腐蚀试题

过程装备腐蚀与防护试题一答案

一、概念与简答题（共8小题，每小题5分，共40分）

1.双电层

：金属浸入电解质溶液内，其表面的原子与溶液中的极性水分子、电解质离子相互作用，使界面的金属和溶液侧分别形成带有异性电荷的结构。

2.极化与超电压

极化：电池工作过程中，由于电流流动引起的电极电位偏离初始值的现象。

超电压：由于极化作用使阴极电位降低或阳极电位升高，其偏离初始电位的绝对值。

3.应力腐蚀与腐蚀疲劳的条件有何区别？

要点：应力腐蚀要求拉应力，特定介质；腐蚀疲劳要求变应力，腐蚀性介质。

4.试简述热腐蚀的温度与介质条件

要点：温度为700-1000度；介质主要为Na2SO4

5.单项合金的n/8定律

在给定介质中，一种耐蚀的组元和另一种不耐蚀的组元组成的固溶体合金，其中耐蚀组元的含量等于1/8、2/8…….n/8时，合金的耐蚀性将出现突然的阶梯式的升高，合金电位也相应升高的规律。

6.简述阴极保护和阳极保护的区别

1）金属在电解液中都可以进行阴极保护；阳极保护只适用于金属在该电介质中能阳极钝化的情况。

2）阴极保护时，电位偏离只是降低保护效率，不会加速腐蚀；而阳极保护时，电位如果偏离钝化电位区将会加速腐蚀。

3）对于强氧化性介质，如硫酸、硝酸等，采用阴极保护不如采用阳极保护。

4）阴极保护时，若电位过负，则设备可能产生氢脆。而阳极保护时，设备是阳极，氢脆只会发生在辅助阴极上。

5）阴极保护的辅助电极是阳极，要溶解的，因此在强腐蚀性介质中应用受限制。而阳极保护的辅助电极是阴极，本身得到一定程度的保护。

7.为什么工程上常把电化学保护与涂料保护联合使用？

要点：单独使用电化学保护的投资较大，而单独使用涂料保护时，由于其本身的缺陷影响其使用寿命。而采用联合防腐措施，可综合两者的优点，能充分利用涂料的经济性和保护性能，又发挥了电化学保护的优点，只需保护涂料缺陷处的金属，节省成本。

8.为什么对于均匀腐蚀可以进行耐蚀性评定，而局部腐蚀不能？

要点：均匀腐蚀可采用称重的办法来得到腐蚀速度。工程上常用厚度法表示其速度，因而可用腐蚀速度等级来评定金属的耐蚀性。而局部腐蚀发生在局部区域或未知位置，并且腐蚀区域集中，因而无法以厚度法来衡量其腐蚀程度，也就不能进行耐蚀性评定。

二、腐蚀事例分析题（共4题，每题15分，共60分）

1.某发电厂的冷凝器，用海军黄铜制造，由于进口端流速超过1.52m/s（临界流速），很快发生腐蚀。后改用蒙乃尔合金制造（临界流速

2.1~2.4m/s），但由于操作人员仍按海军黄铜的临界流速控制，使蒙乃尔合金发生孔蚀。试分析其原因并提出改进措施。

要点：由于进口速度超过临界速度，所以发生了冲刷腐蚀。更换材料后，由于流速过低，造成流体中的固体物沉积在金属表面上，形成很多微小的缝隙，产生缝隙腐蚀形成蚀坑，以蚀坑为腐蚀元进一步产生了孔蚀。解决办法是，提高流体的速度，使速度接近临界流速。

2.一啤酒罐由碳钢制造，表面有涂层，但罐底涂层易脱落。新造的罐采用不锈钢做罐底，无涂层，筒体为碳钢，有涂层。数月后，碳钢壁靠近不锈钢的一条窄带内出现大量蚀孔而泄漏。试分析原因并指出腐蚀形式，提出至少三种的可行性措施。

要点：这是典型的电偶腐蚀。碳钢表面虽有涂层，但由于涂层的表面缺陷，使局部区域的金属可接触介质，与不锈钢罐底形成小阳极大阴极的腐蚀形式，所以很快腐蚀穿孔。措施：整个罐体均涂涂料；全部采用不锈钢制造；采用碳钢和不锈钢的复合板制造。

