2013金屬腐蝕理論及應用試題答案

1、2013金屬腐蝕理論及應用試題材碩1201-1200621-劉維港一、名詞解釋：（5分）平衡電位：當金屬正離子進入溶液成為水合金屬離子后，由于靜電作用不僅水合了該 金屬正離子能回到金屬中去，而且也能將溶液中水合了的其他正離子吸引 到金屬上去。當這兩個相反過程速率相等且又可逆時，會產(chǎn)生一個穩(wěn)定的 電極電位，稱為平衡電位。腐蝕電位：在金屬腐蝕過程中，腐蝕金屬電極表面上常常有兩個或更多個電極電極反 應同時進行，當這些電極反應的陰極反應和陽極反應痛同時以相等的速率 進行時，電極反應將發(fā)生相互耦合，陰、陽極反應的電位由于極化原因而 相互靠攏，最后達到一個共同的非平衡電位，此電位稱之為混合電位，也 稱為腐

2、蝕電位。絕對電位：浸在某一電解質溶液中并在其界面發(fā)生電化學反應的導體稱之為電極。當 金屬和電解質溶液接觸時，在金屬/溶液界面處將產(chǎn)生電化學雙電層，此雙 電層的金屬相與溶液相直接的電位差稱之為電極電位。單個電極上的雙電 層電位差的絕對值稱之為絕對電位。但是單個電極的絕對電位無法測定。AISI： aisi是美國的一種行業(yè)標準，是“美國鋼鐵學會標準”的英文首字母縮寫。選擇性氧化：在多個元素氧化過程中，存在著競爭氧化的現(xiàn)象，即存在著某一個元素 優(yōu)先氧化的問題，這個現(xiàn)象叫做選擇性氧化。二、 回答下列問題：（15分）含有二氧化碳的軟水，通過兩套不同的供水系統(tǒng)，（1）軟水流經(jīng)銅管進入 鍍鋅的鋼水槽，半年左右

3、鍍鋅的鋼水槽發(fā)生穿孔腐蝕；（2）軟水流經(jīng)鍍鋅 管后進入鍍鋅的鋼水槽，四年多尚未發(fā)現(xiàn)鍍鋅的鋼水槽有局部腐蝕。請問 這是為什么？答：（1）軟水含有CO2呈酸性，為導電的腐蝕介質。銅與鋅、鐵比較，無論標準電位還 是電偶序，其電位數(shù)值都較高，因此，理論上會發(fā)生電偶腐蝕。其原因有兩種可能： 第一種可能性：如果銅管與鍍鋅水箱直接連接，在連接處附近會發(fā)生電偶腐蝕，導致水 箱泄漏。第二種可能性：如果采取了絕緣措施，對銅管而言，水中含氧可發(fā)生氧去極化腐蝕，即 陽極Cuf Cu2+2e，陰極O2+4H+4ef 2H2O,結果使水流經(jīng)銅管后含有了 Cu2+離子。含 有Cu2+離子的水進入水箱后，與鋅發(fā)生置換反應，實

4、質是發(fā)生了銅離子還原的陰極反 應Cu2+2ef Cu （Cu2+是極強的氧化劑），使銅沉積于水箱的靠近進口的部分表面，這樣 沉積銅的表面為陰極，金屬鋅為陽極，發(fā)生了間接電偶腐蝕。當鍍鋅層消耗后漏出鐵時， 鐵仍為陽極，繼續(xù)腐蝕，直至穿孔。（2）不存在電偶腐蝕問題，發(fā)生的腐蝕為均勻腐蝕，而且鍍鋅層在常溫水中耐腐蝕性 較好，所以使用壽命更長。為了防止雙金屬腐蝕，有人把涂料涂刷在賤金屬（電位較負的金屬）上， 以防賤金屬加速腐蝕，你對這種做法有何看法？答：這種做法是不對的，會加速賤金屬的腐蝕，原因如下：涂料一般指有機涂層，除添加鋅粉等的特殊涂層外，一般有機涂層不導電，多為陰 極性涂層，而且有空隙，避免不

