化工防腐試題與復(fù)習(xí)題答案

1、第 一 章金 屬 電 化 學(xué) 腐 蝕 基 本 原 理1. 腐蝕控制通常有兩種 措施，一是補(bǔ)救性控制，即腐蝕發(fā)生后再消除它；二是預(yù)防性控制，即事先采取防止腐蝕的措施，避免或延緩腐蝕，盡量減少可能引起的其他有害影響。2. 腐蝕的定義與分類(lèi)腐蝕是金屬與其周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞”。腐蝕有不同的分類(lèi)方法。按照腐蝕機(jī)理可以將金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕兩大類(lèi)。按照金屬破壞的特征，可分為全面腐蝕和局部腐蝕兩類(lèi)。(1) 全面腐蝕 是指腐蝕作用發(fā)生在整個(gè)金屬表面，它可能是均勻的，也可能是不均勻。(2) 局部腐蝕是指腐蝕集中在金屬的局部區(qū)域，而其他部分幾乎沒(méi)有腐蝕或腐蝕很輕微。局部腐蝕有以下

2、幾種： 應(yīng)力腐蝕破裂SSC 在拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下，以顯著的速率發(fā)生和擴(kuò)展的一種開(kāi)裂破壞。 腐蝕疲勞金屬在腐蝕介質(zhì)和交變應(yīng)力或脈動(dòng)應(yīng)力作用下產(chǎn)生的腐蝕。 磨損腐蝕金屬在高數(shù)流動(dòng)的或含固體顆粒的腐蝕介質(zhì)中，以及摩擦副在腐蝕性質(zhì)中發(fā)生的腐蝕損壞。 小孔腐蝕腐蝕破壞主要集中在某些活性點(diǎn)上，蝕孔的直徑等于或小于蝕孔的深度，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致設(shè)備穿孔。 晶間腐蝕腐蝕沿晶間進(jìn)行，使晶粒間失去結(jié)合力，金屬機(jī)械強(qiáng)度急劇降低。破壞前金屬外觀(guān)往往無(wú)明顯變化。 縫隙腐蝕發(fā)生在鉚接、螺紋接頭、密封墊片等縫隙處的幅度hi。 電偶腐蝕在電解質(zhì)溶液中，異種金屬接觸時(shí)，電位較正的金屬促使電位鉸負(fù)的金屬加速腐蝕的類(lèi)型。 其他如

3、氫脆、選擇性腐蝕、空泡腐蝕、絲狀腐蝕等都屬于局部腐蝕。3. 電極電位 通常把由電極反應(yīng)使電極和溶液界面上建立起的雙電層電位躍稱(chēng)為電極電位(也稱(chēng)為電極電勢(shì)，electrode pote ntial.簡(jiǎn)稱(chēng)電位)，是一個(gè)矢量，其數(shù)值由電極本身、電解液濃度、溫度等因素決定，包括平衡電極電位和非平衡電極電位。4. 平衡電極電位當(dāng)電極反應(yīng)正逆過(guò)程的電荷和物質(zhì)都處于平衡狀態(tài)時(shí)的電極電位稱(chēng)為平衡電極電位或可逆電位，用E表示。以規(guī)定為零的標(biāo)準(zhǔn)氫電極電位為分界線(xiàn)，電位比氫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位負(fù)(低)的金屬稱(chēng)為負(fù)電性金屬，電位比氫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位正(高)的金屬稱(chēng)為正電性金屬。5. 金屬電化學(xué)腐蝕的熱力學(xué)條件：E=E 0,即

4、金屬電極電位小于 (負(fù)于)介質(zhì)中陰極元素的電極電位時(shí)，腐蝕可以自動(dòng)發(fā)生。(1) 在有氧的介質(zhì)中，當(dāng)金屬的電極電位Ee,m比介質(zhì)中氧的電極電位Ee,o更負(fù)時(shí)，金屬發(fā)生腐蝕；(2) 在無(wú)氧的還原性酸中，當(dāng)Ee,mv Ee,H時(shí)，金屬發(fā)生腐蝕；當(dāng)兩種不同金屬偶接在一起時(shí)，電位較負(fù)的可能發(fā)生腐蝕，較正的則可能不腐蝕。6. 腐蝕電池由幾部分組成？舉例說(shuō)明腐蝕原電池的電化學(xué)過(guò)程。兩個(gè)不同活動(dòng)性的電極，電解質(zhì)溶液，閉合回路宏觀(guān)腐蝕電池(一般形成宏觀(guān)腐蝕電池有三種情況：金屬偶接、濃差電池及溫差電池)微電池7. 構(gòu)成金屬表面電化學(xué)不均一性的主要原因?yàn)椋?1) 化學(xué)成分不均一(2)組織結(jié)構(gòu)不均一(3) 物理狀態(tài)不

5、均一(4)表面膜不完整8. 腐蝕速度的計(jì)算：(1) 質(zhì)量法(重量法)：以腐蝕前后金屬質(zhì)量的變化來(lái)表示K失重=(W0- W) /ST=i c*A/nFi corr =B/ RF RF= n a/i i=l/SWo-初始重量，W1-腐蝕后質(zhì)量，S-表面積(平方米)，T-時(shí)間(小時(shí))，i-極化電流密度， n a- 過(guò)電位，RF-極化電阻 B-初始電位i corr =i c-腐蝕速度A-摩爾質(zhì)量n-電子數(shù)(如Fe2+的n=2)F-庫(kù)倫常數(shù) F=96500 K 單位 g/ ( m2*h)(2) 深度法：以腐蝕后金屬厚度的減少來(lái)表示D=24x365K/1000 p =8.76K/ p (mm/a)毫米每年

6、D腐蝕深度，p -金屬的密度，g/cm3例：在用恒電位法測(cè)量極化曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)過(guò)電位n a=5mV測(cè)得極化電流為 25卩A,試樣工作面積1cm2,求極化電阻 RF。若已知在該介質(zhì)中B= 50mV，F(xiàn)e以Fe2+形式溶解，卩鐵=7.9g/cm3,Fe的摩爾質(zhì)量為 56g/mol，腐蝕為全面腐蝕，求腐蝕速度i c，并分別用重量法和深度法表示腐蝕速度。9. 金屬腐蝕速度的影響因素：(1) 金屬本身：電極電位、超電壓、鈍性、組成、組織結(jié)構(gòu)、表面狀態(tài)、腐蝕產(chǎn)物性質(zhì)等(2) 熱處理工藝：影響合金的盈利狀態(tài)和晶相結(jié)構(gòu)等；介質(zhì)環(huán)境：組成、濃度、PH值J、溫度f(wàn)、壓力f、流速f等；(4) 其他環(huán)境：電偶效應(yīng)、微

7、量氯離子、微量氧、微量高價(jià)離子、析岀氫等。10. 耐蝕性的評(píng)定：對(duì)受均勻腐蝕的金屬，常以年腐蝕深度來(lái)評(píng)定耐蝕性的等級(jí)。對(duì)于一些要求嚴(yán)格的場(chǎng)合往往用十級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，一般工程應(yīng)用可用三級(jí)或四級(jí)就足夠了。四級(jí)： 一級(jí) 耐蝕 年腐蝕深度v 0.05mm/a 二級(jí) 較耐蝕 0.050.5三級(jí) 可用 0.51.5四級(jí) 不可用 1.511. 極化現(xiàn)象 電池工作過(guò)程中，由于電流流動(dòng)而引起的電極電位偏離初始值的現(xiàn)象。陽(yáng)極電位向正方向偏離稱(chēng)為陽(yáng)極極化；陰極電位向負(fù)方向偏離稱(chēng)為陰極極化。12. 極化產(chǎn)生的原因及三種極化形式作用的含義是什么？產(chǎn)生極化現(xiàn)象的根本原因是陽(yáng)極或陰極的電極反應(yīng)與電子遷移速度存在差異引起的。(1

