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金属腐蚀的控制方法

金属腐蚀的控制方法
金属腐蚀的控制方法

金属腐蚀的控制方法

摘要:研究腐蚀的目的,是为了防止腐蚀和控制腐蚀的危害,延长材料的使用寿命。各种工程材料,从原料加工成产品,直到使用和长期储存过程中都会遇到不同的腐蚀环境,产生不同程度的腐蚀。金属腐蚀的过程是一个自发的过程,完全避免材料的腐蚀是不可能的,因此腐蚀控制的问题也就应运而生。本文从多角度来讨论金属的腐蚀控制方法,从而为今后的金属防腐工作带来一定借鉴和指导作用。

关键词:腐蚀控制腐蚀金属腐蚀防腐工作

一、基于腐蚀控制的设计考虑

1.正确选用材料和加工工艺

材料有各类金属材料和非金属材料,合理选材应主要从材料的力学性能、耐蚀性能、加工性能和经济性四个方面进行考虑。选材时应遵循以下原则:

1.1选材需要考虑经济上的合理性,在保证其他性能和设计的使用前提下,尽量选用价格便宜的材料。

1.2综合考虑整个设备的材料,根据整个设备的设计寿命和各部件的工作环境选择不同的材料。易腐蚀部分应选择耐蚀性强的材料。

1.3对选择材料要查明对哪些腐蚀具有敏感性,在选用部位所承受的应力、所处环境的介质条件以及可能发生的腐蚀类型,与其它接触的材料是否相容,是否发生接触腐蚀。

金属腐蚀理论复习题

金属腐蚀理论复习题

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金属腐蚀理论及腐蚀控制复习题 第一章 绪论 思考题 1.举例说明腐蚀的定义,腐蚀定义中的三个基本要素是什么,耐蚀性和腐蚀性概念的区别。 答:腐蚀的定义:工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏 举例:工程材料和周围环境发生相互作用而破坏 三个基本要素:腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。 耐蚀性:指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。 腐蚀性:指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。 2.金属腐蚀的本质是什么,均匀腐蚀速度的表示方法有哪些? 答:⑴金属腐蚀的本质:金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后,腐蚀产物变为化合物或非单质状态;从能量观点看,金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系,腐蚀反应使体系能量降低。 ⑵均匀腐蚀速度的表示方法: ①深度:年腐蚀深度 (p V ) V P =t h ?=d -V △h 是试样腐蚀后厚度的减少量,单位mm ;V -代表失重腐蚀速 度; t 是腐蚀时间,单位y;d 是金属材料的密度;VP 所以的单位是mm /y 。 ②增重: V + =St W +? = St W W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量,单位g ; W 1代表腐

蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量,单位g; S代表试样暴露的表面积,单位m 2; t 代表腐蚀的时间,单位h 。 ③失重:失重腐蚀速度(-V ) - V = St W -?=St W W 1 0- W0代表腐蚀前金属试样的质量,单位g; W1代表 腐蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量,单位g; S 代表试样暴露的表面积, 单位m 2; t 代表腐蚀的时间,单位h 。 计算题 计算题 1. 根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp,并进行比较,说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 表1 解:由题意得: (1)对碳钢在30%HNO 3( 25℃)中有: Vˉ=△W ˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40+20×3+40×30)×0.000001 =0.4694 g/㎡?h 又d=m /v=18.7154/20×40×0.003=7.798g /c m2 ?h V p=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53m m/y 对铝在30%HNO 3(25℃)中有: V ˉ=△W ˉ铝/s t =(16.1820-16.1347)/2×(30×40+30×5+40×5)×45×10-6

金属腐蚀与防护

第一章绪论 腐蚀:由于材料与其介质相互作用(化学与电化学)而导致的变质和破坏。 腐蚀控制的方法: 1)、改换材料 2)、表面涂漆/覆盖层 3)、改变腐蚀介质和环境 4)、合理的结构设计 5)、电化学保护 均匀腐蚀速率的评定方法: 失重法和增重法;深度法; 容量法(析氢腐蚀);电流密度; 机械性能(晶间腐蚀);电阻性. 第二章电化学腐蚀热力学 热力学第零定律状态函数(温度) 热力学第一定律(能量守恒定律) 状态函数(内能) 热力学第二定律状态函数(熵) 热力学第三定律绝对零度不可能达到 2.1、腐蚀的倾向性的热力学原理 腐蚀反应自发性及倾向性的判据: ?G:反应自发进行 < ?G:反应达到平衡 = ?G:反应不能自发进行 > 注:ΔG的负值的绝对值越大,该腐蚀的自发倾向性越大. 热力学上不稳定金属,也有许多在适当条件下能发生钝化而变得耐蚀. 2.2、腐蚀电池 2.2.1、电化学腐蚀现象与腐蚀电池 电化学腐蚀:即金属材料与电解质接触时,由于腐蚀电池作用而引起金属材料腐蚀破坏. 腐蚀电池(或腐蚀原电池):即只能导致金属材料破坏而不能对外做工的短路原电 池. 注:1)、通过直接接触也能形成原电池而不一定要有导线的连接; 2)、一块金属不与其他金属接触,在电解质溶液中也会产生腐蚀电池. 丹尼尔电池:(只要有电势差存在) a)、电极反应具有热力学上的可逆性; b)、电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行; c)、电池中进行的其它过程也必须是可逆的. 电极电势略高者为阴极 电极电势略低者为阳极 电化学不均匀性微观阴、阳极微观、亚微观腐蚀电池均匀腐蚀