5、了水分子的滲透，因此單獨使用涂料很容易出現(xiàn)大陰極 小陽極的局部腐蝕電池情況。而電化學腐蝕原理表明：小陽極大陰極組合會加速陽極腐 蝕，反之大陽極與小陰極的連接則會降低腐蝕速率。因此，大陰極小陽極的組合不是過早穿孔，就是空隙處膜下發(fā)生腐蝕而產(chǎn)生的腐蝕 產(chǎn)物使涂層鼓泡、脫落，其防腐壽命很短。第二次世界大戰(zhàn)后不久，美國制造了一艘豪華游船“海洋在召喚號”，船體 用蒙乃爾(Monel)做外殼，用鋼釘鉚接。可在海洋中試航不久，船體主要構 架發(fā)生了嚴重的破壞，最后不得不報廢了，請你分析一下是什么原因？屬 于什么形態(tài)腐蝕，你認為用什么防護措施可以減輕或防止其腐蝕破壞。答：船體報廢的原因：船體用鋼釘鉚接后，鋼釘與

6、蒙乃爾合金的金屬活潑性不同，在海水這種電解質溶液 中形成原電池的原理，加速了兩種金屬中間的化學腐蝕，致使船體主要構架嚴重破壞， 最后報廢。所屬的腐蝕類型：這種腐蝕是一種電化學腐蝕，是電偶腐蝕，也是縫隙腐蝕，均是局部腐蝕的一種形 式。電偶腐蝕是兩種或兩種以上不同電極電位的金屬處于腐蝕介質內相互接觸而引起的 電化學腐蝕，又稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕?？p隙腐蝕它可能發(fā)全于溶液停滯的縫隙之中 或屏蔽的表面內，這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成。防護措施：電偶腐蝕的主要防止措施有：選擇在工作環(huán)境下電極電位盡量接近(最好不超過50毫伏)的金屬作為相接觸 的電偶對；減小較正電極電位金屬的面積，

7、盡量使電極電位較負的金屬表面積增大；盡量使相接觸的金屬電絕緣,并使介質電阻增大；充分利用防護層，或設法外加保護電位。選擇防護方法時應考慮面積律的影響， 以及腐蝕產(chǎn)物的影響等。三、奧氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼均會產(chǎn)生晶間腐蝕，它們的機理有何異 同？(10)答：奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的機理主要有“貧Cr理論”，品界區(qū)選擇性溶解理論，陽極 相理論，吸附理論“貧Cr理論”含碳量較高的奧氏體不銹鋼的品間腐蝕是由于晶界區(qū)的貧銘所引起的。C在奧氏體 中的飽和溶解度0.02%，不銹鋼的C含量一般都高于這一數(shù)值。當不銹鋼固溶處理后， C處于過飽和狀態(tài)。當不銹鋼再次經(jīng)過敏化溫度范圍(600800C)加熱后又處于腐蝕介

8、質 中時，由于在加熱過程中沿晶界析出了銘的碳化物，導致晶界附近銘的含量下降而出現(xiàn)貧 銘區(qū)，當貧銘區(qū)銘的含量低于某種腐蝕介質的最低耐蝕銘含量要求時，貧銘區(qū)作為陽極 被腐蝕。由于貧銘區(qū)很窄，又緊挨著晶界，所以表現(xiàn)為晶界腐蝕。晶界區(qū)選擇性溶解理論不銹鋼在強氧化性介質中也會發(fā)生晶間腐蝕，但不發(fā)生在經(jīng)過敏化處理的不銹鋼， 而是發(fā)生在經(jīng)固溶處理的不銹鋼上。對于這類晶間腐蝕顯然不能用貧Cr理論來解釋， 可用品界區(qū)選擇性溶解理論來解釋。當晶界上析出了。相（FeCr金屬間化合物），或是有 雜質（如P、Si ）偏析，在強氧化性介質中便會發(fā)生選擇性溶解，以致發(fā)生晶間腐蝕.而敏 化加熱時析出的碳化物有可能使雜質不富集

9、或者程度減輕，從而消除或減少晶間腐蝕傾 向。（3）陽極相理論隨著冶煉工藝的提高，已能夠生產(chǎn)出低碳、超低碳不銹鋼，因而碳化物析出而引起 的晶間腐蝕已大為減少。然而當超低碳不銹鋼，特別是高Cr、Mo鋼在650800C受熱 后在強氧化性介質中也會發(fā)生晶間腐蝕，但不發(fā)生在經(jīng)過敏化處理的不銹鋼，而是發(fā)生 在經(jīng)固溶處理的不銹鋼上對于這類晶間腐蝕顯然不能用貧Cr理論來解釋。這是因為在 晶界形成了 Fe-Mo或Mo-Fe金屬間化合物，在過鈍化條件發(fā)生了選擇性溶解。（4）吸附理論雜質（如P、Si）的偏析，在強氧化性介質中便會發(fā)生選擇性溶解，以致發(fā)生晶間腐 蝕。鐵素體不銹鋼晶間腐蝕的機理主要有亞穩(wěn)相溶解理論，亞穩(wěn)

