化工腐蝕與防護(hù)復(fù)習(xí)資料

1、化工腐蝕與防護(hù)復(fù)習(xí)資料第一章腐蝕一、定義：金屬材料在環(huán)境中發(fā)生反響,未到服役期即失效、破環(huán).分類：1.按腐蝕機(jī)理分：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、物理腐蝕、微生物腐蝕2 .按腐蝕形貌分：全面腐蝕又稱均勻腐蝕、局部腐蝕細(xì)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3 .按環(huán)境分：干腐蝕主要為化學(xué)腐蝕和高溫腐蝕、濕腐蝕為電化學(xué)腐蝕4 .以腐蝕限制手段分：1選材、合金設(shè)計2緩蝕技術(shù)3電化學(xué)保護(hù)4外表處理技術(shù)二、金屬腐蝕速度的表示方法1 .失重法：V-仍單位：g/m2h去除產(chǎn)物：物理法、化學(xué)法、電化學(xué)法試件做陰極2 .增重法：VAt第二章電化學(xué)腐蝕的熱力學(xué)理論一、腐蝕原電

2、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、外電路必要環(huán)節(jié)：陰極過程、陽極過程、電荷的傳遞不中類：1超微腐蝕電池2微觀腐蝕電池3宏觀腐蝕電池、E-pH平衡圖1 .豎線：無e參與,有H+和OH-參與2 .橫線：有e參與,無H+和OH-參與2Fe3+3H20=Fe2O3+6H+Zn-Zn2+2eFe2O3+6H+2e=2Fe3+3H20注：電位是限制金屬離子化過程的因素pH是限制金屬腐蝕產(chǎn)物穩(wěn)定性因素3 .斜線：有e參與,有H+和OH-參與三、E-pH平衡圖應(yīng)用I：免蝕區(qū)陰極保護(hù)區(qū)n:腐蝕區(qū)m：鈍化區(qū)陽極保護(hù)區(qū)W：

3、腐蝕區(qū)A點：無氧環(huán)境下,析氫腐蝕B點：處腐蝕區(qū)B-B,向下,陰極保護(hù)外加電流、犧牲陽極B-B"向上,陽極保護(hù)外加電流,鈍化劑B-B"/向右,加可以改變pH的緩蝕劑第三章金屬腐蝕動力學(xué)原理一、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.陰極極化三、化學(xué)反響根本步驟：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定義：P=AIR阻力P

4、TTcorr阻力TfVcorrJPJ-Vcorrf2Vcorr限制因素：當(dāng)R=0時,Pc陰>>Pa陽,Icorr取決于Pc,陰極限制,接近0,aPa>>Pc,Icorr取決于Pa,陽極限制,接近0,cPaWc,Icorr同時取決于Pa,Pc,混合限制,位于中間R很大時,腐蝕電流受R限制,稱為電阻限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)生復(fù)原過程中生成H2而對金屬造成的破壞和腐蝕2 .發(fā)生的必要條件：H的電極電位高于金屬的電極電位M,eVH3 .析氫反響步驟：水化氫離子H+H2O向陽極外表移動H+H2O在電極外表復(fù)原,同時脫掉H2O分子生成H原子

5、并吸附在陽極H少局部進(jìn)入金屬內(nèi)部,大局部生成H2H2分子聚集成H2逸出4 .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),參加析氫過電位大的合金成分鎘、饃等參加緩蝕劑,大大提升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：O2>M2 .影響因素：1濃度2溫度:；在Tv80c時,TT,iT;Tv80c時,TT,iJ3鹽濃度：鹽濃度低于30%,鹽濃度T,Vcorrf高于30%,鹽濃度T,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(xué)活性從而變成惰性,其耐蝕性能提升的現(xiàn)象.二、專屯化的方法：在介質(zhì)中參加鈍化劑,是金屬自

6、行進(jìn)入鈍態(tài)化學(xué)鈍化利用外加電流使陽極極化,從而進(jìn)入鈍態(tài)電化學(xué)鈍化三、極化曲線階段含義及點的含義AB:屬于活化極化限制的活化區(qū)BC:金屬外表不穩(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(dǎo)致金屬發(fā)生變化CD:電位到達(dá)C點處,說明該金屬已到達(dá)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(dāng)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,說明金屬失去鈍態(tài)的傾向越大；f越負(fù),金屬越易保持鈍態(tài)五、實現(xiàn)自鈍化的條件：oc>p在pp下ic>ipp六、鈍化理論七、陰極保護(hù)1 .原理：將被保護(hù)的金屬設(shè)