2.2.2、金属腐蚀的电化学历程 腐蚀电池: 四个部分:阴极、阳极、电解质溶液、连接两极的电子导体(即电路) 三个环节:阴极过程、阳极过程、电荷转移过程(即电子流动) 1)、阳极过程氧化反应 ++ - M n M →ne 金属变为金属离子进入电解液,电子通过电路向阴极转移. 2)、阴极过程还原反应 []- -? D D ne +ne → 电解液中能接受电子的物质捕获电子生成新物质. (即去极化剂) 3)、金属的腐蚀将集中出现在阳极区,阴极区不发生可察觉的金属损失,只起到了传递电荷的作用 金属电化学腐蚀能够持续进行的条件是溶液中存在可使金属氧化的去极化剂,而且这些去极化剂的阳极还原反应的电极电位比金属阴极氧化反应的电位高2.2.3、电化学腐蚀的次生过程 难溶性产物称二次产物或次生物质由于扩散作用形成,且形成于一次产物相遇的地方 阳极——[]+n M(金属阳离子浓度) (形成致密对金属起保护作用) 阴极——pH高 2.3、腐蚀电池类型 宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、超微观腐蚀电池 2.3.1、宏观腐蚀电池 特点:a)、阴、阳极用肉眼可看到; b)、阴、阳极区能长时间保持稳定; c)、产生明显的局部腐蚀 1)、异金属(电偶)腐蚀电池——保护电位低的阴极区域 2)浓差电池由于同一金属的不同部位所接触的介质浓度不同所致 a、氧浓差电池——与富氧溶液接触的金属表面电位高而成为阳极区 eg:水线腐蚀——靠近水线的下部区域极易腐蚀 b、盐浓差电池——稀溶液中的金属电位低成为阴极区 c、温差电池——不同材料在不同温度下电位不同 eg:碳钢——高温阳极低温阴极 铜——高温阴极低温阳极 2.3.2、微观腐蚀电池 特点:a)、电极尺寸与晶粒尺寸相近(0.1mm-0.1μm); b)、阴、阳极区能长时间保持稳定; c)、引起微观局部腐蚀(如孔蚀、晶间腐蚀)

金属腐蚀理论及腐蚀控制答案

《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 (跟着剑哥走,有肉吃。) 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p,并进行比较,说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解:由题意得: (1)对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有: Vˉ=△Wˉ/st = mh 又有d=m/v=20×40×=cm2h Vp=ˉ/d=×=y 对铝在30%HNO3(25℃)中有: Vˉ=△Wˉ铝/st = =㎡h

d=m铝/v=30×40×5×=cm3 说明:碳钢的Vˉ比铝大,而Vp比铝小,因为铝的密度比碳钢小。 (2)对不锈钢在20%HNO 3( 25℃)有: 表面积S=2π×2 .0+2π××= m2 015 Vˉ=△Wˉ/st= g/ m2h 试样体积为:V=π××= cm3 d=W/V== g/cm3 Vp=ˉ/d=×=y 对铝有:表面积S=2π×2 .0+2π××= m2 02 Vˉ=△Wˉ/st= g/ m2h 试样体积为:V=π×2 2×= cm3 d=W/V== g/cm3 Vp=ˉ/d=×=y 试样在98% HNO3(85℃)时有: 对不锈钢:Vˉ=△Wˉ/st = g/ m2h Vp=ˉ/d=×=y 对铝:Vˉ=△Wˉ/st= m2h Vp=ˉ/d=×=y 说明:硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。

3.镁在L NaCl 溶液中浸泡100小时,共放出氢气330cm3。试验温度25C,压力760mmHg;试样尺寸为2020 (mm)的薄板。计算镁试样的失重腐蚀速度V p。(在25C时水的饱和蒸汽压为) 解:由题意得:该试样的表面积为: S=2×(20×20+20×+20××6 10-m2 10-=840×6 压力P= mmHg = mmHg= 根据PV=nRT 则有放出的氢气的物质的量为: n=PV/RT=×330×6 10-/×(25+= 又根据Mg +2+ H H—>+2 Mg+ 2 Mg腐蚀的量为n(Mg)= 所以:Vˉ=nM(Mg)/St=×840×6 10-×100= g/ m2h 查表得:d Mg= g/cm3 有:Vp=ˉ/d=×=y 4.表面积4cm2的铁试样,浸泡在5%盐酸溶液中,测出腐蚀电流为Icor = 。计算铁试样的腐蚀速度V-和V p。 解:由题意得: 根据Vˉ=A/nF=i cor可知 Vˉ=(A/nF)I cor/s =××2××4×= m2h 查表得d(Fe)= cm3 Vp=ˉ/d=×=y 即铁试样的腐蚀速度Vˉ= g/㎡*h Vp=y 第二章

金属防腐蚀的方法

防止金属腐蚀的方法和途径很多,主要有以下几种: 一、提高金属材料内在耐蚀性能 采用不易与周围介质发生反应的金属及合金材料来加工产品,是有效的防腐办法。例如,有些金属及合金在空气单不易氧化,或能生成致密的钝化薄膜,可以抵抗酸、碱、盐腐蚀,如不锈钢,就是在钢中加入定量的铬、镍、钦等元素,当铬元素含量超过12%时,就可以起到不锈的作用。有些在高温高压时性能稳定,如耐热不起皮钢;有些在空气中不易腐蚀,如铝、锌等。获得这种金属材料的途径卞要是采用冶炼方法来改变金属的化学成分,例如在碳钢中加入镍、铬、硅、锰、钒等元素炼成耐蚀合金钢。不锈钢就是含有较多铬、镍、钛等元素的高合金钢。耐蚀低合金钢就是在钢中加入微量的钒、钛、稀土等元素炼成的低合金耐蚀钢。此外,对于某些金属材料,还可以通过热处理方法,改变金属的金相组织,提高耐蚀性能。 二、涂、镀非金属和金属保护层 在金属表面上制成保护层,借以隔开金属与腐蚀介质的接触,从而减少腐蚀。根据构成保护层的物质,可以分为以下几类:(1)非金属保护层把有机和无机化合物涂覆在金属表面,如油漆、塑料、玻璃钢、橡胶、沥青、搪瓷、混凝土、珐琅、防锈油等。在金属表面涂覆非金属保护层,用得最广泛的是油漆和塑料涂层。油漆是千百年来的传统方法,但油漆在造漆和涂装过程中有环境污染现象,正在变革工艺,向水溶性方向发展。塑料涂层是近几十年来发展最快的防腐方法,尤其是把有机树脂做成粉末涂料,采用各种方法在金属表面形成优良的涂层,获得了空前的发展。(2)金属保护层在金属表面镀上一种金属或合金,作为保护层,以减慢腐蚀速度。用作保护层的金属通常有锌、锡、铝、镍、铬、铜、镉、钛、铅、金、银、钯、铑及各种合金等。获得金属镀层的方法也有许多。①电镀用电沉积的方法在金属表面上镀上层金属或合金。镀层金属有