8、) 電化學(xué)極化：電極反應(yīng)速度 電子遷移速度；(2) 濃差極化：去極劑或反應(yīng)產(chǎn)物在溶液中的擴(kuò)散速度電極反應(yīng)速度； 膜阻極化：金屬表面形成的保護(hù)性薄膜阻滯了陽(yáng)極反應(yīng)，使陽(yáng)極電位急劇正移；同時(shí)由保護(hù)膜的存在，系 統(tǒng)電阻大大增加。極化的實(shí)質(zhì)是一種阻力，增大極化，有利于降低腐蝕電流和腐蝕速度，對(duì)防腐有利。13. 超電壓：腐蝕電池工作時(shí)，由于極化作用使陰極電極電位降低或陽(yáng)極電極電位升高，其偏離平衡電極電 位的差值即稱(chēng)為超電壓或過(guò)電壓。超電壓越大，極化程度越大，電極反應(yīng)越難進(jìn)行，腐蝕速率越小，反之亦然。對(duì)應(yīng)極化的三種形式，超電壓 也有三種：1.活化超電壓 2.擴(kuò)散超電壓 3.膜阻超電壓14. 去極化作用凡是

9、能減弱或消除極化過(guò)程的作用稱(chēng)為去極化作用。增加去極劑的濃度、升溫、攪拌、擴(kuò)大 極板面積等都可能產(chǎn)生去極化的效果。顯然，從控制腐蝕的角度，總是希望如何曾極化作用以降低腐蝕 速度。15. 析氫腐蝕的產(chǎn)生條件及特點(diǎn)介質(zhì)中的氫離子作為去極劑在陰極上放電成氫原子，進(jìn)一步結(jié)合生成氫分子，并在陰極上析岀，從而使陽(yáng)極 金屬不斷溶解的腐蝕。(1) 析氫腐蝕的條件：陽(yáng)極金屬電極電位必須低于析氫電極電位，即Em EH;在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，應(yīng)低于氫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位，因此，一般情況下，碳鋼、鑄鐵、鋅、鋁、鈦、錳、鉻、鎳等金屬及合金，在酸性介質(zhì)中都能 發(fā)生析氫腐蝕，而且，PH越小，酸性越強(qiáng)，發(fā)生析氫腐蝕的傾向性越大。一些電極電位

10、負(fù)的金屬在堿性溶液或水中也能發(fā)生析氫腐蝕，比如鋁、鎂等。 析氫腐蝕的歷程：陽(yáng)極：M- 2et M2+陰極：2H+2 H2f(3) 析氫腐蝕的特點(diǎn)：陰極材料的性質(zhì)對(duì)腐蝕速度影響很大；溶液的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)腐蝕速度影響不大；陰極面積增加，腐蝕速度加快；氫離子濃度增高、溫度升高均會(huì)促使析氫腐蝕加劇16. 耗氧腐蝕的產(chǎn)生條件及特點(diǎn)溶液中的氧分子在腐蝕電極的陰極上進(jìn)行離子化反應(yīng)而不斷被消耗，并促使陽(yáng)極金屬不斷溶解腐蝕叫吸氧腐蝕。(1) 發(fā)生耗氧腐蝕的條件：陽(yáng)極金屬的電極電位小于氧的電極電位，即Em Eo2,由于氧的電極電位遠(yuǎn)大于氫的電極電位，因此耗氧腐蝕比析氫腐蝕更易發(fā)生，絕大多數(shù)金屬，在中性、堿性及較稀的溶

11、液中，在大氣、 土壤、水中幾乎都發(fā)生耗氧腐蝕。 歷程：陽(yáng)極：M- 2e M2+陰極：O2+2H2O+4A4OH-(3) 特點(diǎn)：腐蝕過(guò)程的控制步驟隨金屬在溶液中的腐蝕電位而異在氧的擴(kuò)散控制情況下，腐蝕速度與金屬 本性關(guān)系不大溶液的含氧量對(duì)腐蝕速度影響很大陰極面積對(duì)腐蝕速度的影響視腐蝕電池類(lèi)型而異溶液 的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)腐蝕速度影響大17. 鈍化現(xiàn)象 金屬?gòu)幕钚匀芙鉅顟B(tài)向耐蝕狀態(tài)的轉(zhuǎn)化叫金屬的鈍化。鈍化后的狀態(tài)叫鈍態(tài)。(1) 金屬鈍化現(xiàn)象的特征： 金屬鈍化的難易程度與鈍化劑、金屬本性和溫度等有關(guān)，金屬鈍化后電位往正方向急劇上升， 金屬鈍態(tài)與活態(tài)之間的轉(zhuǎn)換往往具有一定程度的不可逆性，在一定條件下，利用外加

12、陽(yáng)極電流或局部陽(yáng)極電流也可使金屬?gòu)幕顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)。(2) 鈍化途徑：化學(xué)鈍化和陽(yáng)極鈍化(3) 鈍化理論成相膜理論與吸附理論金屬鈍性的應(yīng)用：陽(yáng)極保護(hù) ；化學(xué)鈍化提高金屬耐蝕性：添加易鈍化合金元素，提高合金耐蝕性添加活性陰極元素提高可鈍化金屬或合金的耐蝕性18. 繪制鈍化金屬典型陽(yáng)極極化曲線(xiàn)并標(biāo)明各區(qū)域和重要節(jié)點(diǎn)的含義。第二章影響局部腐蝕的結(jié)構(gòu)因素19. 應(yīng)力腐蝕破裂 SCC (Stress Corrosion Cracking):金屬結(jié)構(gòu)在拉應(yīng)力和特定腐蝕環(huán)境共同作用下引起的破裂，簡(jiǎn)稱(chēng)應(yīng)力腐蝕。SCC特征：SCC是敏感材料、特定環(huán)境和拉應(yīng)力的綜合，三者缺一不可；SCC是一種典型的滯后破壞，一般經(jīng)

13、歷孕育期、裂紋擴(kuò)展期和快速斷裂期三個(gè)階段；SCC勺裂紋形態(tài)有晶間型、穿晶型和混合型三種類(lèi)型，與金屬-環(huán)境體系密切相關(guān)。應(yīng)力腐蝕破裂裂紋形貌：應(yīng)力腐蝕裂紋形態(tài)有晶間型、穿晶型和混合型三種。不同的材料有不同的破裂方式：碳鋼、高強(qiáng)鋼、鋁合金、銅合合多半是沿晶間斷裂，奧氏體不銹鋼、鎂合金大多是穿晶型，鈦合金為為 混合型。20. 應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的條件，發(fā)生階段及防止途徑(1) 三個(gè)基本條件：敏感材料、特定介質(zhì)環(huán)境和拉應(yīng)力三者缺一不可。(2) 發(fā)生階段：第一階段為腐蝕引起裂紋或蝕坑的階段，也是導(dǎo)致應(yīng)力集中的裂紋源生核孕育階段，常把相應(yīng)的這一階段時(shí)間稱(chēng)為潛伏期或誘導(dǎo)期或孕育期。接著為裂紋擴(kuò)展階段，即由裂紋源或

14、蝕坑發(fā)展到單位面積所 能承受最大載荷的所謂極限應(yīng)力值時(shí)的階段。最后是失穩(wěn)純力學(xué)的裂紋擴(kuò)展階段，即為破裂期。(3) 防止或減少SCC的措施比較有效而廣泛應(yīng)用的方法是消除或降低應(yīng)力值。 降低設(shè)計(jì)應(yīng)力，使最大有效應(yīng)力或應(yīng)力強(qiáng)度降低到臨界值以下。 合理設(shè)計(jì)與加工減少局部應(yīng)力集中。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能想法降低最大有效應(yīng)力。 采用合理的熱處理方法消除殘余應(yīng)力，或改善合金的組織結(jié)構(gòu)以降低對(duì)SCC的敏感性。 其它方法：合理選材。 材料處理：如果條件允許的場(chǎng)合，亦可采用去除介質(zhì)中有害成分，添加緩蝕劑：添加緩蝕劑的辦法防止SCC 采用陰極保護(hù)：基于陽(yáng)極溶解理論，也可減緩或阻止SCC21. 腐蝕疲勞由于腐蝕介質(zhì)和變動(dòng)