3.压缩机级间冷却器，有奥氏体不锈钢制造，投产一年多，相继泄漏。经检查在高温端水侧管子与管板结合部位发现大量裂纹，怀疑是SCC，但测定冷却水中氯化物的含量仅为0.002~0.004%。试分析原因并提供防腐措施。要点：这是典型的应力腐蚀。拉应力的来源有：管子的内压力；温差应力；胀管残余应力。介质条件：在管端头部位存在的缝隙区为死区，有盐垢形成，同时此处的剧烈气化也造成了氯离子的凝集。措施：消除缝隙死区。

4.某农药厂液氯贮罐为钢制，因尚未正常使用，平日罐内充满干燥氯气。在一次停车检修设备时，因用水冲洗管线，误将水送入贮罐内，液面达卧罐高的五分之四，未及发现就开车，短时间因腐蚀罐壁穿孔，氯气逸出方发现。腐蚀发生在水线部位，呈一圈凹槽，局部穿孔。试分析腐蚀原因并写出相应的反应式。

答案：当贮罐存水后，氯气可溶解在水中，生成盐酸和次氯酸，反应式如下：

Cl2+H2O→HCl+HClO

HClO→HCl+[O]

由反应式可知，氯气在水中可分解生成强氧化性电解质溶液。

氢离子和初生态氧都可能在钢表面电位较正的阴极区放电，而在电位较负的阳极区，铁原子失去电子呈离子进入到溶液。由于氯离子不断溶解到水中，可使反应连续进入下去，形成电化学腐蚀过程，可用以下反应式表示：

阳极反应Fe→Fe2++2e

阴极反应[O]+2H++2e→H2O 或2H++2e→2[H]

氢氧原子结合：2[H]+[O]→H2O

阳极区铁原子失去电子进入溶液中同氯离子结合生成氯化亚铁，由于氯化亚铁在水中的溶解度较大，能很快扩散离开阳极区，不会造成浓差极化，从而阳极过程受不到阻碍。阴极区氢离子或氧原子放电都生成中性水，有助于氢离子或氧原子向阴极区移动，从而使阴极过程更迅速进行。界面处氯分子一旦在水中反应，生成的氢离子、氧原子立即在钢壁阳极区放电，铁呈离子溶解。而氯气同水分解后生成的氢离子和氧原子运动到罐底的速度要慢的多，使界面以下部位产生均匀腐蚀。这样，界面处的腐蚀较其它部位为快，从而形成腐蚀凹凸槽，以至穿孔。

过程装备腐蚀与防护试题二答案

一、概念与简答题（共8小题，每小题5分，共40分）

1.电极电位

金属与溶液所形成的双电层产生的电位跃。

2.钝化

在电流的作用下，金属的电极电位急剧升高，造成金属由活性变为非常耐蚀的状态。

3.试简述氢腐蚀

钢材受高温高压的氢气作用而变脆甚至破裂的现象。

4.在中性介质中优先发生哪种阴极去极化反应？为什么？

优先发生氧的去极化反应即耗氧反应。因为耗氧反应发生的电位比析氢反应发生的电位更正。

5.简述阴极保护和阳极保护的区别

1）金属在电解液中都可以进行阴极保护；阳极保护只适用于金属在该电介质中能阳极钝化的情况。

2）阴极保护时，电位偏离只是降低保护效率，不会加速腐蚀；而阳极保护时，电位如果偏离钝化电位区将会加速腐蚀。

3）对于强氧化性介质，如硫酸、硝酸等，采用阴极保护不如采用阳极保护。

4）阴极保护时，若电位过负，则设备可能产生氢脆。而阳极保护时，设备是阳极，氢脆只会发生在辅助阴极上。

5）阴极保护的辅助电极是阳极，要溶解的，因此在强腐蚀性介质中应用受限制。而阳极保护的辅助电极是阴极，本身得到一定程度的保护。

6.为什么工程上常把电化学保护与涂料保护联合使用？

要点：单独使用电化学保护的投资较大，而单独使用涂料保护时，由于其本身的缺陷影响其使用寿命。而采用联合防腐措施，可综合两者的优点，能充分利用涂料的经济性和保护性能，又发挥了电化学保护的优点，只需保护涂料缺陷处的金属，节省成本。

7.应力腐蚀与腐蚀疲劳的条件有何区别？

要点：应力腐蚀要求拉应力，特定介质；腐蚀疲劳要求变应力，腐蚀性介质。

8.什么是腐蚀监测？监测点应怎样选择？

腐蚀监测是对设备的腐蚀速度和某些与腐蚀状态有密切关系的参数进行测量，同时根据测量结果对生产过程的相关条件进行调控的一种技术。监测点的位置应选在有