腐蚀控制的方法

腐蚀控制的方法 1. 根据使用的环境,正确地选用金属材料和非金属材料; 2. 对产品进行合理的结构设计和工艺设计,以减少产品在加工、装配、储存等环节中的腐蚀; 3. 采用各种改善腐蚀环境的措施,如在封闭或循环的体系中使用缓蚀剂,以及脱气、除氧和脱盐等; 4. 采用化学保护方法,包括阴极保护和阳极保护技术; 5. 在基材上施加保护涂层,包括金属涂层和非金属涂层。 全面腐蚀与局部腐蚀 全面腐蚀是常见的一种腐蚀。全面腐蚀是指整个金属表面均发生腐蚀,它可以是均匀的 也可以是不均匀的。全面腐蚀速度也称均匀腐蚀速度,常用的表示方法有重量法和深度法。局部腐蚀主要有点蚀(孔蚀)、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、 湍流腐蚀等。 点腐蚀(孔蚀)------是一种腐蚀集中在金属(合金)表面数十微米范围内且向纵深发 展的腐蚀形式,简称点蚀。点蚀是一种典型的局部腐蚀形式,具有较大的隐患性及破坏性。点蚀表面直径等于或小于它的深度。一般只有几十微米。 点蚀发生的条件 1.表面易生成钝化膜的材料,如不锈钢、铝、铅合金;或表面镀有阴极性镀层的金属,如碳钢表面镀锡、铜镍等。 2.在有特殊离子的介质中易发生点蚀,如不锈钢在卤素离子的溶液中易发生点蚀。 3.电位大于点蚀电位(Ebr)易发生点蚀。 影响点蚀的因素及预防措施 合金成分、表面状态及介质的组成,pH 值、温度等,都是影响点蚀的主要因素。不锈钢中Cr 是最有效提高耐点蚀性能的合金元素,如与Mo、Ni、N 等合金元素配合,效果最好。降低钢中的P、S、C 等杂质含量可降低点蚀敏感性。奥氏体不锈钢经过固溶处理后耐点蚀。预防点蚀的措施:(1)加入抗点蚀的合金元素,含高Cr、Mo 或含少量N 及低C 的不锈钢抗点蚀效果最好。如双相不锈钢及超纯铁素体不锈钢。(2)电化学保护。(3)使用缓蚀剂。

金属腐蚀理论总复习题

金属腐蚀理论及腐蚀控制复习题 第一章 绪论 思考题 1.举例说明腐蚀的定义,腐蚀定义中的三个基本要素是什么,耐蚀性和腐蚀性概念的区别。 答:腐蚀的定义:工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏 举例:工程材料和周围环境发生相互作用而破坏 三个基本要素:腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。 耐蚀性:指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。 腐蚀性:指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。 2.金属腐蚀的本质是什么,均匀腐蚀速度的表示方法有哪些? 答:⑴金属腐蚀的本质:金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后,腐蚀产物变为化合物或非单质状态;从能量观点看,金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系,腐蚀反应使体系能量降低。 ⑵均匀腐蚀速度的表示方法:深度:年腐蚀深度 (p V )V P =t h ?=8.76d -V △h 是试样腐蚀后厚度的减少量,单位mm;V -代表失重腐蚀速度; t 是腐蚀时间, 单位y ;d 是金属材料的密度;V P 所以的单位是mm/y 。 失重:失重腐蚀速度(-V ) - V = St W -?=St W W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量,单位g ; W1代表腐 蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量,单位g ;S 代表试样暴露的表面积,单 位m 2; t 代表腐蚀的时间,单位h 。 计算题 计算题 1. 根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp ,并进行比较,说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 表1 解:由题意得: (1)对碳钢在30%HNO 3( 25℃)中有: V ˉ=△W ˉ/st

设备防腐蚀办法

设备防腐蚀办法引言 防腐蚀的方法总的来说可以分为两大类:一是正确地选择防腐蚀材料和其他防腐蚀措施;二是选择合理的工艺操作及设备结构。严格遵守化工生产的工艺规程,可以消除不应当发生的腐蚀现象,而即使采用良好的耐腐蚀材料,在操作工艺上不腐蚀规程,也会引起严重的腐蚀。目前,化工生产中常用的防腐蚀方法有以下几种。 1 正确选材和设计 了解不同材料的耐蚀性能,正确地、合理地选择防腐蚀材料是最行之有效的方法。众所周知,材料的品种很多,不同材料在不同环境中的腐蚀速度也不同,选材人员应当针对某一特定环境选择腐蚀率低、价格较便宜、物理力学性能等满足设计要求的材料,以便设备获得经济、合理的使用寿命。 2 调整环境 如果能消除环境中引起腐蚀的各种因素,腐蚀就会终止或减缓,但是多数环境是无法控制的,如大气和土壤中的水分,海水中的氧等都不可能除去,且化工生产流程也不可能随意更改。但是有些局部环境是可以被调整的,如锅炉进水先去除氧(加入脱氧剂亚硫酸钠和肼等),可保护锅炉免遭腐蚀;又如空气进入密闭的仓库前先出去水分,也可避免贮存的金属部件生锈;为了防止冷却水对换热器和其他设备造成结垢和穿孔,可在水中加入碱或酸以调节PH值至最佳范围(接近中性);炼油工艺中常加碱或 氨使生产流体保持中性或碱性。温度过高时,可在器壁冷却降温,或在设备内壁砌衬耐火砖隔热,等。这些都是改变环境且不影响产品和工艺的前提下采用的方法,在允许的前提下,建议工艺中选用缓和的介质代替强腐蚀介质。 3