10、沉淀相理論，貧銘理論（1）亞穩(wěn)相溶解理論這種理論認為高溫在晶界形成奧氏體薄膜，這種膜是富C而貪Cr的。有人認為在 化學介質中晶間腐蝕就是沿著這種不穩(wěn)定的奧氏體薄膜進行的；而也有人認為受腐蝕的 是這種奧氏體所轉變成的馬氏體。（2）亞穩(wěn)沉淀相理論這種理論認為高溫（約高于1000C）時，品界富集碳而形成奧氏體，快速冷卻時，在 ”以界面沉淀易于腐蝕的碳化物，故有晶間腐蝕趨勢。在750C的附近加熱，碳化鐵轉 化為碳化銘，故耐晶間腐蝕。（3）貧銘理論這種理論指出，敏化處理時，碳向晶界的擴散較銘為快，因此在晶界及其鄰近區(qū)域 的銘由于（CrFe）23C6在晶界的沉淀而發(fā)生貧銘現(xiàn)象。如果銘量降低到鈍化所需的銘量

11、極 限以下，由于構成大陰極一小陽極的微電池，加速了沿晶粒間界的腐蝕。貧銘理論不僅 長期以來可以滿意地說明奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕問題，近年來也較滿意地解釋鐵素體 不銹鋼的晶間腐蝕問題。鐵素體不銹鋼晶間腐蝕的特點：鐵素體不銹鋼從約925C以上急速冷卻（變?yōu)槊艋瘧B(tài)），易發(fā)火品間腐蝕，另外，從 冷卻速度的影響來看，以空冷后的晶間腐蝕傾向最大；焊后的普通鐵素體不銹鋼產(chǎn)生品間腐蝕的位置是在焊接接頭的緊鄰熔合線處；對于已處于晶間腐蝕敏感狀態(tài)的鐵素體不銹鋼，一般經(jīng)由大約700800C短時間 回火處理便可減少或消除品間腐蝕傾向；與奧氏體不銹鋼不一樣，鐵索體不銹鋼碳含量降低至超低碳鋼級（0.03%C），還不 足以

12、避免晶間腐蝕傾向，而須要更高的純度。四、以海上采油平臺（材料為Q235鋼）為例，說明海洋腐蝕的特點？（10 分）答：海水是一種含有多種鹽類的電解質溶液，除了電位很負的鎂及其合金外，大部分金 屬材料在海水中都氧去極化腐蝕。對于處于海水環(huán)境中的海上采油平臺來說，如同輪船一樣飄浮在海面上，制造平臺 的Q235碳鋼分別處于全浸區(qū)、潮汐區(qū)、飛濺區(qū)和大氣區(qū)，錨固金屬處于海泥區(qū)。海洋環(huán)境腐蝕機理為陰極氧去極化控制的電化學腐蝕過程，因此其腐蝕速度主要由海水 的含氧量決定，氧含量高則腐蝕性強。1）全浸區(qū)：平均低潮線以下的位置為海水全浸區(qū)。根據(jù)海洋的深度不同，又分為淺海 區(qū)和深海區(qū)，二者并無確切的深度界限，一般所

13、說的淺海區(qū)大多指100200m以內的海 水。海洋環(huán)境因素如溫度、含氧量、鹽度、pH值等隨海洋的深度而變化，所以海水深 度必然影響到全浸區(qū)金屬的腐蝕行為。其中是最為主要的因素是溫度和含氧量。全浸區(qū) 中鋼鐵的腐蝕速度在0.070.18mm/a。淺海區(qū)海水氧處于飽和態(tài)，溫度高，海水流速大 腐蝕比深海區(qū)大，海洋生物會粘附在金屬材料上。一般來說，20m水深以內的海水較深 層海水具有更強的腐蝕性。深海區(qū)的含氧量較小，溫度接近0C，海洋生物的活性減小。2）潮汐區(qū)：指平均高潮位與平均低潮位之間的區(qū)段，對于海洋平臺金屬，潮汐區(qū)海水 含氧多為陰極區(qū)域，全浸區(qū)含氧低為陽極區(qū)域，結果導致靠近平均低潮線的全浸區(qū)腐蝕 速