15、負(fù)荷聯(lián)合作用而引起金屬的斷裂破壞。疲勞斷裂：金屬構(gòu)件在變動(dòng)負(fù)荷作用下，經(jīng)過(guò)一定周期后所發(fā)生的斷裂。實(shí)例：軸承、滑輪腐蝕疲勞特點(diǎn)：如果工作應(yīng)力不超過(guò)臨界循環(huán)應(yīng)力值(疲勞極限)就不會(huì)發(fā)生疲勞破壞；腐蝕疲勞不存在疲勞極限，往往在很低的應(yīng)力條件下亦會(huì)產(chǎn)生斷裂。沒(méi)有特定的腐蝕介質(zhì)限定，腐蝕環(huán)境廣。防護(hù)措施：最為有效的辦法是降低部件的應(yīng)力，這可以通過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)和正確的熱處理予以改善。鍍鋅、鎘等；加緩蝕劑；表面氮化和噴丸處理；陰極保護(hù)。22. 磨損腐蝕腐蝕性流體與金屬構(gòu)件以較高速度作相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起金屬的腐蝕損壞。 類(lèi)型：磨損腐蝕有湍流腐蝕、空泡腐蝕、微振腐蝕?；どa(chǎn)裝置中最常見(jiàn)的是前兩種。防護(hù)措施：合理的結(jié)

16、構(gòu)設(shè)計(jì)與正確的選材23. 孔蝕與縫隙腐蝕的區(qū)別？哪些措施可防止孔蝕？又叫坑蝕，俗稱(chēng)點(diǎn)蝕、小孔腐蝕，它只發(fā)生在金屬表面的局部地區(qū)。粗糙表面往往不容易形成連續(xù)而完整的 保護(hù)膜，在膜缺陷處，容易產(chǎn)生孔蝕；一旦形成了蝕孔，如果存在力學(xué)因素的作用，就會(huì)誘發(fā)應(yīng)力腐蝕或疲 勞腐蝕裂紋?？孜g時(shí)，雖然金屬失重不大，但由于腐蝕集中在某些點(diǎn)、坑上，陽(yáng)極面積很小，因而有很高的 腐蝕速度；加之檢查蝕孔比較困難，因?yàn)槎鄶?shù)蝕孔很小，通常又被腐蝕產(chǎn)物所遮蓋，直至設(shè)備腐蝕穿孔后才 被發(fā)現(xiàn)，所以孔蝕是隱患性很大的腐蝕形態(tài)之一。易鈍化的金屬在含有活性陰離子(最常見(jiàn)的是Cl-)的介質(zhì)中，最容易發(fā)生孔蝕?？孜g的過(guò)程大體上有蝕孔的形成與

17、成長(zhǎng)兩個(gè)階段?？孜g的防止方法：(1) 主要從材料上考慮如何降低有害雜質(zhì)含量和加入適量的能提高抗孔蝕能力的合金元素；(2) 改善熱處理制度，或者設(shè)法降低介質(zhì)中尤其是鹵素離子的濃度； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)注意消除死區(qū)，防止溶液中有害物質(zhì)的濃縮。此外，也可以采用陰極保護(hù)。24. 縫隙腐蝕當(dāng)金屬與金屬或金屬與非金屬之間存在很小的縫隙(一般為0.0250.1mm)時(shí)，縫內(nèi)介質(zhì)不易流動(dòng)而形成滯留狀態(tài)，促使縫隙內(nèi)的金屬加速腐蝕，這種腐蝕稱(chēng)為縫隙腐蝕。許多工程結(jié)構(gòu)都普遍存在這類(lèi)間隙，有些縫隙是設(shè)計(jì)不合理造成的，而有些從設(shè)計(jì)上是很難避免的。以往一直認(rèn)為縫隙腐蝕是由于縫隙內(nèi)與縫隙外存在金屬離子或氧的濃度差所引起的，因此就用

18、濃差腐蝕的概念來(lái)解釋這類(lèi)腐蝕形態(tài)。近期的研究表明，金屬離子或氧的濃差只是縫隙腐蝕的起因，它進(jìn)一步的發(fā)展，與孔蝕 一樣屬于閉塞電池的自催化腐蝕過(guò)程?？p隙腐蝕的防止：縫隙腐蝕的防止，主要是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上如何避免形成縫隙和能造成表面沉積的幾何構(gòu)形。(1) 為了防止?jié)獠罡g，或防止溶液濃縮引起的腐蝕，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免積液和死區(qū)。(2) 若在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不可能采用無(wú)縫隙方案，也應(yīng)使結(jié)構(gòu)能夠妥善排流，以利于沉積物及時(shí)清除。亦可采用固 體填充料將縫隙填實(shí)。(3) 設(shè)計(jì)選材時(shí)，采用某些耐縫隙腐蝕的材料，可以延長(zhǎng)設(shè)備壽命。25. 電偶腐蝕的原理及防止途徑？電偶腐蝕：異種金屬彼此接觸或通過(guò)其他導(dǎo)體連通，處于同一個(gè)介

19、質(zhì)中，會(huì)造成接觸部位的局部腐蝕。其中 電位較低的金屬，溶解速度增大，電位較高的金屬，溶解速度反而減小，這種腐蝕稱(chēng)為電偶腐蝕，或稱(chēng)接觸 腐蝕、雙金屬腐蝕。防止電偶腐蝕的途徑：影響電偶腐蝕的因素很多，因此防止電偶腐蝕的辦法必然也有多種途徑，但最有效的還是從設(shè)計(jì)上解決。1、選擇相容性材料 產(chǎn)生電偶腐蝕時(shí)動(dòng)力來(lái)自接觸的兩種不同金屬的電位差。2、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 盡量避免小陽(yáng)極大陰極的結(jié)構(gòu)。相反，陽(yáng)極面積大陰極面積小的結(jié)構(gòu)，往往電偶腐蝕并不顯著。將不同金屬的部件彼此絕緣。(3) 插入第三種金屬。當(dāng)絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有困難時(shí)，可以在其間插入能降低兩種金屬間電位差的另一種金屬或者 采用鍍層過(guò)渡。(4 )將陽(yáng)極

20、性部件設(shè)計(jì)成為易于更換的，或適當(dāng)增厚以延長(zhǎng)壽命。3、電偶效應(yīng)的正確利用一犧牲陽(yáng)極保護(hù)。工業(yè)上最常用的犧牲陽(yáng)極材料有鋅及鋅合金、鋁合金、鎂合金等。26. 焊接缺陷與腐蝕(1) 焊接表面缺陷焊瘤是熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化部位堆積而成，它與母材沒(méi)有熔合。易形成焊縫腐蝕。咬邊是在工件上沿焊縫邊緣所形成的溝槽或凹陷，常常因?yàn)槭请娏鬟^(guò)大、電弧拉得太長(zhǎng)或焊條角度不當(dāng)，使 工件被熔化了一定深度后，填充金屬卻未能及時(shí)流過(guò)去補(bǔ)充所致，一般亦是角焊、立、橫和仰焊時(shí)易產(chǎn)生咬 邊。易形成點(diǎn)蝕，也會(huì)引起縫隙腐蝕。飛濺是熔敷金屬的小粒子飛散而附著在母材表面的缺陷，當(dāng)電流過(guò)大、焊皮中有水分、電弧太長(zhǎng)、粉性熔渣 或焊條角度

21、不當(dāng)時(shí)都可能岀現(xiàn)這種缺陷。電弧熔坑(2) 異種金屬焊接，焊條材料是精密的貴材料，小陰極化工設(shè)備采用異種金屬焊接，這種情況下。由于熔融金屬與母材的組成成分都不相同，在腐蝕環(huán)境中常 常由于存在電位差而構(gòu)成電偶腐蝕。尤其當(dāng)焊縫金屬電位遠(yuǎn)低于母體金屬時(shí)，成為大陰極小陽(yáng)極，焊縫金屬 將被迅速腐蝕。因此工程上常選用比母材電位更高的金屬作焊條，這樣在大陽(yáng)極小陰極情況下，焊縫不被腐 蝕，而母材腐蝕輕微。不過(guò)當(dāng)溶液導(dǎo)電性比較低時(shí)，腐蝕將集中在焊縫周?chē)木植康貐^(qū)而岀現(xiàn)較嚴(yán)重的局部 腐蝕。(3) 焊接殘余應(yīng)力焊接應(yīng)力是焊接過(guò)程中焊件體積變化受阻而產(chǎn)生的，當(dāng)已凝固的焊縫金屬在冷卻的時(shí)候，由于垂直焊縫方 向上各處溫度差