加入缓蚀剂 通常,在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂就可以大大减缓金属的腐蚀,我们一般将它分为无机、有机和气相缓蚀剂三类,其缓蚀机理也各不相同。 1无机缓蚀剂 有些缓蚀剂会使阳极过程变慢,称之为阳极型缓蚀剂,它包括促进阳极钝化的氧化剂(铬酸盐、亚硝酸盐、铁离子等)或阳极成膜剂(碱、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐等),它们主要在阳极区域反应,促进阳极极化。一般阳极缓蚀剂会在阳极表面生成保护膜,这种情况下的缓蚀效果较好,但也存在一定风险,因为如果剂量不充足,会造成保护膜不完整,膜缺陷处暴露的裸金属面积小,阳极电流密度大,更容易发生穿孔。另一类缓蚀剂是在阴极反应,如钙离子、锌离子、镁离子、铜离子、锰离子等与阴极产生氢氧根离子,形成不溶性的氢氧化物,以厚膜形态覆盖在阴极表面,因而阻滞氧扩散到阴极,增大浓差极化。除此之外,也有同时阻滞阳极和阴极的混合型缓蚀剂,但加入量一般都需要先通过试验才可确定。 2有机缓蚀剂 有机缓蚀剂是吸附型的,吸附在金属表面,形成几个分子厚的不可视膜,可同时阻滞阳极和阴极反应,但对二者的影响力稍有不同。常用无机缓蚀剂有含氮、含硫、含氧及含磷的有机化合物,其吸附类型随有机物分子构型的不同可分为静电吸附、化学吸附及π键(不定位电子)吸附。有机缓蚀剂的发展很快,用途十分广泛,但是使用它同时也会产生一些缺点,如污染产品,特别是食品类,缓蚀剂可能对生产流程的这一部分有利,但进入另一部分则变为有害物质,也有可能会阻抑需要的反应,如酸洗时使去膜速度过缓,等。 3气相缓蚀剂 这类缓蚀剂是挥发性很高的物质,含有缓蚀基团,一般用来保护贮藏和运输中的金属零部件,以固体形态应用居多。它的蒸汽被大气中的水分解出有效的缓蚀基团,吸附在金属表面,达到减缓腐蚀的目的。另外,它也是一种吸附性缓蚀剂,被保护的金属表面不需要除锈处理。

金属腐蚀与防护

《金属腐蚀与防护》教设计案 一、教材分析 山东科技出版选修《化学反应原理》第一章第三节三、金属腐蚀与防护,在学习电解及原电池原理的基础上,通过分析铜铁接触形成原电池的例子,理解金属腐蚀的电化学原理及防护的原则,介绍电化学在生产生活中的应用。 二、教学目标 【教学目标】 知识与技能:1.理解金属的电化学腐蚀,学会防止金属腐蚀的一般方法.2.结合电化学原理,探究分析影响金属腐蚀的外界条件. 过程与方法:从实验探究过程提高对实验现象的观察能力和分析能力 情感、态度与价值观:通过学习金属腐蚀与生产,生活实际相联系的内容,增强学生的学习兴趣,发展学生们的探究能力 【重点难点】金属腐蚀的电化学原理以及防护的原则。 三、教学过程 1、从生活案例引入(图片) 2、分析学习目标 3、对预习情况进行分析 4、学生实验探究并进行讨论,得出结论 5、总结并练习 学案设计如下: 【课前预习】 1、金属的腐蚀 (1)概念:金属或合金与周围环境中的物质发生反应而腐蚀损耗的现象。金属腐蚀一般分为和。 (2)铁锈的生成原理是怎样的?(用反应化学方程式表示) 2、金属的防护 (1)改变金属组成和结构,如在金属中添加其他元素形成等。 (2)加,如在钢铁表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等。 (3)电化学防护 【课内探究】 一、金属腐蚀

[实验探究] 将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡一下,放入下图具支试管中,观察导管中水柱变化,并思考引起变化的原因? 相同点: 不同点: 练习:如图所示,水槽中的试管内有一枚铁钉,放置数天观察: (1)铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于__________腐蚀. (2)若试管内的液 面上 升,则原溶液呈 _____________性,发生__________腐蚀;电极反应: 负极___________________,正极____________________. (3)若试管内的液面下降,则原溶液呈__________性,发 生__________腐蚀;电极反应:负极____________,正 极____________________. 总结: 二、金属的防护 电化学防护: ①牺牲阳极保护法——原理。(阴极):被保护的金属 设备;(阳极):比被保护的金属活泼的金属。 ②外加电流的阴极保护法——原理::被保护的金属设 备;:惰性电极。

2013金属腐蚀理论及应用试题答案

2013金属腐蚀理论及应用试题 一、名词解释:(5分) 平衡电位:当金属正离子进入溶液成为水合金属离子后,由于静电作用不仅水合了该金属正离子能回到金属中去,而且也能将溶液中水合了的其他正离子吸引 到金属上去。当这两个相反过程速率相等且又可逆时,会产生一个稳定的 电极电位,称为平衡电位。 腐蚀电位:在金属腐蚀过程中,腐蚀金属电极表面上常常有两个或更多个电极电极反应同时进行,当这些电极反应的阴极反应和阳极反应痛同时以相等的速率 进行时,电极反应将发生相互耦合,阴、阳极反应的电位由于极化原因而 相互靠拢,最后达到一个共同的非平衡电位,此电位称之为混合电位,也 称为腐蚀电位。 绝对电位:浸在某一电解质溶液中并在其界面发生电化学反应的导体称之为电极。当金属和电解质溶液接触时,在金属/溶液界面处将产生电化学双电层,此双 电层的金属相与溶液相直接的电位差称之为电极电位。单个电极上的双电 层电位差的绝对值称之为绝对电位。但是单个电极的绝对电位无法测定。AISI:AISI是美国的一种行业标准,是“美国钢铁学会标准”的英文首字母缩写。 选择性氧化:在多个元素氧化过程中,存在着竞争氧化的现象,即存在着某一个元素优先氧化的问题,这个现象叫做选择性氧化。 二、回答下列问题:(15分) 1.含有二氧化碳的软水,通过两套不同的供水系统,(1)软水流经铜管进入镀锌的钢水槽,半年左右镀锌的钢水槽发生穿孔腐蚀;(2)软水流经镀锌管后进入镀锌的钢水槽,四年多尚未发现镀锌的钢水槽有局部腐蚀。请问这是为什么? 答:(1)软水含有CO2呈酸性,为导电的腐蚀介质。铜与锌、铁比较,无论标准电位还是电偶序,其电位数值都较高,因此,理论上会发生电偶腐蚀。其原因有两种可能: 第一种可能性:如果铜管与镀锌水箱直接连接,在连接处附近会发生电偶腐蚀,导致水箱泄漏。 第二种可能性:如果采取了绝缘措施,对铜管而言,水中含氧可发生氧去极化腐蚀,即阳极Cu→Cu2++2e,阴极O2+4H++4e→2H2O,结果使水流经铜管后含有了Cu2+离子。含有Cu2+离子的水进入水箱后,与锌发生置换反应,实质是发生了铜离子还原的阴极反应Cu2++2e→Cu(Cu2+是极强的氧化剂),使铜沉积于水箱的靠近进口的部分表面,这样沉积铜的表面为阴极,金属锌为阳极,发生了间接电偶腐蚀。当镀锌层消耗后漏出铁时,铁仍为阳极,继续腐蚀,直至穿孔。 (2)不存在电偶腐蚀问题,发生的腐蚀为均匀腐蚀,而且镀锌层在常温水中耐腐蚀性较好,所以使用寿命更长。 2.为了防止双金属腐蚀,有人把涂料涂刷在贱金属(电位较负的金属)上,以防贱金属加速腐蚀,你对这种做法有何看法? 答:这种做法是不对的,会加速贱金属的腐蚀,原因如下: 涂料一般指有机涂层,除添加锌粉等的特殊涂层外,一般有机涂层不导电,多为阴极性涂层,而且有空隙,避免不了水分子的渗透,因此单独使用涂料很容易出现大阴极