14、度大于潮汐區(qū)。金屬表面與含氧充分的海水周期性地接觸，引起腐蝕。與飛濺區(qū)相比， 潮汐區(qū)的氧擴散沒有飛濺區(qū)那樣快，也無強烈的海水沖擊。潮汐區(qū)金屬表面溫度受氣溫 影響也受海水溫度的影響，通常接近于表層海水溫度。潮汐區(qū)的腐蝕通常是平均高潮位 和平均低潮位最為嚴重，這是氧濃差電池的作用。潮差段因供氧充分，成為陰極，受到 一定程度的保護，腐蝕減輕。低潮位以下全浸區(qū)因供氧相對較少成為陽極，使腐蝕加速。 在工程設計上，有時把潮差區(qū)并入飛濺區(qū)一起考慮，并不是因為兩段間的腐蝕是一樣的， 而是從施工、維護和陰極保護方面加綜合考慮，使之協(xié)調一致。3）飛濺區(qū)：指平均高潮線以上海洋飛濺所能濕潤的位置。在這個部位，金屬材料

15、表面 連續(xù)不斷地被海水濕潤，海水又與空氣充分接觸，含氧量充分，含鹽量很高，加上海水 的沖擊作用，腐蝕在這個部位最為嚴重。當很高的風速和海流速造成強烈的海水運動時， 海水的沖擊會在飛濺區(qū)成磨耗一腐蝕聯(lián)合作用的破壞。同時強烈的海水沖擊不斷地破壞 腐蝕產(chǎn)物和保護涂層，增加了飛濺區(qū)的腐蝕。4）大氣區(qū)：飛濺區(qū)以上為海洋大氣區(qū)，金屬表面液膜中含導電粒子量低于海水，所以 腐蝕速度最低。5）海泥區(qū)：主要由海底沉積物構成，含鹽度高，電阻率低，因此是良好的電解質，對 金屬的腐蝕要比陸地上土壤要高。由于氧濃度十分低，所以海泥區(qū)的腐蝕比全浸區(qū)要低。五、錫在電動序表中相對鐵是陰極，為什么大量用鍍錫板制作食品包裝的罐 頭

16、盒;而鋅相對鐵是陽極,為什么在高于60C使用時，鍍鋅管反而會加速基體 鐵管的腐蝕？ （10）答：錫在電動序及含氧的介質中對鐵是陰極。但在作為食品包裝罐頭盒的情況下，屬于 缺氧環(huán)境，食品中含有有機酸，電化學腐蝕過程為陰極氫去極化的過程。一方面錫易與 食品中羰酸形成絡合物而使錫離子濃度極低通過能斯特方程式計算，當腐蝕產(chǎn)生的離子 與絡合劑絡合后，溶液中離子含量極低，實際電極電位變得更負，另一方面氫在錫上析 出的過電位很高，所以在缺少氧去極化劑的情況下錫優(yōu)先鐵而溶解，為陽極，而且腐蝕 速度很慢，鐵為陰極而被保護。關鍵是錫形成絡合物，鐵不形成絡合物，所以導致實際 電位次序改變。鋅在高于60C的水中使用時

17、，形成疏松顆粒狀的腐蝕產(chǎn)物，沒有保護性。由于鋅的 電位很負，腐蝕速度很高，之所以用作耐腐蝕材料是因為腐蝕產(chǎn)物的保護性而使腐蝕速 度減小，一旦腐蝕產(chǎn)物失去保護性，鍍鋅層很快就會被消耗掉。因為鍍鋅層在6090C 水中腐蝕速度極快，是否發(fā)生了電化學極性逆轉已不重要，所以鍍鋅層不能用于熱水中。六、引起冷卻水（淡水和海水）系統(tǒng)中材料腐蝕的主要影響因素有哪些？其基本防護途徑是什么？(10分)答：弓I起冷卻水(淡水和海水)系統(tǒng)中材料腐蝕的主要影響因素有：水中溶解氧循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，冷卻水含有豐富的溶解氧，在正常情況下，循環(huán)冷卻水在30C 左右時，水中含氧46mg/L。溶解氧對鋼鐵有兩個相反的作用，一是參加陰