22、別很大，結(jié)果高溫區(qū)金屬的收縮會(huì)受到低溫區(qū)金屬的限制，而使這兩部分金屬中都引起內(nèi)應(yīng) 力。高溫區(qū)金屬內(nèi)部產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，低溫區(qū)金屬內(nèi)部產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。(4) 焊接熱影響區(qū)焊接過(guò)程在焊縫兩側(cè)距焊縫遠(yuǎn)近不同的各點(diǎn)，所經(jīng)歷的焊接熱循環(huán)是不同的，距焊縫越近的點(diǎn)，其加熱 溫度越高，越遠(yuǎn)則越低。也就是說(shuō)焊接熱影區(qū)的各點(diǎn)實(shí)際相當(dāng)于經(jīng)受一次不同規(guī)范的熱處理，因此必然有相 應(yīng)的組織變化，如岀現(xiàn)晶粒長(zhǎng)大、相變重結(jié)晶等。不過(guò)對(duì)于低碳鋼來(lái)說(shuō)，這種組織變化主要影響機(jī)械性能，而對(duì)耐蝕性的影響不大，因?yàn)樗鼈兊木чg、相間與 晶粒本體的活性差異較小，一般在使用中仍發(fā)生均勻腐蝕。但當(dāng)金屬含有大量合金元素時(shí)，其組織變化就復(fù) 雜得多。此

23、外，通過(guò)焊接材料向焊縫摻入鐵素體形成元素(鈦、鋁、硅等)，使焊縫呈奧氏體一鐵素體雙相組織，也能提高抗晶間腐蝕能力。因?yàn)殂t在鐵素體內(nèi)濃度大，擴(kuò)散速度也大，這樣當(dāng)奧氏體晶界形成碳化鉻后，鐵 素體內(nèi)的鉻就能迅速擴(kuò)散到晶界，以彌補(bǔ)鉻的損失，防止了貧鉻區(qū)的岀現(xiàn)。同時(shí)鐵素體在奧氏體內(nèi)能打破貧 鉻區(qū)的連續(xù)性，可減輕晶間腐蝕的危害。鐵素體相一般控制在5%以下。27. 防止晶間腐蝕的方法(1) 固溶處理。加熱到 10501150 C,使焊接時(shí)析岀的碳比鉻重新分解溶入奧氏體內(nèi)，再在水中冷卻，即經(jīng)淬 火進(jìn)入一次穩(wěn)定區(qū)。此法工藝復(fù)雜，且構(gòu)件淬火易變形，僅適宜于小工件。穩(wěn)定化退火。加熱到 850900 C保溫25h后，

24、因?yàn)樵谶@個(gè)溫度區(qū)內(nèi)，元素在金屬中的擴(kuò)散相當(dāng)迅速，使晶 格各處的鉻量均勻，進(jìn)入二次穩(wěn)定區(qū)(3) 超低碳法?？刂坪缚p的含碳量低于0.04%，可大大降低碳化鉻的析岀量。(4) 合金化。加入鈦、鈮鉭等比鉻親碳能力更強(qiáng)的合金元素，使用碳與這些合金元素優(yōu)先形成碳化物析岀，起 到穩(wěn)定奧氏體內(nèi)鉻含量的作用，避免了貧鉻。(5) 通過(guò)焊接材料向焊縫摻入鐵素體形成元素(鈦鋁硅等)，使焊縫呈奧氏體-鐵素體雙向組織，也能提高抗晶間腐蝕能力第三章 金屬在某些環(huán)境中的是腐蝕28. 金屬氧化膜具有保護(hù)性的條件是什么？膜的保護(hù)性主要取決于氧化膜的完整性、致密性、熱穩(wěn)定性，也和膜的結(jié)構(gòu)及厚度、膜與金屬的相對(duì)熱 膨脹系數(shù)以及膜中的

25、應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。膜具有保護(hù)性必須滿(mǎn)足以下條件：（1）膜必須是完整的；（2）膜具有足夠的強(qiáng)度與塑性，并且與基體金屬結(jié)合力強(qiáng)、膨脹系數(shù)相近；膜內(nèi)晶格缺陷濃度低；（4）氧化膜在高溫介質(zhì)中是穩(wěn)定的，表現(xiàn)為高的熔點(diǎn)和高的生成熱。（氧化膜要有很高的熔點(diǎn)）29. 金屬氧化膜可能的三種形態(tài)：（固態(tài)）（液態(tài)）或（氣態(tài)）30. 半導(dǎo)體實(shí)質(zhì)：膜內(nèi)晶格缺陷31. 高溫腐蝕在石化、冶金、日化許多生產(chǎn)中，以及材料在制造加工過(guò)程中（鍛造、熱處理等），常常使材料處于高溫 氣體環(huán)境，由于高溫一般都會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生氧化腐蝕，因此應(yīng)對(duì)其機(jī)理、規(guī)律有所了解，并掌握其控制與防 護(hù)。1、金屬的高溫氧化1）.金屬高溫氧化的可能性M+1/202?

26、MO 其中0也可能是 S鹵素或其他氣體等。在這一化學(xué)反應(yīng)平衡方程中，在一定溫度下，如氧的分壓與氧化物的分解壓力相等，則反應(yīng)處于平衡狀 態(tài)。如氧的分壓大于金屬氧化物的分壓，反應(yīng)向生產(chǎn)氧化物方向進(jìn)行，反之亦然。金屬氧化物的分解壓力2. ）金屬的高溫氧化過(guò)程（1）第一步：化學(xué)反應(yīng)生成氧化膜；（2）第二部：電化學(xué)過(guò)程一一膜成長(zhǎng)金屬氧化膜是既能電子導(dǎo)電又能離子導(dǎo)電的半導(dǎo)體，氧化的速度（腐蝕速度）取決于氧化膜的物質(zhì)遷移速率一一離子導(dǎo)電性、電子導(dǎo)電性一一它是金屬氧化物的屬性與晶格內(nèi)部缺陷的反應(yīng)。2、高溫合金的抗氧化性金屬的高溫腐蝕，其控制與防護(hù)的措施就是高溫合金。1）合金化原理利用合金化提高金屬的抗氧化性的

27、途徑：（1）減少氧化膜的晶格缺陷濃度；（2）依靠選擇性氧化生成保護(hù)膜；（3）生成復(fù)合氧化物之類(lèi)的穩(wěn)定的新相。2）合金的抗氧化性所謂抗氧化性并不是指在高溫下完全不被氧化，而通常是指在高溫下迅速氧化，但在氧化后能形成一層 連續(xù)而致密的、并能牢固地附著金屬表面的薄膜，從而使金屬具有不再繼續(xù)被氧化或氧化性很小的特性。3、耐熱金屬結(jié)構(gòu)材料簡(jiǎn)介耐熱鋼是指在工作溫度高于450 C時(shí)，具有一定強(qiáng)度和抗氧化能力的鋼種，是抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼的通稱(chēng)。廣泛用于制造鋼爐、高溫爐和石油化工等設(shè)備的構(gòu)件。1. 抗氧化鋼：合金元素 鉻、鋁、硅 對(duì)鋼鐵的高溫氧化性有很好的改善能力，特別是鋁硅比鉻效果更好。加入Cr、Al、Si，適

28、用于溫度高但壓力較低的設(shè)備2. 熱強(qiáng)鋼：鋼中添加鉻、鉬、鎢、釩、鈦、鈮能有效的提高鋼的熱強(qiáng)性指標(biāo)和抗氧化性。適合用于高溫又高壓的設(shè)備3. 耐熱新鋼種：10MoWVN鋼、10C2MoWVTiB 10Cr3MoVSiTiB 鋼等。32. 簡(jiǎn)述氫腐蝕發(fā)生的階段、產(chǎn)生條件及特點(diǎn)？金屬受高溫高壓的氫氣作用而變脆甚至破裂的現(xiàn)象稱(chēng)為氫腐蝕。氫腐蝕發(fā)生的階段：氫脆階段和氫侵蝕階段產(chǎn)生條件：氫腐蝕要在一定的溫度和氫分壓條件下才會(huì)發(fā)生 氫脆階段：當(dāng)溫度和壓力比較低，或者溫度、壓力隨不低，但鋼材與氫氣接觸時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，鋼的氫腐蝕不 嚴(yán)重，只是韌性降低，材料變脆。特點(diǎn)：物理階段可還原，暫時(shí)脆化，可逆(2) 氫侵蝕階段：