7、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(hù)2 .保護(hù)方法：外加電流法：將被保護(hù)的金屬設(shè)備與直流電源的負(fù)極相連,利用外加陰極電流進(jìn)行陰極極化犧牲陽極法：使被保護(hù)的金屬設(shè)備連接到一種電位更負(fù)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(hù)的金屬進(jìn)行陰極極化方法比擬：最后有簡做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外表集中在一定區(qū)域,而在其它區(qū)域不腐蝕腐蝕電池陰陽兩極在外表上變幻不定且不可辯別可區(qū)分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(hù)作用產(chǎn)物不具有任何保護(hù)作用、選擇性腐蝕

8、1 .定義：合金在某些介質(zhì)中,一種或幾種元素局部溶出,而剩余局部呈現(xiàn)網(wǎng)狀或蜂窩狀結(jié)構(gòu)的腐蝕形態(tài)2 .黃銅脫鋅機(jī)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-2e-Zn2+Cu-2e-Cu2+陰：O2+4e+2H2O-4OH-當(dāng)溶液中有Cl-,那么Cu2+2Cl-fCuCl2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外表之間的相對運動,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(xué)腐蝕而引起材料破壞,該腐蝕以界面的化學(xué)反響為特征2 .類型：高溫氣體腐蝕：在高溫枯燥的環(huán)境中,氣體分子與金屬進(jìn)行

9、化學(xué)反響從而進(jìn)行腐蝕高溫液態(tài)腐蝕：a.高溫液態(tài)金屬腐蝕熱腐蝕b.溶鹽腐蝕c.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)生和開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(jī)理：以碳鋼為例,介質(zhì)流進(jìn)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(jìn)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(bǔ)充,這時縫隙內(nèi)外構(gòu)成了氧濃差電池

10、,縫隙內(nèi)是陽極,電極反響FeFe2+2e；縫隙外是陰極,電極反響O2+4e+2H2O-4OH-.縫隙外的鐵受到一定保護(hù),而二次產(chǎn)物在縫隙口形成并逐步開展為閉塞電池.六、電偶腐蝕1.定義：當(dāng)兩種具有不同電位的金屬相互接觸或通過電子導(dǎo)體連接,并浸入電解質(zhì)溶液時,電位較負(fù)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)部開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(dǎo)體型氧化膜如CaO半導(dǎo)體型離子氧化膜如A12O3間隙化合物型氧化膜如碳化鴇2 .膜的保護(hù)性：判定氧化膜的完整性,必要氧化膜

11、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(jī)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)由于在金屬外表存在電化學(xué)不均勻性,因此會形成腐蝕微電池此時,陽：Fe-Fe2+2e陰：O2+4e+2H2O-4OH-Fe2+和OH-在水中發(fā)生次生反響,生成次生產(chǎn)物Fe2+2OH-Fe(OH)2Fe(OH)2+2H2O+O2-Fe(OH)3Fe(OH)2+Fe(OH)3-Fe3O4+H2O(2)腐蝕產(chǎn)物覆蓋蝕坑口,構(gòu)成腐蝕電

12、池,形成閉塞區(qū),此時氧很難進(jìn)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(dāng)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(kuò)展,此時O2在坑旁被復(fù)原,此時蝕坑成為陰陽保護(hù)區(qū)2 .影響因素：溶解氧的濃度(濃度TVcorrDcorr介質(zhì)的pH值(pHJVcorrT)水溫a.敞開體系TV80c時,金屬的Vcorr隨T升高而增大TV80c時,Vcorr隨T的升高而降低b.密閉體系TTVcorrTcorr介質(zhì)中其他離子的影響Cl-、SO42-3 .防腐：熱力除氧法、化學(xué)除氧法熱力除氧為主,化學(xué)除氧為輔二、酸腐蝕1.簡答：為什么含CO2的水溶液對鋼鐵的侵蝕性比同等pH值我完全