18、極反應，加 速鋼鐵腐蝕；二是鋼鐵表面形成氧化膜，抑制鋼鐵的腐蝕。一般，主要因素往往不會超 過臨界點值，所以溶解氧是加速腐蝕的主要因素。水中溶解鹽的濃度水中溶解鹽的濃度對腐蝕的影響綜合起來有以下三個方面。水中Cli-、so42-等離子的含量高時，將使水的導電性增大，容易發(fā)生電化學作 用，使腐蝕加劇。水中的PO43-、CrO42-等離子能鈍化鋼鐵或生成難溶沉淀沉積于金屬表面，起到防 腐作用。如產(chǎn)生Fe(OH)2的膠體狀沉淀物下降，腐蝕速度減慢?？墒寡醯娜芙舛认陆?，進而使陰極過程減弱，導致腐蝕速度減慢。水的溫度像大多數(shù)化學反應一樣，水的溫度對腐蝕的影響，其速率隨著水溫的升高而成比例 的增加。一般情況

19、下水溫每升高10C，鋼鐵的腐蝕速率增加30%，主要是由于水溫升 高導致氧擴散系數(shù)增大，溶液電導增加，腐蝕電流增大。但是，水溫升高可使水中溶解 氧濃度減少。因此，多方面的因素對實際裝置的影響表現(xiàn)是不一樣的。水的PH值在正常溫度下，水的pH值一般在4.310.0之間，碳鋼在這樣的水溶液中，它的表 面常形成Fe(OH)2覆蓋膜，此時腐蝕速率幾乎與pH值無關，pH值在10.0以上時，鐵 表面被鈍化，腐蝕速率繼續(xù)下降。當pH值低于4.0時，鐵表面保護層被溶解，水中H+ 濃度因而發(fā)生析氫反應，腐蝕速率將急劇增加。由于水中鈣硬的存在，CaCO3保護膜在 PH值偏酸性時不易形成，其腐蝕速度比偏堿時高。水流速度

20、碳鋼在冷卻水中被腐蝕的主要原因是氧的去極化作用，而腐蝕的速度又與氧的擴散 速度有關。流速的增加將使金屬壁和介質接觸面的層流便薄而有利于溶解氧擴散到金屬 表面。同時，流速增大時，可沖去沉積在金屬表面的腐蝕、結垢等生成物，使溶解氧更 易于向金屬表面擴散，導致腐蝕加速，所以碳鋼的腐蝕速度隨水流速度的增加而加大。 一般來說，水流速在0.61m/s時，腐蝕速度最小。基本防護途徑：材料的選定材料的選定是海水直流冷卻系統(tǒng)防腐設計的首要原則。海水直流冷卻系統(tǒng)常用材料如下：海水取放水管：通常為鋼管(或襯里)或鋼筋混凝土管。海水配管：主要為鑄鐵管(或襯里)，也有少量塑料管(聚氯乙烯、聚乙烯)、不銹鋼 管和混凝土管

21、。海水換熱器：換熱管材通常為鋁黃銅(HA l- 77- 2A )、白銅(銅竦合金、B10、B30) 和鈦管(TA2),也有少量采用耐海水不銹鋼管；管板通常為錫黃銅(Cu- 40Zn-112Sn)、鋁 青銅(Cu- 9Al-3Fe-1Mn-1Ni)、白銅(B10、B30)和鈦板。海水泵：通常為低竦鑄鐵，也有銅合金和316L不銹鋼等材質。陰極保護陰極保護是海水直流冷卻系統(tǒng)中重要防腐技術之一。在絕大多數(shù)情況下，金屬在海 水中的腐蝕為電化學腐蝕。在一定條件下，將金屬進行陰極極化以減小和防止金屬腐蝕 的方法稱之為陰極保護法。陰極保護技術包括：外加電流陰極保護和犧牲陽極陰極保護 兩種方法。適用于鑄鐵、低碳

22、鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金、鈦等設備的防 腐。其不僅可以防止均勻腐蝕，對防止孔蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕等也是有效的。對于海水直流冷卻系統(tǒng)，需要進行陰極保護的主要結構與設備有：取水頭及引水鋼 管、攔污柵、清污機、海水泵、旋轉濾網(wǎng)、二次濾網(wǎng)、凝汽器、收球網(wǎng)、冷卻器、管道 和埋地側管線等。（3）涂層防腐涂層防腐是海水直流冷卻系統(tǒng)中重要防腐技術之一。主要用于低碳鋼和低合金鋼設 備的防腐。其防腐效果主要取決于涂料的性能，但配套品種和施工工藝亦十分重要。用于海水體系的防腐涂層主要包括金屬涂層和有機涂層。金屬涂層主要包括純Zn、純Al和Zn-Al合金涂層，其中又以Zn-Al合金（Al 30% ）涂