四川理工学院金属腐蚀理论及应用试卷

四川理工学院试卷(2007 至2008 学年第 2 学期) 课程名称: 金属腐蚀理论及应用 命题教师: 龚敏,陈琳 适用班级: 2005级材料科学与工程专业(腐蚀与防护方向) 考试 2008年 5月 日 共 6 页 1、 满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2、 考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方,否 则视为废卷。 3、 考生必须在签到单上签到,若出现遗漏,后果自负。 4、 如有答题纸,答案请全部写在答题纸上,否则不给分;考完请将试卷和答题卷 分别一同交回,否则不给分。 试 题 一、简答题(共35分) 1. 什么是阳极保护,其适用条件是什么?(6分) 用阳极钝化方法达到减小金属腐蚀的目的,这种防护技术叫做阳极保护。 2分 阳极保护的适用条件是: (1)阳极极化曲线具有活态—钝态转变。 2分 (2)阳极极化时必须使金属的电位正移到稳定钝化区内。 2分 2. ++ >H H Cu Cu E E /0/0 22,为何在潮湿的大气中铜会受到腐蚀; ++

3. 从材料、环境和力学三方面叙述应力腐蚀破裂的主要特征。(6分) (1)主要是合金发生SCC,纯金属极少发生。2分 (2)对环境的选择性形成了所谓“SCC的材料―特定环境组合”。2分 (3)只有拉应力才引起SCC,压应力反而会阻止或延缓SCC的发生。2分 4. 简述腐蚀电池的三个工作环节。(6分) (1)阳极反应:通式:Me→Men++ne 2分 (2)阴极反应:通式:D+me=[D.me] 2分析氢反应:2H++2e=H2 吸氧反应:O2+4H++4e=2H2O (酸性溶液中); O2+2H2O+4e=4OH-(中性或碱性溶液中) (3)电流回路2分金属部分:电子由阳极流向阴极 溶液部分:正离子由阳极向阴极迁移 5. 金属氧化膜具有良好保护性需要满足哪些基本条件?(6分) (1)P-B比大于1是氧化物具有保护性的必要条件。2分 (2)膜有良好的化学稳定性。2分(3)膜有一定的强度和塑性,与基体结合牢固。2分 【或(4)膜与基体金属的热膨胀系数差异小,不易剥落。(5)膜的组织结构致密、缺陷少。】 6. CPT和CCT的含义是什么?如何使用CPT、CCT来评价材料的耐蚀性能?(6分)(1)CPT:临界孔蚀温度1分CCT:临界缝蚀温度1分(2)临界孔蚀温度越高,材料的耐小孔腐蚀性能越好。2分临界缝蚀温度越低,材料的耐缝隙腐蚀性能越差。2分 第2页

设备防腐蚀办法

设备防腐蚀办法 引言 防腐蚀的方法总的来说可以分为两大类:一是正确地选择防腐蚀材料和其他防腐蚀措施;二是选择合理的工艺操作及设备结构。严格遵守化工生产的工艺规程,可以消除不应当发生的腐蚀现象,而即使采用良好的耐腐蚀材料,在操作工艺上不腐蚀规程,也会引起严重的腐蚀。目前,化工生产中常用的防腐蚀方法有以下几种。 1 正确选材和设计 了解不同材料的耐蚀性能,正确地、合理地选择防腐蚀材料是最行之有效的方法。众所周知,材料的品种很多,不同材料在不同环境中的腐蚀速度也不同,选材人员应当针对某一特定环境选择腐蚀率低、价格较便宜、物理力学性能等满足设计要求的材料,以便设备获得经济、合理的使用寿命。 2 调整环境 如果能消除环境中引起腐蚀的各种因素,腐蚀就会终止或减缓,但是多数环境是无法控制的,如大气和土壤中的水分,海水中的氧等都不可能除去,且化工生产流程也不可能随意更改。但是有些局部环境是可以被调整的,如锅炉进水先去除氧(加入脱氧剂亚硫酸钠和肼等),可保护锅炉免遭腐蚀;又如空气进入密闭的仓库前先出去水分,也可避免贮存的金属部件生锈;为了防止冷却水对换热器和其他设备造成结垢和穿孔,可在水中加入碱或酸以调节PH值至最佳范围(接近中性);炼油工艺中常加碱或氨使生产流体保持中性或碱性。温度过高时,可在器壁冷却降温,或在设备内壁砌衬耐火砖隔热,等。这些都是改变环境且不

影响产品和工艺的前提下采用的方法,在允许的前提下,建议工艺中选用缓和的介质代替强腐蚀介质。 3 加入缓蚀剂 通常,在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂就可以大大减缓金属的腐蚀,我们一般将它分为无机、有机和气相缓蚀剂三类,其缓蚀机理也各不相同。 1无机缓蚀剂 有些缓蚀剂会使阳极过程变慢,称之为阳极型缓蚀剂,它包括促进阳极钝化的氧化剂(铬酸盐、亚硝酸盐、铁离子等)或阳极成膜剂(碱、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐等),它们主要在阳极区域反应,促进阳极极化。一般阳极缓蚀剂会在阳极表面生成保护膜,这种情况下的缓蚀效果较好,但也存在一定风险,因为如果剂量不充足,会造成保护膜不完整,膜缺陷处暴露的裸金属面积小,阳极电流密度大,更容易发生穿孔。另一类缓蚀剂是在阴极反应,如钙离子、锌离子、镁离子、铜离子、锰离子等与阴极产生氢氧根离子,形成不溶性的氢氧化物,以厚膜形态覆盖在阴极表面,因而阻滞氧扩散到阴极,增大浓差极化。除此之外,也有同时阻滞阳极和阴极的混合型缓蚀剂,但加入量一般都需要先通过试验才可确定。 2有机缓蚀剂 有机缓蚀剂是吸附型的,吸附在金属表面,形成几个分子厚的不可视膜,可同时阻滞阳极和阴极反应,但对二者的影响力稍有不同。常用无机缓蚀剂有含氮、含硫、含氧及含磷的有机化合物,其吸附类型随有机物分子构型的不同可分为静电吸附、化学吸附及π键(不定位电子)吸附。有机缓蚀剂的发展很快,用途十分广泛,但是使用它同时也会产生一些缺点,如污染产品,特别是食品类,缓蚀剂可能对生产流程的这一部分有利,但进入另一部分则变为有害物质,也有可能会阻抑需要的反应,如酸洗时使去膜速度过缓,等。