29、當(dāng)溫度和壓力較高，或者鋼材與氫氣接觸時(shí)間很長(zhǎng)，則鋼材將由氫脆階段發(fā)展為氫侵蝕階 段，溶解在鋼中的氫將與鋼中滲碳體發(fā)生脫碳反應(yīng)生成甲烷Fe3C+2坨f 3Fe+Ch4甲烷在鋼內(nèi)擴(kuò)散困難，集聚在晶界微觀(guān)空隙內(nèi)，愈聚愈多，產(chǎn)生很大的內(nèi)壓力，形成局部高壓，造成應(yīng)力集中，弓I起鋼材岀現(xiàn)裂紋和氣泡，這就使鋼的強(qiáng)度和韌性降低。特點(diǎn)：永久退化，不可逆?？箽涓g方法：加入強(qiáng)碳化物形成元素，把鋼中的碳優(yōu)先結(jié)合成穩(wěn)定的碳化物采用微碳純鐵33. 高溫硫化：金屬與含硫氣體接觸，反應(yīng)生成硫化物，使金屬不斷腐蝕的現(xiàn)象。高溫硫化 比氧化更嚴(yán)重的原因：生成的硫化物膜有更大的內(nèi)應(yīng)力，易使膜破裂晶格缺陷濃度高很多，體積比大膜的熔點(diǎn)

30、低抗硫化方法：嚴(yán)格脫硫合金化，加入Al、Cr、Si等合金元素。34. 金屬在大氣中的腐蝕：金屬在大氣自然環(huán)境下(通常是指在常溫的潮濕空氣中)發(fā)生的腐蝕，稱(chēng)為大氣腐蝕。實(shí)質(zhì)：是在金屬表面上的薄層電解液膜中進(jìn)行的電化學(xué)腐蝕。機(jī)制：主要是材料受大氣中所含的水分、氧氣和腐蝕介質(zhì)(包括NaCI、CO2 SO2煙氣、表面沉積物)的聯(lián)合作用而引起的破壞，其中水和氧是決定大氣腐蝕速度和腐蝕歷程的主要因素影響大氣腐蝕的因素：(1) 氣候因素：大氣的相對(duì)濕度；氣溫；降雨；風(fēng)向和風(fēng)速；降塵(2) 大氣中的污染物質(zhì)：主要含有硫化物(3) 金屬表面因素：金屬表面狀態(tài)；金屬表面潔凈程度；腐蝕產(chǎn)物大氣腐蝕的防護(hù)：(1) 合

31、理選材：低合金鋼、不銹鋼等(2) 表面涂覆：涂料、鍍層保護(hù)屏蔽氧和水；(3) 保持表面清潔(4) 介質(zhì)控制：降低空氣濕度(加熱空氣、使用吸濕劑)、減少污染物、使用緩蝕劑等。35. 土壤腐蝕指土壤的不同組分和性質(zhì)對(duì)材料的腐蝕，土壤使材料產(chǎn)生腐蝕的性能稱(chēng)為土壤腐蝕性。(一)土壤腐蝕常見(jiàn)的幾種形式：(1) 因充氣不勻引起的腐蝕-氧的濃差電池腐蝕 ，由于土壤的多相性和不均勻性常常引起氧的滲透率差異，因而造成因充氣不均形成的供氧差異腐蝕電池，常造成地下設(shè)備和管線(xiàn)的嚴(yán)重腐蝕。(2) 由雜散電流引起的地下金屬設(shè)備和管線(xiàn)的腐蝕，如：電焊機(jī)、電氣火車(chē)等設(shè)備漏電的情況下，漏到地下的 電流經(jīng)常引起附近地下金屬設(shè)備的

32、腐蝕，特別是直流電漏電引起的這種腐蝕破壞速度較大。(3) 由微生物引起的腐蝕，土壤中的微生物經(jīng)發(fā)酵分解，可產(chǎn)生腐蝕物質(zhì)引起局部腐蝕，如硫桿菌：污物發(fā)酵-硫代硫酸鹽-硫桿菌作用-硫酸(二)土壤腐蝕的防護(hù)(1) 涂層保護(hù)：石油瀝青涂層，煤焦油瀝青涂層，環(huán)氧煤瀝青涂層，環(huán)氧粉末涂層，塑料膠帶防腐層，泡沫塑 料防腐層(2) 陰極保護(hù)和涂料聯(lián)合36. 什么是雜散電流腐蝕？其腐蝕特點(diǎn)是什么及如何控制雜散電流腐蝕？雜散電流：地下的導(dǎo)電體因絕緣不良而漏失岀來(lái)的電流，稱(chēng)為雜散電流。雜散電流腐蝕：地下埋設(shè)的金屬構(gòu)件在雜散電流影響下所發(fā)生的腐蝕，稱(chēng)為雜散電流腐蝕或干擾腐蝕。腐蝕特點(diǎn)：電流從金屬流入土壤(電解質(zhì))部位

33、是陽(yáng)極區(qū)，腐蝕就會(huì)發(fā)生?？刂齐s散電流的方法：(1) 直流電源要加強(qiáng)絕緣，不使電流流入土壤。(2) 改善管道絕緣質(zhì)量。(3) 將受干擾的管道與被保護(hù)管道連接起來(lái)，共同保護(hù)。 在多管道地區(qū)，最好采用多個(gè)陽(yáng)極站，每個(gè)站的保護(hù)電流較小，陽(yáng)極站離被保護(hù)管道較近，以縮小保護(hù)電流范圍。(5) 采用深井陽(yáng)極可減小對(duì)其他地下設(shè)施的雜散電流干擾。(6) 采取排流措施。37. 在海水中的腐蝕海水腐蝕的特點(diǎn)(1) 中性海水溶解氧較多，除鎂及其合金外，絕大多數(shù)都遭受腐蝕。一切有利于供氧的條件，如海浪、飛濺、 增加流速，都會(huì)促進(jìn)氧陰極去極化反應(yīng)，促進(jìn)鋼腐蝕。因海水中氯離子的含量很高，因此大多數(shù)金屬，如鐵、鋼、鑄鐵、鋅、鎘

34、等，在海水中是不能建立鈍態(tài) 的。腐蝕速度相當(dāng)高。(3) 由于海水的電導(dǎo)率很大，海水腐蝕的電阻性阻滯很小，所以海水腐蝕中金屬表面形成的微電池和宏觀(guān)電池 都有較大的活性。海水中不同金屬接觸時(shí)很容易發(fā)生電偶腐蝕，即使兩種金屬相距數(shù)十米，只要存在電位差 并實(shí)現(xiàn)電連接，就可發(fā)生電偶腐蝕。(4) 海水中易岀現(xiàn)小孔腐蝕，孔深也較深。海水腐蝕的影響因素：含鹽量的影響；氧、CO2、碳酸鹽的影響；pH值的影響；溫度的影響；海水流速的影響；海生物的影響海水腐蝕的防護(hù)(1) 合理選材(2) 合理設(shè)計(jì)海洋工程結(jié)構(gòu)：在選材、設(shè)計(jì)和施工中要避免造成電偶腐蝕和縫隙腐蝕。與高流速海水接觸的設(shè) 備(泵、推進(jìn)器、海水冷卻器等 )要

35、避免湍流腐蝕和空泡腐蝕。(3) 表面保護(hù)，有機(jī)涂層保護(hù)、金屬?lài)娡繉印⒔饘侔矊?、襯里(4) 陰極保護(hù)，陰極保護(hù)與涂料聯(lián)合應(yīng)用是最有效的防護(hù)方法。現(xiàn)在海洋船舶、軍舶普遍采用這種防護(hù)方法。第四章金屬結(jié)構(gòu)材料的耐蝕特性38. 金屬耐蝕合金化原理純金屬的耐蝕特性：（1） 金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性各種純金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性，大體上可按它們的標(biāo)準(zhǔn)電位值來(lái)判斷。標(biāo)準(zhǔn)電極電 位較正者其熱力學(xué)穩(wěn)定性較高；標(biāo)準(zhǔn)電極電位越負(fù)，在熱力學(xué)上越不穩(wěn)定，也就容易被腐蝕。（2）金屬的鈍化 熱力學(xué)不穩(wěn)定的金屬在氧化性介質(zhì)中容易鈍化，易鈍化的金屬可作為合金元素（3）腐蝕產(chǎn)物膜（機(jī)械鈍態(tài)膜）的保護(hù)性能金屬耐蝕合金化的途徑（1） 提高金屬的

