1电偶腐蚀中,两种金属电位差值越(大),电偶腐蚀倾向越大。
2提高不锈钢耐点蚀性能最有效的元素是(Gr)和(Mo),(N)和(Ni)也有好的作用。
3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(Gr)、(Mo)或降低(C)元素浓度。
4降低不锈钢中(Cl)、(Br)、(I)杂质元素,可减小点蚀敏感性。
3.控制措施
(1)防腐材料:采用耐候钢。
(2)防腐技术:选择热镀锌、涂料、有机涂层钢板技术等。
(3)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。
九
填空题
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。
简答题
什么是PBR原理?
十二
填空题
1防腐蚀设计包括(正确选材)和(合理设计)。
2根据实施方法的不同,阴极保护可分为(牺牲阳极的阴极保护法)_和(外加电流的阴极保护法)两种。
3通常按照保护层的材质分为(金属覆盖层)和(非金属覆盖层)。
4涂层对金属的保护作用,来自于多方面,主要有(隔离)、(电化学保护)、(缓蚀)。
5在阴极保护中,判断金属是否达到完全保护,通常采用(最小保护电位)和(最小保护电流密度)两个控制参数。
一
一、名词解释
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损坏或变质现象
化学腐蚀:金属在干燥气体(或高温气体)作用下的腐蚀和金属在非电解质溶液中的腐蚀
电化学腐蚀:答题
电化学腐蚀的主要特点是什么?
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。
八
填空题
1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)、(潮大气腐蚀)和(湿大气腐蚀)3种类型。
2提高钢的耐大气腐蚀性能,可加入(Cu)、(P)、(Cr)、(Ni),微量(Ca)和(Si)元素。
3海水阴极腐蚀是(氢的去极化)过程,它是腐蚀反应的(控制环节)。
4防止土壤腐蚀可采用(覆盖层保护)、(改良土壤环境)、(阴极保护)、(控制微生物腐蚀)4种措施。
判断题
不锈钢耐稀硝酸不耐盐酸。(√)
简答题
提高金属(合金)耐蚀性的途径有哪些?
(1)提高合金的热力学稳定性。
(2)降低阴极活性:①减小金属或合金中的活性阴极面积;
②加入析氢过电位高的合金元素。
(3)降低阳极活性:①减少阳极面积;②加入易于钝化的合
金元素;③加入阴极性合金元素促进阳极钝化;
(4)使合金表面形成完整的有保护性的高耐蚀的腐蚀产物膜。
名词解释
电化学保护:根据电化学原理,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
5缝隙腐蚀中,一般发生缝隙腐蚀最敏感的缝宽为(0.025~0.1mm)。
6经焊接后18-8钢易发生(焊缝)腐蚀。
7两异种金属材料在同一介质中接触,将发生(电偶)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。
8a-黄铜是(锌)元素在铜元素中的固溶体合金,向其中加入少量元素(砷)可以有效地防止其的选择性腐蚀。
答:金属氧化膜完整的必要条件是,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),亦即PBR= VMO/VM>1,氧化膜可能是完整的;PBR<1氧化膜不可能完整。
十
填空题
1.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。
2.有色金属钛的耐蚀原因主要是由于钛在(含水)介质中可以(钝化)而耐蚀。
2.试列举出4种具有特定名称的典型的应力腐蚀断裂类型:(黄铜的氨脆)、(奥氏体不锈钢的氯脆)、(碳钢低合金钢的碱脆)和(碳钢低合金钢的硝脆)。
名词解释
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。
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。
简答不锈钢最容易出现哪些腐蚀问题?
9土壤腐蚀的影响因素主要包括(孔隙度)、(含水率)、(电阻率)、(酸度)、(含盐量)。
案例分析题
根据以下案例所提供的资料,试分析:
(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。
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,
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:
(1)合理使用金属材料:选用超低碳(C≤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。
(2)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。
(3)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。
(O₂+4H++4e-=2H2O)。
2氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极表面的(输送)速度和氧在电极表面的(放电)速度。
名词解释
析氢腐蚀:以氢离子去极化剂,在阴极上放电,促使金属阳极溶解过程持续进行而引起的金属腐蚀,称为氢去极化腐蚀.或称析氢腐蚀。
吸氧腐蚀:以氧的还原反应为阴极过程的腐蚀称为氧还原腐蚀或称吸氧腐蚀。
换热器结构壳体、换热器、管板的材料依次为16Mn、1Cr18Ni9、16Mn
试回答下列问题:
(1)根据给出的材料,判定发生腐蚀的类别。
(2)结合材料指明发生该腐蚀需满足哪些条件。
(3)给出本例防止该腐蚀的控制方法。
1.应力腐蚀断裂
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)。
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
与其平衡电极电位Ee间之差的绝对值称为该反应的过电位,以η表示。