水工金属结构防腐蚀工作管理办法

水工金属结构防腐蚀工作管理办法 (2005年7月5日水利部水综合[2005]264号) 第一章 总 则 第一条 水工金属结构是水利水电工程的重要组成部分,其防腐蚀质量对水工金属结构使用寿命和水利水电工程的安全运行有重大影响。为加强对水工金属结构防腐蚀工作的管理,保证水工金属结构的质量,维护水利水电工程安全运行,根据《中华人民共和国产品质量法》等有关规定,制定本办法。 第二条 从事水工金属结构防腐蚀施工的单位,根据自愿的原则,可向水利部产品质量监督总站申请取得《水工金属结构防腐蚀专业施工能力证书》。施工能力分为涂料涂装、金属喷涂、电化学保护三个专业。 第三条 从事水工金属结构防腐蚀工作的人员分为质检员和操作工,质检员和操作工必须经过培训。培训由水工金属结构防腐蚀质检员和操作工考试委员会(以下简称“考试委员会”)组织,也可由本单位自行安排。经考试委员会培训并考试合格的,由水利部产品质量监督总站发给《水工金属结构防腐蚀质检员合格证书》和《水工金属结构防腐蚀操作工合格证书》。 第四条 本办法对从事水工金属结构制造、安装、使用等的单位,具有指导作用。 第二章 管理机构及职责 第五条 水利部产品质量监督总站(以下简称“产品质量监督总站”)负责水工金属结构防腐蚀专业施工能力评定管理工作,其主要职责是: (一)根据国家有关法律、法规及政策,制定和完善管理办法,宣传、贯彻、落实管理办法的有关要求,组织制定《水工金属结构防腐蚀专业施工能力评定细则》和《水工金属结构防腐蚀质检员和操作工培训工作细则》; (二)负责水工金属结构防腐蚀专业施工能力证书申请的受理、评定、备案、公示和颁发专业施工能力证书以及监督管理工作; (三)负责水工金属结构防腐蚀施工质量的监督工作; (四)负责考核、评定水工金属结构防腐蚀质检员和操作工考试委员会,并对其工作进行监督; (五)审查水工金属结构防腐蚀质检员和操作工考试结果,对考试合格人员颁发《水工金属结构防腐蚀质检员合格证书》和《水工金属结构防腐蚀操作工合格证书》。 第三章 申请条件

金属腐蚀理论及其控制复习大纲

金属腐蚀理论复习大纲 ● 金属腐蚀和耐蚀性的意义; ● 均匀腐蚀速度的表示方法:失重腐蚀速度,增重腐蚀速度,年腐蚀度的计算公式,相互换算公式。 ● 腐蚀电池的概念和特点。● 腐蚀电池的工作环节(举例说明) ●腐蚀电流密度和失重腐蚀速度的换算公式。 ● 电位的表示方法,平衡电位的意义,Nernst 公式的应用,非平衡电位的概念。 ● 电化学腐蚀倾向的判断,电位比较准则的应用。 ● 用电位-pH平衡图说明腐蚀倾向和腐蚀控制的途径。 ● 基本概念:极化,去极化,过电位η,极化值ΔE。 ● Evans极化图的作法,用Evans极化图表示腐蚀电流的影响因素。 ● 活化极化、浓度极化的概念,判断电极反应极化控制类型的条件。 ● 过电位和电极反应速度的关系,动力学方程和极化曲线的概念。 ● Tafel方程式的数学形式、图形表示、适用条件和应用。 ● 交换电流密度的概念及意义,与电极反应极化性能的关系。 ● 极限扩散电流密度的计算(注意Cb的单位) ● 均匀腐蚀的腐蚀电位和腐蚀电流密度。 ●电极反应的耦合,混合电位,电流加和原理的应用。 ●均相腐蚀电极极化状态下的电位、电流关系,活 化极化腐蚀体系的动力学方程式和极化图,阳极反应受活化极化控制、阴极反应受浓度极化控制体系的动力学方程和极化图。 ● 微极化和强极化的意义,用极化电阻Rp和法拉第电阻Rf求icor和i0方法。 ● 复相电极的电位和电流关系。 ● 用活化极化腐蚀体系的理论说明析氢腐蚀的特点。 ● 用阳极反应受活化极化控制,阴极反应受 浓度极化控制腐蚀体系的理论说明吸氧腐蚀特点。 ● 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较。● 金属钝态的特征。 ● 阳极钝化体系的阳极极化曲线,单位区间及钝化参数。 ● 几种钝化体系的极化图。● Flade电位的意义。 ● 高温氧化倾向的判断,氧化物的分解压和电动势的应用。 ● 氧化物的分解压和电动势的计算,它们与温度和氧压的关系。 ● 氧化膜具有保护性的条件,p-B的含义。 ● 两类氧化膜的缺陷,缺陷浓度对氧化速度的影响。 ● 局部腐蚀的概念,七种局部腐蚀的定义。 ● 电偶腐蚀的影响因素,集氧面积原理。 ● 孔蚀和缝隙腐蚀的影响因素,孔蚀和缝隙腐蚀的比较。 ● 用特征电位表示孔蚀和缝隙腐蚀倾向。 ● 用闭塞腐蚀电池理论说明发生局部腐蚀环境条件的典型例子。 ● 说明发生局部腐蚀材料条件的典型例子; ● 不锈钢敏化处理和贫铬理论; ● SCC的特征,最常见的合金-环境组合,临界电位和临界应力。 ● 磨损腐蚀的影响因素,临界流速,发生湍流腐蚀和空泡腐蚀的原因。