36、熱力學(xué)穩(wěn)定性添加大量的貴金屬才有效，難以推廣。（2）減弱合金的陰極活性a. 減小金屬或合金中的活性陰極面積；通過(guò)熱處理的方法形成穩(wěn)定的固溶體b. 加入吸氫超電壓高的合金元素（增大合金陰極析氫反應(yīng)的阻力）（3）減弱合金的陽(yáng)極活性（是最有效、應(yīng)用最廣泛的方法）減少陽(yáng)極相的面積；加入易鈍化的合金元素；加入陰極合金元素促進(jìn)陽(yáng)極鈍化（4 ）使合金表面生成電阻大的腐蝕產(chǎn)物膜加入某些元素促使合金表面生成致密的腐蝕產(chǎn)物膜，加大了體系的電阻，也能有效地阻滯腐蝕過(guò)程的進(jìn)行。39. 單相合金的確 n/8定律最早塔曼（Tammann在研究單相（固溶體）合金的耐蝕性時(shí)，發(fā)現(xiàn)其耐蝕能力與固溶體的成分之間存在一種特殊關(guān)系。

37、合金的耐蝕性與固溶體提的成分之間的特殊關(guān)系對(duì)同一種合金，在不同的介質(zhì)中其穩(wěn)定性臺(tái)階值是不同的適用于二元系統(tǒng)能夠也使用于多元系統(tǒng)的固溶體合金至今仍無(wú)確切的解釋。40. 主要合金元素對(duì)耐蝕性的影響簡(jiǎn)述金屬鉻鎳硅的耐蝕特點(diǎn)？鉻（Cr）:是不銹鋼的基本合金元素；熱力學(xué)不穩(wěn)定。與鐵基合金組成固溶體時(shí)，合金呈現(xiàn)不同程度的類(lèi)似鉻的耐蝕特性。在具備鈍化的條件下，含量越高，耐蝕性越好，在不能實(shí)現(xiàn)鈍化的條件下，隨著含量的增高，腐蝕速 率反而加大鎳（Ni）:熱力學(xué)不夠穩(wěn)定。與Fe-Ni合金在硫酸、鹽酸和硝酸中的腐蝕速率都隨著鎳的含量的增加而減小；鎳在鐵的基體中的耐蝕性不是鈍化作用，而是使合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性提高；在氧

38、化性介質(zhì)和還原性介質(zhì)中均有效。優(yōu)勢(shì)：與鉻配合加入鐵中獲得不銹鋼；形成奧氏體，具有良好的熱加工性、冷變形能力、可焊性、良好的低溫韌性。不利之處：隨鋼中鎳含量增加，會(huì)增加不銹鋼的晶間腐蝕傾向。硅（Si）:在相應(yīng)的合金中具有耐氯化物腐蝕破裂、耐孔蝕、耐濃熱硝酸、抗氧化、耐海水腐蝕等作用；不銹鋼隨硅含量的增加，耐應(yīng)力腐蝕破裂性能顯著改善（依靠加硅形成富硅保護(hù)膜） 優(yōu)良的耐氯離子腐蝕特性（耐氯化 物應(yīng)力腐蝕破裂）； 改善耐孔蝕 性能（提高了鋼的鈍態(tài)穩(wěn)定性）；耐強(qiáng)氧化物腐蝕：形成富集Si, Cr, O的表 面膜；Si與Cr, Mo與Cu配合，可以得到各種耐海水鋼鉬(Mo):使合金耐還原性介質(zhì)的腐蝕和抗氯離

39、子等引起的孔蝕；含量較小時(shí)，使鋼對(duì)氯化物腐蝕破裂敏感，而當(dāng)鉬含量大于4%寸，鋼的耐應(yīng)力腐蝕破裂性能提高；鈍化膜厚度隨著鋼中鉬含量增高而增厚，而膜厚度的增加 通常會(huì)延長(zhǎng)蝕孔形成的孕育期，提高耐孔蝕性能。銅(Cu):是低合金鋼、不銹鋼、鎳基合金、鑄鐵中常用的耐蝕合金元素之一。耐大氣腐蝕：銅在低合金鋼大氣腐蝕過(guò)程中起著活性陰極的作用，在一定條件下可以促使鋼產(chǎn)生陽(yáng)極鈍 化，從而降低腐蝕速率；鈍化膜易被活性氯離子破壞，所以銅鋼只在較純凈的空氣中具有較好的耐蝕性；可 提高鋼對(duì)H2SO4的耐蝕性：提高了合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性；可減弱鋼在海水中的縫隙腐蝕：加入Cu后，鋼的陽(yáng)極過(guò)程受到阻滯，使鈍化臨界電流密度減小。

40、41. 常用結(jié)構(gòu)材料獲得耐蝕能力的途徑有哪些？并舉岀每種途徑常見(jiàn)金屬。1、 依靠鈍化獲得耐蝕能力的金屬，主要有18-8不銹鋼、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、硅鑄鐵等2、可鈍化或腐蝕產(chǎn)物穩(wěn)定的金屬，主要有碳鋼和鑄鐵鉛與鉛合金3、依靠自身熱力學(xué)穩(wěn)定而耐蝕的金屬，主要有銅及銅合金1、依靠鈍化獲得耐蝕能力的金屬(1) 不銹鋼(Cr18%, Ni8%-9% ;n=2)在空氣、水、中性溶液和各種氧化性介質(zhì)中十分穩(wěn)定；在酸性介質(zhì)中(氧 化性酸或非氧化性酸，以及氧化性的強(qiáng)弱有關(guān))不銹鋼設(shè)備的腐蝕多是局部腐蝕破壞：晶間腐蝕、孔蝕、應(yīng)力腐蝕。 鋁與鋁合金鋁的耐蝕能力主要取決于在給定環(huán)境中鋁表面的保護(hù)膜的穩(wěn)定性；在中性和

41、近中性以及大氣中具有很高的穩(wěn)定性；在氧化性的酸或鹽溶液中也十分穩(wěn)定；常用于濃硝酸的生產(chǎn)中在含鹵素離子的中性溶 液中易發(fā)生小孔腐蝕；在大多數(shù)有機(jī)介質(zhì)中有很好的耐蝕性；對(duì)硫和硫化物有很好的耐蝕性。加入Cu, Mg,Mn等使鋁強(qiáng)化，提高純鋁的強(qiáng)度，耐蝕鋁合金主要有Al-M n, Al-M n-Mg, Al-Mg-Si, Al-Mg。(3) 高硅鑄鐵含14. 5%18%Si的鐵碳合金稱(chēng)為高硅鑄鐵，依靠硅合金化而獲得鈍化能力，其耐蝕性同樣遵循n/8定律，穩(wěn)定性臺(tái)階 n=2 (含14. 5%Si)。由于表面鈍化形成的Si02保護(hù)膜屬于酸性氧化物，所以耐蝕特點(diǎn)：高硅鑄鐵不僅在氧化性的酸和鹽溶液中有很高的穩(wěn)定

42、性，并且在非氧化性酸，如任何濃度的硫酸、磷 酸、室溫的鹽酸、有機(jī)酸等溶液中也有良好的耐蝕性。對(duì)于堿、氫氟酸、氟化物、鹵素、亞硫酸等，普通高 硅鑄鐵是不耐蝕的。簡(jiǎn)述鈦及鈦合金的耐蝕特點(diǎn)？鈦及鈦合金鈦是熱力學(xué)不穩(wěn)定金屬，其標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-1.21V，但它的鈍化能力比鋁硅都要更強(qiáng)。耐蝕特點(diǎn)： 在各種氧化性介質(zhì)中都非常耐蝕； 中性和弱酸性氯化物溶液中有良好的耐蝕性。但對(duì)純的非氧化性酸是不不耐蝕的； 在海水中十分穩(wěn)定并且耐氣蝕和孔蝕 在稀堿溶液 NaOH溶液，王水，次氯酸鈉，氯水及濕氯氣中耐蝕 鈦在無(wú)水的氧化性介質(zhì)中，或含水量低于2%當(dāng)存在著氯氣或含NO2的硝酸等強(qiáng)氧化劑時(shí)，則會(huì)發(fā)生激烈的發(fā)火反應(yīng)；鈦及