23、層防腐效果最好，經(jīng)驗表明：金屬涂層和有機涂層配套使用,在海洋條件下的保護壽命可 達10a以上。有機涂層作為海水體系防腐涂層種類主要有：環(huán)氧樹脂漆、乙烯樹脂漆、 氯化橡膠漆、聚氨酯漆、無機富鋅底漆等。另外，涂層與陰極保護聯(lián)合使用，是經(jīng)濟、有效的防腐方法。（4）緩蝕劑亞鐵離子成膜是目前發(fā)電廠銅合金凝汽器海水直流冷卻系統(tǒng)中廣泛采用的一種防 腐方法，對銅合金的沖擊腐蝕、脫鋅腐蝕和應力腐蝕都有明顯效果。成膜所需的亞鐵離 子可以由加入硫酸亞鐵提供或采用電解法直接產(chǎn)生。成膜方式可以是一次造膜、運行中 定期加入或低濃度連續(xù)注入。亞鐵離子成膜工藝直接影響成膜效果，成膜不當則沒有保 護效果，甚至會加速腐蝕；另外，

24、對于污染海水特別是h2s等還原性物質污染時，亞鐵造 膜亦沒有保護效果。（5）聯(lián)合保護在海水直流冷卻系統(tǒng)中，通常采用多種防腐對策進行聯(lián)合保護，才能達到良好效 果。以電廠凝汽器為例，防止銅合金管泄漏的較有效措施為采用海綿球清洗、亞鐵成膜 及陰極保護三者的聯(lián)合保護。海水管路通常采用涂層、陰極保護等防腐措施進行聯(lián)合保 護。七、有一條鋼自來水管從城市的地下通過，試提出兩種合理的防腐措施對其 進行有效的保護.答：水管的腐蝕環(huán)境：自來水管在城市地下通過，管內遭受自來水腐蝕，管外遭受土 壤腐蝕及雜散電流腐蝕。管內防腐措施：（1）管道襯里自來水不能被污染，所以一般不使用普通有機涂層。可以使用無機 涂層、金屬鍍層

25、或無毒有機涂層，無機涂層常用水泥砂漿襯里，適用于直徑較大管道； 金屬涂層可用熱浸鍍鋅或熱浸鍍鋁鋼管；無毒有機涂層可使用聚氨酯涂層等。（2）高壓水射流清洗可以采用用高壓水射流對水管進行周期性清洗的方法，高壓水射流清洗是一種比較 普遍采用地方法，它是利用從高壓泵打出來的高壓水經(jīng)水管到達噴嘴，然后把高壓力低流 速的水轉換為低壓力高流速的射流對管道內部進行連續(xù)不斷的沖洗，從而使管道內部的 垢物脫落下來，這樣可以抑制管道內部的腐蝕，恢復了管道的通水能力，經(jīng)試驗研究這種方 法有很好的效果,并且達到了高效,節(jié)能的效果。（3）在鋼管內使用塑料襯里管道。管外防腐措施：腐蝕比管內嚴重，是防腐的重點。首先用拋光機將

26、表面的銹除凈，用破布將浮銹、 灰塵、油污擦拭干凈，露出金屬光澤。然后涂刷涂層。使用的涂層可以是：（1）熔結環(huán)氧粉末防腐層熔結環(huán)氧粉末防腐層是將防腐用環(huán)氧粉末通過靜電涂覆技術，涂覆在230度左右的 鋼管上，環(huán)氧粉末在鋼管表面熔融并固化。（2）三層聚乙烯防腐層三層聚乙烯防腐層的結構為溶解環(huán)氧-共聚物膠粘劑-聚乙烯防腐層，簡稱三層PE。 該防腐層是以環(huán)氧粉末涂料為底漆，以改性聚烯烴為中間層，以聚乙烯為面層，由于改 性聚烯烴分子鏈上接枝了馬來酸酐，因此可以與環(huán)氧底漆形成化學結合，同時又可以和 面層形成物理融合，從而形成統(tǒng)一的整體，表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。（3）石油瀝青涂層（石油瀝備玻璃布+表面聚氯乙烯膜），