金属防腐处理方法

金属防腐处理方法 一、金属的防护及保护方法 (一)金属的防护 针对金属腐蚀的原因采取适当的方法防止金属腐蚀,常用的方法有: 1.改变金属的内部组织结构 例如制造各种耐腐蚀的合金,如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。 2.保护层法 在金属表面覆盖保护层,使金属制品与周围腐蚀介质隔离,从而防止腐蚀。如: (1)在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。 (2)用电镀、热镀、喷镀等方法,在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属,如锌、锡、铬、镍等。这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜,从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。 (3)用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。 3.电化学保护法

利用原电池原理进行金属的保护,设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类。应用较多的是阴极保护法。 4.对腐蚀介质进行处理 消除腐蚀介质,如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。 (二)电化学保护 将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极,使其不受到腐蚀,所以也叫阴极保护法。这种方法主要有以下两种: 1.牺牲阳极保护法 此法是将活泼金属(如锌或锌的合金)连接在被保护的金属上,当发生电化腐蚀时,这种活泼金属作为负极发生氧化反应,因而减小或防止被保护金属的腐蚀。这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等例如水中钢铁闸门的保护,通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块,来防止船壳等的腐蚀。 2.外加电流的保护法 将被保护的金属和电源的负极连接,另选一块能导电的惰性材料接电源正极。通电后,使金属表面产生负电荷(电子)的聚积,因而抑制了金属失电子而达到保护目的。此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。电化学保护的的另一种方法叫阳极保护法,即通过外加电压,使阳极在一定的电位范围内发生钝化的过程。可有效地阻滞或防止金属设备在酸、碱、盐类中腐蚀。

金属腐蚀学习题教学文案

金属腐蚀学习题

腐蚀学第一章习题 1、导出腐蚀速度mm/a与mg/dm2·d间的一般关系式。 思考题 2、什么是腐蚀?为何提出几种不同的腐蚀定义? 3、举例说明研究腐蚀的意义. 4、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别是什么? 5、金属的主要腐蚀形态有哪些? 10、表示均匀腐蚀速度的方法有哪些?它们之间有什么联系?这些腐蚀速度表达式中,哪些是量方程式?哪些是数值方程式?它们之间的主要区别是什么? 腐蚀学第二章习题 1、计算在25℃和50℃下的2.3RT/F值。 2、计算Zn在0.3mol/L ZnSO4溶液中的电极电位(相对于SHE),换算成SCE电位值是多少? 3、计算离子活度为10-6mol/L时,Ag/Ag+、Cu/Cu2+和Fe/Fe2O3/H+的平衡电极电位以及第三个电极的pH值。(已知:uoAg=0 , uoCu=0 , uoFe=0, uoFe2O3=-742.200KJ/mol , uo= 77.12KJ/mol , uoCu2+=65.52 KJ/mol, uoH+=0) Ag+ 4、计算25℃时,下列电极的标准电极电位 a)、Cu在氰化物溶液中(注意铜为1价) b)、Ni在氨溶液中 c)、Zn在碱溶液中 5、计算Ag/AgCl电极在1mol/L NaCl溶液中的电位。 6、计算40℃氢分压P H2=0.5atm时氢电极在PH=7的溶液中电极电位。 7、计算25℃时,铁在pH=9.2的0.5mol/L NaCl溶液中的电极电位。 10、Zn(阳极)与氢电极(阴极)在0.5mol/L ZnCl2溶液中组成电池的电动势为+0.590V,求溶液的pH值。 11、把Zn浸入pH=2的0.001 mol/LZnCl2溶液中,计算该金属发生析氢腐蚀的理论倾向。(以电位表示) 12、计算镍在pH =7的充空气的水中的理论腐蚀倾向。假定腐蚀产物为H2和Ni(OH)2, Ni(OH)2的溶度积为1.6×10-16。 13、铜电极和氢电极(P H2=0.2MPa)浸在Cu2+活度为1且pH=1的硫酸铜溶液中组成电池,求该电池的电动势,并判断电池的极性。 14、计算在pH=0的充空气的CuSO4溶液中铜是否因腐蚀而生成Cu2+(活度为1)和H2(0.1MPa),并以电位差表示腐蚀倾向的大小。

金属腐蚀理论及腐蚀控制考试重点题

第 三 章 1. 在下列情况下,氧电极反应的平衡电位如何变化: (1) 温度升高10?C (取Po 2 =1atm ,pH = 7)。 (2) 氧压力增大到原来的10倍 (温度25?C)。 (3) 溶液pH 值下降1单位 (温度25?C)。 解:在中性溶液中,阴极的反应为:O 2+2H 2O+4- e =4OH- 其平衡位则为Ee=E 0(OH-/O2)+ nF RT ㏑(Po 2/4 OH a -) (1) 当温度升高10℃后有: Ee = E 0(OH-/O2)+ nF T R )10(+×㏑(Po 2/4 OH a -) =E+nF RT ㏑(Po 2/4OH a )+ nF R 10㏑Po 2/4 OH a - 则平衡电位变化量△Ee1= Ee’- Ee=nF R 10㏑(Po 2/4 OH a -) =nF R 10㏑Po 2-nF R 10㏑4OH a - 又因㏑4OH a =2.3lg 4 OH a ,则有lg OH a =pH -14 所以:△Ee1=10×8.314/(4×96500) × ㏑Po 2-10×8.314/(4×96500)×4×2.3×(7-14) =0+0.01387=0.0139V>0 即:温度升高10℃后平衡电位正移0.0139V 。 (2) 当氧压力增加到原来的10倍时 ' '2 Ee =E +nF RT ㏑(10Po 2/4OH a )=E +nF RT ln10+nF RT ㏑(Po 2/4 OH a -) △E 2= E e’’-Ee =nF RT ln10 =(8.314×298.15)/(4×96500)×2.3 =0.0148V>0 即氧压力增大到原来的10倍时有氧电极平衡电位正移0.0148V (3) 当溶液pH 值下降1时有