13、電離的強(qiáng)酸溶液更強(qiáng)？鋼鐵在無溶解氧的酸性溶液中corr過程受陰極限制外界CO2與水結(jié)合生成H2CO3溶液中,H2CO3解離出H+和HCO3",H+吸附在金屬外表變成吸附態(tài)H+,H+結(jié)合e生成原子態(tài)的HCO2溶液中吸附在金屬外表-吸附態(tài)CO2,與水結(jié)合f吸附態(tài)的H2CO3H2CO3+e-HCO3-+H+H+e-H原子態(tài)H2CO3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H2CO3的持續(xù)電離供應(yīng),使陰極過程不斷進(jìn)行,同時水中的游離CO2可吸附在金屬外表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

14、,破壞保護(hù)膜,使金屬外表呈活化態(tài),為氫腐蝕造成有利條件,隨CO2與O2濃度升高Vcorr加快第八章化工生產(chǎn)中的腐蝕與防護(hù)一、無機(jī)化工行業(yè)：無機(jī)酸的生產(chǎn)：硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸堿的生產(chǎn)：NaOH鹽的生產(chǎn)二、硫酸生產(chǎn)行業(yè)中的腐蝕與防護(hù)1 .腐蝕：陽：Fe-Fe2+2e陰：H+2e-H22 .保護(hù)舉措：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)襯耐火科塔內(nèi)設(shè)備：T>100C需要采用耐酸磚板作襯里；T100C采用碳鋼作塔體,內(nèi)部用耐酸磚板作襯里,當(dāng)酸濃度較低10%50%且Tv100C時用玻璃纖維增強(qiáng)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(hù)制造塔體儲槽及容器：當(dāng)酸濃度

15、70%,T>90C時采用耐酸磚板作襯里；當(dāng)酸濃度v70%,50CvT<90C采用聚丙烯作容器或襯里；當(dāng)酸濃度降至10%50%,50CvT<90C,用玻璃纖維增強(qiáng)塑料,T<50C用聚氯乙烯作襯里H2SO4輸送管道：與儲槽容器一樣的材料,假設(shè)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一、定義：以適當(dāng)?shù)臐舛群托问酱嬖谟诃h(huán)境介質(zhì)中時,可以預(yù)防或減緩材料腐蝕的化學(xué)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(biāo)1 .失重指標(biāo)m0-m100%m0,一.、v0-v2 .緩蝕速度一0100%Vo3 .電化學(xué)指標(biāo)三、分類1 .按化學(xué)組成成分分：無

16、機(jī)緩蝕劑、有機(jī)緩蝕劑2 .按電化學(xué)作用機(jī)理分：陰極型緩蝕劑、陽極型緩蝕劑、混合型緩蝕劑3 .按金屬外表結(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一、金屬鍍層分類：電化學(xué)沉積鍍層、熱浸鍍層二、鍍前預(yù)處理1 .機(jī)械處理：磨光消去金屬外表的不平度、拋光消除金屬外表細(xì)微不平,得到具有鏡面光澤的金屬外表、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(jī)溶劑脫脂法可同時去除皂化、非皂化油脂,但有機(jī)溶劑有毒易燃化學(xué)脫脂法：采用溶液與乳化液的混合溶液除油電化學(xué)脫脂法3 .浸蝕處理：化學(xué)浸蝕一般要添加緩蝕劑、電化學(xué)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

17、.電鍍工藝標(biāo)準(zhǔn)；3.析氫；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.氧化鍍鋅；2.堿性鋅酸鹽鍍鋅；3.檸檬酸鹽鍍鋅五、化學(xué)鍍1.應(yīng)具備的條件：被復(fù)原的金屬鍍層應(yīng)具有催化活性鍍液中復(fù)原劑被氧化的電位要明顯低于金屬離子被復(fù)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(xué)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(hù)氣體復(fù)原法八、涂料作用1 .保護(hù)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(dǎo)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

18、選擇材料應(yīng)遵循那些原那么？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(xué)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做題目1 .第五章外加電流陰極保護(hù)和犧牲陽極的陰極保護(hù)比擬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(hù)半徑大,可輸出大的保護(hù)電流；犧牲陽極法的驅(qū)動電壓低,保護(hù)半徑小,保護(hù)電流小且不可調(diào)3 .外加電流法有可能造成過保護(hù),對臨近的金屬有可能造成干擾；犧牲陽極法不會,干擾小4 .外加電流法陽極數(shù)量少,保護(hù)電流可能分布不均,采用難溶或不溶的陽極可作長期保護(hù)；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(hù)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,無需專人治理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