27、特點是技術成熟，成本 較低。（4）石油瀝青涂層+陰極保護?；蚓郯滨ネ繉印?PE、3PE等。八、根據(jù)腐蝕反應的特點，用系統(tǒng)防護的觀點，控制金屬腐蝕，有哪些途 徑和方法？（10）答：（1）合理設計結構，在設計設備時就從設備的形狀、安裝等方面來防止或減緩腐 蝕速度?？紤]制造加工方法對防腐蝕的影響及防腐施工的方便性。（2）合理選擇材料。根據(jù)金屬材料的腐蝕數(shù)據(jù)，選擇對特定環(huán)境腐蝕率低、價格 便宜、性能好的材料，是常用的、簡便的控制腐蝕的方法，可以使設備獲得經(jīng)濟、合理 的使用壽命。（3）在界面上采取防腐措施，如電化學保護，施加防護涂層等。金屬保護中常用 對其表面進行處理以防止腐蝕。金屬在接觸使用環(huán)境之前，

28、先用鈍化劑或成膜劑（銘酸 鹽、磷酸鹽、堿、硝酸鹽和亞硝酸鹽混合液等）處理，表面生成穩(wěn)定密實的鈍化膜，抗 蝕性大大增加。用有機涂料保護大氣中的金屬結構是應用最廣的傳統(tǒng)防腐手段。（4）改進環(huán)境條件，如對介質進行處理，添加緩蝕劑等，如果能消除金屬材料和 設備在使用環(huán)境中引起腐蝕的各種因素，腐蝕就會中止或減緩。但是多數(shù)環(huán)境條件是無 法控制的，如大氣和土壤中的水分、海水中的氧等都不可能除去。生產(chǎn)流程也是不能任 意改動的，這時可以調整局部環(huán)境。例如鍋爐進水先去氧（加入脫氧劑Na2SO3和N2H4 等），可保護鍋爐管少受腐蝕；先除去密閉倉庫進入空氣的水分，可免貯存金屬部件生 銹；在水中經(jīng)常加入堿或酸以調節(jié)p

29、H至最佳范圍（通常接近中性），可以防止冷卻水對 換熱器和其他設備的結垢、穿孔；煉制石油的工藝中也常加堿或氨，使生產(chǎn)流體保持中 性全弱堿性。（5）通過各種合理的管理措施，加強對關鍵部位的監(jiān)控和改善維修等措施來最終 達到提高整個設備運行中的耐腐蝕能力。九、某電站海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)原設計用材為耐海水腐蝕低合金鋼 10CrMoAl，但在使用5年后出現(xiàn)嚴重的腐蝕泄漏，檢修切開管道發(fā)現(xiàn)管內 壁被銹層覆蓋，銹層中含有大量銹瘤，銹瘤外殼呈黃褐色，較為致密，打 破外殼后內層為比較疏松的浮銹，銹層下的金屬基體腐蝕嚴重，呈不均勻 的潰瘍狀腐蝕，個別腐蝕坑深度較大，出現(xiàn)穿孔。在損壞的閥門內壁有水流狀腐蝕溝槽。試用腐蝕失

30、效分析方法分析與推測腐蝕失效原因。（10）答：腐蝕失效分析方法一般分為兩步：（1）現(xiàn)場調查；（2）實驗室分析。在現(xiàn)場調查的過程中要了解以下幾點：了解失效設備的名稱、尺寸、形狀、材料牌號、制造廠家及全部的制造工藝歷史（了 解冶煉、鑄造、加工、熱處理及裝配等情況）、投入運行日期、運行記錄、維修記錄、 工藝流程及操作規(guī)程等。了解失效設備或部件的結構和制造特征以及失效部件和碎片的腐蝕外觀，如附著 物和腐蝕生成物的收集以及一切可疑的雜物和痕跡的觀察等。了解腐蝕失效設備或管線的服役條件及服役歷史（介質環(huán)境、溫度、壓力和以前相 關的監(jiān)測情況），應特別注意環(huán)境細節(jié)和異常工況，如突發(fā)超載、溫度變化、壓力和偶然與

31、 強腐蝕介質的接觸等。聽取操作人員及佐證人介紹發(fā)現(xiàn)腐蝕失效的情況及其相應的處理方法。收集同類或相似部件過去曾發(fā)生過的腐蝕失效情況。（2）實驗室分析。題目中已經(jīng)寫明現(xiàn)場調查所需要得到的主要內容，所以以下著重從所觀 察的現(xiàn)象上分析腐蝕失效原因。題目中指出發(fā)現(xiàn)管內壁被銹層覆蓋，銹層中含有大量銹瘤這可能是因為循環(huán)冷卻 水在冷卻塔散熱時暴露在空氣中，會有粉塵，微生物,細菌等進入,而循環(huán)水中的環(huán)境特 別適宜這類生物在里面生存，并大量繁殖，時間久了形成大量污垢,粘泥等附著在管道內壁 上.對內壁造成腐蝕，剝落下來的鐵銹與粘泥混雜后再與水中的鈣離子鎂離子等結合產(chǎn)生 氧化鐵碳酸鈣碳酸鎂等等的混合物，成分復雜.因此