金属腐蚀与防护课后题答案

1.材料腐蚀的定义:腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象。腐蚀包括化学、电化学与机械因素或生物因素的共同作用。 2.腐蚀的特点:自发性/铁腐蚀变成以水和氧化铁为主的腐蚀产物,这些腐蚀产物在结构或形态上和自然界天然存在的铁矿石类似,或者说处于同一能量等级自发性只代表反应倾向,不等于实际反应速度 普遍性/ 元素周期表中约有三、四十种金属元素,除了金和铂金可能以纯金属单体形式天然存在之外,其它金属都以它们的化合物(氧化物、硫化物)形式存在 隐蔽性/ 应力腐蚀断裂管道:表面光亮如新,几乎不存在均匀腐蚀迹象,金相显微镜下,可观察到管道内部布满细微裂纹 3.按材料腐蚀形态如何分类:全面腐蚀<均匀和不均匀腐蚀> 局部腐蚀{ 点蚀(孔蚀、)缝隙腐蚀及丝状腐蚀、电偶腐蚀(接触腐蚀)晶间腐蚀}选择性腐蚀 4.按材料腐蚀机理如何分类:化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解腐蚀 5.按材料腐蚀环境如何分类:自然环境腐蚀、工业环境腐蚀、生物环境腐蚀 1、名词解释 物理腐蚀:是指金属由于单纯的物理溶解作用而引起的破坏 电化学腐蚀:就是金属和电解质组成两个电极,组成腐蚀原电池。 电极电位:金属-溶液界面上建立了双电层,使得金属与溶液间产生电位差,这种电位差称为电极电位(绝对电极电位) 非平衡电极电位:(在生产实际中,与金属接触的溶液大部分不是金属自身离子的溶液)当电极反应不处于平衡状态,电极系统的电位称为非平衡电位。 平衡电极电位:水合金属离子能够回到金属中去,水合-金属化过程速率相等且又可逆,这时的电极电位。 标准电极电位:金属在25℃浸于自身离子活度为1mol/L的溶液中,分压为1×105Pa时的平衡电极电位 极化:电流流过电极表面,电极就会失去平衡,并引起电位的变化 去极化:能降低电极极化的因素称为去极化因素 过电位:是电极的电位差值,为一个电极反应偏离平衡时的电极电位与这个电极反应的平衡电位的差值。 活化极化:设电极反应的阻力主要来自电子转移步骤,液相传质容易进行,这种电极反应称为受活化极化控制的电极反应。 浓差极化:当电极反应的阻力主要来自液相传质步骤,电子转移步骤容易进行时,电极反应受浓度极化控制。 吸氧腐蚀:是指金属在酸性很弱或中性溶液里,空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀。 析氢腐蚀:以氢离子还原反应为阴极过程的金属腐蚀 钝化化学腐蚀:当金属处于一定条件时,介质中的组分或是直接同金属表面的原子相结合或是与溶解生成的金属离子相结合,在金属表面形成具有阻止金属溶解能力并使金属保持在很低的溶解速度的钝化膜。 2、电位-pH图在腐蚀研究中的应用与其局限性是什么?电位—pH图中汇集了金属腐蚀体系的热力学数据,并且指出了金属在不同pH 或不同电位下可能出现的情况,提示人们可借助于控制电位或改变pH 到防止金属腐蚀的目的。1. 绘制电位pH 图时,是以金属与溶液中的离子之间,溶液中的离子与含有这些离子的腐蚀产物之间的平衡作为先决条件的,而忽略了溶液中其它离子对平衡的影响。而实际的腐蚀条件可能是远离平衡的;其它的离子

2013金属腐蚀理论及应用试题答案-刘维港..

2013金属腐蚀理论及应用试题 材硕1201-1200621-刘维港一、名词解释:(5分) 平衡电位:当金属正离子进入溶液成为水合金属离子后,由于静电作用不仅水合了该金属正离子能回到金属中去,而且也能将溶液中水合了的其他正离子吸引 到金属上去。当这两个相反过程速率相等且又可逆时,会产生一个稳定的 电极电位,称为平衡电位。 腐蚀电位:在金属腐蚀过程中,腐蚀金属电极表面上常常有两个或更多个电极电极反应同时进行,当这些电极反应的阴极反应和阳极反应痛同时以相等的速率 进行时,电极反应将发生相互耦合,阴、阳极反应的电位由于极化原因而 相互靠拢,最后达到一个共同的非平衡电位,此电位称之为混合电位,也 称为腐蚀电位。 绝对电位:浸在某一电解质溶液中并在其界面发生电化学反应的导体称之为电极。当金属和电解质溶液接触时,在金属/溶液界面处将产生电化学双电层,此双 电层的金属相与溶液相直接的电位差称之为电极电位。单个电极上的双电 层电位差的绝对值称之为绝对电位。但是单个电极的绝对电位无法测定。AISI:AISI是美国的一种行业标准,是“美国钢铁学会标准”的英文首字母缩写。 选择性氧化:在多个元素氧化过程中,存在着竞争氧化的现象,即存在着某一个元素优先氧化的问题,这个现象叫做选择性氧化。 二、回答下列问题:(15分) 1.含有二氧化碳的软水,通过两套不同的供水系统,(1)软水流经铜管进入镀锌的钢水槽,半年左右镀锌的钢水槽发生穿孔腐蚀;(2)软水流经镀锌管后进入镀锌的钢水槽,四年多尚未发现镀锌的钢水槽有局部腐蚀。请问这是为什么? 答:(1)软水含有CO2呈酸性,为导电的腐蚀介质。铜与锌、铁比较,无论标准电位还是电偶序,其电位数值都较高,因此,理论上会发生电偶腐蚀。其原因有两种可能: 第一种可能性:如果铜管与镀锌水箱直接连接,在连接处附近会发生电偶腐蚀,导致水箱泄漏。 第二种可能性:如果采取了绝缘措施,对铜管而言,水中含氧可发生氧去极化腐蚀,即阳极Cu→Cu2++2e,阴极O2+4H++4e→2H2O,结果使水流经铜管后含有了Cu2+离子。含有Cu2+离子的水进入水箱后,与锌发生置换反应,实质是发生了铜离子还原的阴极反应Cu2++2e→Cu(Cu2+是极强的氧化剂),使铜沉积于水箱的靠近进口的部分表面,这样沉积铜的表面为阴极,金属锌为阳极,发生了间接电偶腐蚀。当镀锌层消耗后漏出铁时,铁仍为阳极,继续腐蚀,直至穿孔。 (2)不存在电偶腐蚀问题,发生的腐蚀为均匀腐蚀,而且镀锌层在常温水中耐腐蚀性较好,所以使用寿命更长。 2.为了防止双金属腐蚀,有人把涂料涂刷在贱金属(电位较负的金属)上,以防贱金属加速腐蚀,你对这种做法有何看法? 答:这种做法是不对的,会加速贱金属的腐蚀,原因如下: 涂料一般指有机涂层,除添加锌粉等的特殊涂层外,一般有机涂层不导电,多为阴

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