43、鈦合金容易發(fā)生氫脆。2、可鈍化或腐蝕產(chǎn)物穩(wěn)定的金屬主要有碳鋼和鑄鐵鉛與鉛合金（1）碳鋼和鑄鐵碳鋼和鑄鐵都是多相合金，主要的組織組分有：鐵素體（Fe）、滲碳體（Fe3C）和石墨（C），由于這三種組分在電解質(zhì)溶液中具有不同的電位，其中Fe的標(biāo)準(zhǔn)電極電位最低，其值為 -0.44V，是熱力學(xué)不穩(wěn)定的元素，所以在多數(shù)電解質(zhì)溶液中將成為微電池的陽(yáng)極而被腐蝕。但Fe又是可鈍化金屬，在有足夠的鈍化條件下也能獲得穩(wěn)定的鈍態(tài)。此外，在某些環(huán)境中金屬表面可能生成穩(wěn)定的腐蝕產(chǎn)物。（2）鉛與鉛合金鉛的標(biāo)準(zhǔn)平衡電位（-0.13V ）低于氫，在酸中可以產(chǎn)生析氫反應(yīng)，但在某些酸中能生成穩(wěn)定的腐蝕產(chǎn)物。 鉛不具備鈍化能力，所以

44、鉛的耐蝕特性主要體現(xiàn)在它的腐蝕產(chǎn)物在相應(yīng)介質(zhì)中的溶解度。42. 結(jié)構(gòu)材料的選擇原則1、根據(jù)工藝條件分析對(duì)設(shè)備材料的要求（1）介質(zhì)的特性與溫度、壓力（ 2）工藝條件對(duì)材料的限制（3）設(shè)備的功能和結(jié)構(gòu)（4）運(yùn)轉(zhuǎn)及開(kāi)停車(chē)的條件2、掌握材料的基本特性首先了解各種材料的共性，然后分析某些材料的特殊性質(zhì)，全面掌握各種材料的基本特性。3、材料選擇的基本要點(diǎn)耐蝕性；力學(xué)物理特性；加工成型工藝性能；材料價(jià)格與來(lái)源。第五章非金屬結(jié)構(gòu)材料的耐蝕性43. 常見(jiàn)有機(jī)高分子材料：塑料和橡膠。 高分子材料與金屬腐蝕的區(qū)別：（1）金屬是導(dǎo)體，大多數(shù)金屬腐蝕為電化學(xué)腐蝕，高分子材料一般不能導(dǎo)電，因此高分子材料的腐蝕老化不 是電

45、化學(xué)腐蝕，不能用電化學(xué)規(guī)律解釋。（2）金屬材料的腐蝕多發(fā)生在界面上，一般由外而內(nèi)進(jìn)行（晶間腐蝕與應(yīng)力腐蝕例外）；而高分子材料的老 化大多為介質(zhì)向材料內(nèi)部滲透擴(kuò)散引起。 高材的腐蝕破壞形式：（1）滲透與溶脹、溶解（2）化學(xué)裂解（氧化與水解）（3）老化：高分子材料在陽(yáng)光（紫外線(xiàn)）、濕度、溫度及大氣中的其他組分的綜合作用下，性能逐漸變壞以致喪失使用價(jià)值的現(xiàn)象叫老化。（4）應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂 耐腐蝕高分子材料1. 硬聚氯乙烯的耐蝕性：耐蝕環(huán)境：在硝酸、鹽酸、硫酸等介質(zhì)中穩(wěn)定；在低于50C時(shí)，耐蝕性?xún)?yōu)于酚醛塑料、聚苯乙烯（PS）、有機(jī)玻璃；能耐大部分酸、堿、鹽、CH化合物及有機(jī)介質(zhì)。不耐蝕：強(qiáng)氧化劑（濃硝酸、

46、濃硫酸）、芳香族、氯代碳化物及酮。2. 氟塑料含有氟原子的塑料總稱(chēng)，具有優(yōu)良的耐蝕性，耐熱性，自潤(rùn)滑性和電性能。 耐蝕無(wú)機(jī)非金屬材料耐蝕無(wú)機(jī)非金屬材料主要有陶瓷、玻璃和石墨。1. 陶瓷的耐蝕性：不耐蝕：HF酸，硅氟酸，300度高溫的磷酸，苛性堿氫氧化鈉；幾乎耐任何工況介質(zhì)，包括王水，濃硝酸等。2. 炭、石墨材料：炭有三種同素異形體：無(wú)定形炭（煤炭）、石墨（六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)）和金剛石。炭-石墨具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、機(jī)電、航空等部門(mén)。第六章防腐方法44. 目前工程中最常用防腐方法？金屬或非金屬材料覆蓋層，電化學(xué)保護(hù)，防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，介質(zhì)處理，添加緩蝕劑電化學(xué)保護(hù)法只適用

47、于金屬在腐蝕性溶液中，應(yīng)用于船海洋類(lèi)45. 陰極保護(hù)：主要分為電保護(hù)與犧牲陽(yáng)極保護(hù)兩種形式。1. 電保護(hù)：將被保護(hù)金屬設(shè)備與直流電源的負(fù)極相連，依靠外加陰極電流進(jìn)行陰極極化而使金屬得到保護(hù) 的方法，叫外加電流陰極保護(hù)，簡(jiǎn)稱(chēng)電保護(hù)。2. 犧牲陽(yáng)極保護(hù)（護(hù)屏保護(hù)）：在被保護(hù)金屬設(shè)備上連接一個(gè)電位更負(fù)的強(qiáng)陽(yáng)極，促使陰極極化，這種方法叫犧牲陽(yáng)極保護(hù)，也稱(chēng)護(hù)屏保護(hù)。陰極保護(hù)基本參數(shù)：最小保護(hù)電流密度和最小保護(hù)電位。保護(hù)度Z=V1-V2/V1*100%，Z=50%寸使用年限增長(zhǎng)一倍。陰極保護(hù)技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1）確定合理的保護(hù)度 （2）陰極材料的選擇（3）護(hù)屏和輔助陽(yáng)極的合理配置（4）要預(yù)留保護(hù)參數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)外

48、加電源保護(hù)和護(hù)屏保護(hù)適用范圍？ 對(duì)于腐蝕性不強(qiáng)的介質(zhì)易采用陰極保護(hù) 強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中，電能或護(hù)屏材料的消耗大，不經(jīng)濟(jì) 電保護(hù)部護(hù)屏保護(hù)的適合范圍寬，電流可調(diào) 電保護(hù)的基本投資高于護(hù)屏保護(hù) 陰極保護(hù)比陽(yáng)極保護(hù)的歷史久，應(yīng)用普遍。46. 陽(yáng)極保護(hù)：將被保護(hù)的設(shè)備與外加直流電源的正極相連，在一定電解質(zhì)溶液中將金屬進(jìn)行陽(yáng)極極化至一 定電位，在此電位下金屬能建立起鈍態(tài)并維持鈍態(tài)，則設(shè)備腐蝕速度顯著降低，設(shè)備得以保護(hù)。陰極保護(hù)基本參數(shù)：致鈍電流密度i cp維鈍電流密度ip鈍化范圍陽(yáng)極保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：正確選擇輔助陰極材料；輔助陰極的合理配置；參比電極的選用和安裝。47. 襯里是一種綜合利用不同材料的特性，具有較

49、長(zhǎng)使用壽命的防腐方法。大多是在鋼鐵或混凝土設(shè)備上選襯各種非金屬材料。應(yīng)用最廣泛的在碳鋼設(shè)備表面襯陶瓷、石墨磚板、橡膠、玻璃鋼及搪瓷等襯里48. 防蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）聯(lián)接 不同斷面的焊接，不能在斷面變化處焊接，容易形成SSC和腐蝕疲勞 不同金屬間焊接，容器壁厚s14加墊板，墊板材料需接近殼體 螺栓連接，重要構(gòu)件盡可能將螺母四周密封，異種金屬間要充填絕緣體，以免發(fā)生電偶腐蝕；注意法蘭應(yīng) 有足夠剛度，否則會(huì)導(dǎo)致縫隙腐蝕 管子與管板聯(lián)接，采用脹接或脹后焊接，應(yīng)保證管子與整個(gè)管板緊密貼合；管班上管孔倒圓角；管板內(nèi)側(cè)和管子可加涂層；管口不要伸岀管板 管道聯(lián)接，采用對(duì)接焊形式 軸的聯(lián)接，減少應(yīng)力集中，可采用花