32、可以在管道內部發(fā)現(xiàn)大量呈黃褐色 的銹瘤，并且銹瘤在肉眼下觀察時，顯得比較致密。腐蝕介質：從腐蝕介質方面考慮，在循環(huán)水處理過程中，大多數(shù)用自來水補充。 而自來水中一般都溶解有一定量的氯離子、o2、CO2,并且還溶解有各種各樣的鹽類， 包括Na鹽，Ca鹽和Mg鹽等，這些物質都會與循環(huán)水設備即管道形成原電池?；w嚴重腐蝕及穿孔的原因：一方面，在水的重復利用過程中，隨著水分的蒸發(fā)， 水中的溶解鹽類、懸浮固體及非揮發(fā)性有機物濃度逐步增大，超過一定濃度時在管道、 設備特別是在換熱面上發(fā)生結垢；另一方面，在水中有溶解氧存在的條件下，以及鐵的 陽極發(fā)生反應，可以促進形成腐蝕電池，造成嚴重的垢下腐蝕；銹瘤覆蓋下

33、的貧氧區(qū)與 裸露的富氧區(qū)之間也能形成氧濃差電池，使金屬遭受局部腐蝕，當形成氧濃差電池后， 局部區(qū)域會由于發(fā)生強烈的點蝕而產(chǎn)生穿孔。閥門內壁有水流狀腐蝕溝槽的分析：材料的耐點蝕性能與鋼中夾雜物特性、脫氧 程度、磷含量及其偏析等冶金因素有關。鋼表面形成的腐蝕溝槽，與材料中的帶狀組織 有關。平行腐蝕溝槽與鋼中的磷偏析有很好的對應性。同時，具有磷偏析的鋼通常會形 成鐵素體和珠光體平行相間分布的帶狀組織。此外，鋼中的條狀夾雜物也會造成蝕坑溝 槽狀的腐蝕形態(tài)。另外條件允許的話，可進行以下分析以進一步確定腐蝕失效原因1）微觀組織分析： 用金相顯微鏡、電子顯微鏡觀察腐蝕失效部件的顯微組織2）化學成分分析：主要

34、是采 用光譜法等測定腐蝕部件的材料是否符合技術要求，有無用錯材料或出現(xiàn)成分偏差，必要 時可進行微量元素分析或微區(qū)成分分析。3）腐蝕產(chǎn)物分析表面形貌觀察還要配合相 應的腐蝕產(chǎn)物分析結果，才能更有效地分析出材料失效的原因。4）腐蝕形貌觀察：腐蝕 形貌真實地反映了材料被腐蝕的全過程，通過對材料腐蝕表面形貌的觀察，可以進一步詳 細了解腐蝕過程十、根據(jù)自己的研究方向，查找一個以上有關的腐蝕型式試驗標準，對其 簡要描述。（10）答：本人研究生階段研究的課題：光功能陶瓷材料-y2o3系透明陶瓷的制備及其光 物性研究。我研究的是粉狀化合物，不存在腐蝕問題，只是變質問題，因而通過查找， 了解了幾個腐蝕型式試驗標

35、準。所謂型式試驗type test，就是在按某種設計制造一個或多個樣品來確定該設計是否 符合本標準的全部要求而進行的試驗。標準1：不銹鋼點蝕電位測量的試驗標準標準號Standard No.： GB/T 17899-1999,這個標準規(guī)定了不銹鋼點蝕電位測量方法 的試樣、試驗溶液、試驗儀器和設備、試驗條件和步驟、試驗結果和試驗報告。此標準適用于動電位法測量不銹鋼在中性3.5%氯化鈉溶液中的點蝕電位。（1）.取樣：從板材取樣時應使試驗面平行于板材的軋面，試驗面用符合GB/T 2481.1 規(guī)定的粒度的砂紙進行研磨，一直磨到粒度為W20的砂紙。為了防止縫隙腐蝕，研磨 后可以進行鈍化處理（在50C、20%30%的硝酸中浸泡1 h以上）。用釬焊或點焊的方 法將導線焊在試樣上。試樣的絕緣，應使最終暴露的試驗面的面積為1cm2，板材試樣 為10mmx10mm，并使試驗面處于試樣上未受釬焊或點焊熱影響的部位。非試驗面