50、鍵軸或多邊形軸以改善應(yīng)力分布。軸和皮帶輪采用錐形過(guò)盈配合較 好。(2) 設(shè)備殼體與接管 夾套的焊接，應(yīng)盡可能避免存在縫隙 殼體的保溫，支腳與殼體同時(shí)外加絕熱保溫層；絕熱材料外部應(yīng)加保護(hù)板； 殼體冷卻，設(shè)計(jì)時(shí)將冷的氮?dú)錃鈴膬?nèi)外殼間的環(huán)隙以較高速通過(guò)，使外殼僅受高壓，內(nèi)殼僅受高溫，大 大改善殼體腐蝕條件 封頭接管，接管應(yīng)向容器內(nèi)伸長(zhǎng) 排液管，接管平齊或低于底部(3) 容器附件與管道(1) 支座，為了防止流下的流體腐蝕容器底板，在容器外面可焊上一個(gè)圍裙，亦可在底板周?chē)馓顬r青(2) 緩沖板與折流板(3) 攪拌器的擋流板管道，曲率半徑小的彎管易在管壁沉積雜物，當(dāng)液體流速很高時(shí)，管壁易被沖刷損傷。一般軟

51、鋼或鋼管的 曲率半徑為管徑的 3倍，高強(qiáng)度材料取 5倍。49. 其他防腐方法(1) 涂層：涂料的主要組成：成膜物質(zhì)顏料以及稀釋劑，催干劑、固化劑等輔料組成。分類(lèi)：涂料的品種非嘴多，主要有以干性油為主體的油基性涂料和以合成樹(shù)脂或天然樹(shù)脂(如生漆、橡膠)為主體的樹(shù)脂基涂料等兩大類(lèi)。生漆，主要成膜物質(zhì)是漆酚，通過(guò)氧化。樹(shù)脂類(lèi)，成膜物質(zhì)通過(guò)縮聚反應(yīng)(2) 金屬鍍層：是利用電鍍，捧鍍，熱鍍，滲鍍等技術(shù)，將較耐蝕的金屬鍍覆在耐蝕性較差的金屬表面形成 的。(3) 緩蝕劑：在腐蝕性介質(zhì)中加入少量能使金屬腐蝕速度降低甚至完全抑止的物質(zhì)稱(chēng)為緩蝕劑。分類(lèi)：一般習(xí)慣分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類(lèi)。根據(jù)電化學(xué)腐蝕觀(guān)點(diǎn)，按緩蝕機(jī)理

52、分： 陽(yáng)極性緩蝕劑這類(lèi)緩蝕劑主要是促使金屬鈍化而提高耐蝕性。另一類(lèi)陽(yáng)極性緩蝕劑，如鋼鐵在含氧中性水溶液中所采用的亞硝酸鈉。亞硝酸鈉不是直接對(duì)陽(yáng)極反應(yīng)起作用，而是增強(qiáng)了陰極去極化促進(jìn)鋼鐵鈍化的結(jié)果。 陰極性緩蝕劑鋅、錳和鈣的鹽類(lèi)如 Zn S04、MriS04、Ca( HCQ) 2等，增強(qiáng)陰極去極化作用，促使陽(yáng)極鈍化；能與陰極反應(yīng)產(chǎn)物 0H -作用生成難溶性的化合物，它們沉積在陰極表面上，使陰極面積減小而降低腐蝕。 混合型緩蝕劑大多數(shù)有機(jī)緩蝕劑屬于這種類(lèi)型，它們有的是由于緩蝕劑分子上的反應(yīng)基團(tuán)與腐蝕反應(yīng)中生成的金屬離子相互作用，在金屬表面形成絡(luò)合物沉淀膜；有的是依靠緩蝕劑分子上極性基團(tuán)的吸附作用，

53、使之吸附到金屬表面。緩蝕劑的應(yīng)用 最普遍應(yīng)用于在循環(huán)冷卻水的水質(zhì)處理上合成氨生產(chǎn)的苯菲爾脫碳系統(tǒng)碳酸氫銨生產(chǎn)中的碳化塔水箱及塔體石油部門(mén)采用緩蝕劑防止氣油井和某些煉油設(shè)備的硫化氫腐蝕。第七部分 典型化工裝置的腐蝕與防護(hù)分析硫酸生產(chǎn)裝置50. 硫酸的腐蝕特性硫酸是一種含氧酸，具有獨(dú)特的腐蝕行為，其腐蝕性能與硫酸的濃度、溫度、流速、酸中的氧或氧化劑以及雜質(zhì)關(guān)系很大。硫酸的腐蝕性能的影響因素：硫酸的濃度、硫酸的溫度、硫酸的流速、酸中的氧(氧化劑)和雜質(zhì)。硫酸的腐蝕不是濃度越高；腐蝕越苛刻，而是中等濃度時(shí)有一個(gè)凸峰。對(duì)于任何濃度的純凈硫酸溶液來(lái)說(shuō)，溶液的溫度升高，都會(huì)加速金屬的腐蝕作用。酸的流速增大對(duì)

54、碳鋼的腐蝕速率幾乎無(wú)影響，但酸的溫度升高，流速對(duì)碳鋼的腐蝕速率影響明顯增大。如果硫酸中含有Cl-,既不利于鈍化膜的形成，對(duì)已形成的鈍化膜還有破壞作用。第八部分 典型石油工業(yè)裝置的腐蝕與防護(hù)51. 簡(jiǎn)述常減壓裝置種常見(jiàn)的腐蝕介質(zhì)和腐蝕形式？腐蝕介質(zhì)：氯化物，含硫化合物，有機(jī)酸，氧、二氧化碳和水主要腐蝕形式：均勻腐蝕(HCI，含硫化合物，水引起的)，點(diǎn)蝕(氯化物)，SSC(含硫化合物引起的)，高溫環(huán)烷酸腐蝕，露點(diǎn)腐蝕(溫度劇烈變化引起的)52. 簡(jiǎn)述鉆井工程裝置的主要腐蝕形式及防腐方法？介質(zhì)的腐蝕：鉆井過(guò)程中的腐蝕性介質(zhì)主要有鉆井液、氧氣、硫化氫、二氧化碳等，又由于環(huán)境因素的不同，其腐蝕的過(guò)程和行

55、為有很大的差異。主要腐蝕形式：(1) 均勻腐蝕均勻腐蝕是主要腐蝕形式，鹽腐蝕酸腐蝕溶氧腐蝕(2) 局部腐蝕對(duì)鉆井專(zhuān)用管材、井下工具、井口裝置等金屬常見(jiàn)的局部腐蝕類(lèi)型有：鉆桿受力引起的應(yīng)力腐蝕、有鉆桿交變載荷引起的疲勞腐蝕、硫化物應(yīng)力開(kāi)裂、由Cl-，F(xiàn)-引起的坑點(diǎn)腐蝕、沖蝕等。疲勞腐蝕為最主要形式。防腐蝕方法(1) 控制鉆井液的腐蝕性： 控制pH值 通常將鉆井液泥漿 pH值提高到10以上 正確選擇緩蝕劑鉆井液中使用較多的緩蝕劑為有機(jī)類(lèi)緩蝕劑，控制點(diǎn)蝕。 添加除氧劑亞硫酸鹽。 選擇性添加除硫劑海綿鐵、微孔堿或碳酸鋅。 控制含砂量除砂設(shè)備，控制鉆井液含砂量，以減少磨蝕。(2) 油井壓裂酸化的有機(jī)緩蝕劑含氮化合物醛類(lèi)甲醛炔醇緩蝕劑(3) 使用內(nèi)防腐層鉆桿53. 簡(jiǎn)述特殊油氣田生產(chǎn)裝置中硫化氫的主要腐蝕形式及其防護(hù)方法？主要腐蝕形式：電化學(xué)腐蝕和SSC防腐蝕方法(1) 電化學(xué)腐蝕的控制： 6種常用方法：添加緩蝕劑-吸附型有機(jī)緩蝕劑脫水防腐層和襯里耐蝕材料井下封隔器清管(2) SSC控制控制環(huán)境因素使用抗SSC材料及工藝第