常见的局部腐蚀..

化工设备腐蚀与防护技术思考题绪论1. 什么是金属的腐蚀？金属腐蚀的根本原因是什么？2. 腐蚀的危害体现在哪些方面？3. 为什么说腐蚀与防护科学是一门边缘科学？4. 什么是化学腐蚀？什么是电化学腐蚀？二者的区别与联系是什么？5. 常见的局部腐蚀有几种？6. 腐蚀过程的共同特性是什么？第一章化学腐蚀1. 什么是金属的氧化？2. 金属的化学腐蚀有什么特点？3. 金属氧化的热力学判据？4. 影响金属氧化膜形成的因素有哪些？5. 金属的氧化属于化学腐蚀，却又由电化学模型来解释之为什么？6. 满足哪些条件的金属氧化膜才有保护作用？7. N型氧化物和P型氧化物的导电机理是什么？如何用哈菲原子价规律解释合金化提高金属耐蚀性的原理？8. 金属氧化的动力学曲线有几种类型？9. 钢铁高温氧化时的氧化产物组成是什么？氧化膜增长机理又是什么？10. 铸铁肿胀的实质是什么？11. 什么是氢腐蚀？处于氢脆和氢腐蚀状态的金属材料有什么特性？12. 为什么说金属的硫化比氧化更严重？13. 加工高硫原油的减压填料塔停工处理不当可能会出现自燃，试分析其原因？如何防止自燃发生？14. 什么是高温烟气的硫酸露点腐蚀？如何防止之？第二章电化学腐蚀的理论基础1.说明三类双电层的带电状态，并解释为什么会形成这种电荷分布结构？2.什么叫电极电位、平衡电极电位、标准电极电位？如何确定电极的电极电位？3.作为参比电极必须满足哪些条件？4.什么是标准电位序？什么是腐蚀电位序？5.金属发生电化学腐蚀的热力学条件是什么？6.电位-pH图中的三类曲线各代表什么含义？7.氢电极和氧电极的电位-pH图中氢、氧平衡线把图分成哪三个区域？8.Fe-H2O系的电位-pH图被各条曲线分成几类区域？其在腐蚀科学研究中有什么作用？9.什么是腐蚀电池？腐蚀电池的组成条件是什么？10．简述腐蚀电池的工作历程？11.微观腐蚀电池形成的原因有哪些？12.什么是极化现象、阳极极化、阴极极化？13.电化学极化形成的原因是什么？14.埃文斯极化图有什么作用？15.什么是共轭体系？16.什么是腐蚀电位？17.什么是金属的钝化？金属钝化的特征是什么？18.金属钝化曲线有几个特征电位？这些特征电位将曲线分成几部分？19.什么金属钝化理论的成相膜理论及吸附膜理论？20.什么是析氢腐蚀？什么是吸氧腐蚀？21.氧电极的极化曲线可分成哪几个区域？22.工程结构中对同时存在由不同材料构成的阴、阳极时，如何确定阴阳极的相对面积？为什么？23.衡量金属钝化性能好坏的电化学参数是什么？其物理意义是什么？24.影响电化学腐蚀的因素有哪些？25.在腐蚀电池Fe|NaCL（充气的）|Pt中(1)阴、阳极各是哪一个？(2)外电流的方向怎样？(3)铁和铂片上主要进行的反应是什么？写出电极反应方程式？(4)将NaCL溶液换成稀HCL溶液，反应将发生什么变化？26. 一个铁钉完全浸泡在充氧的水中，它会在什么部位发生腐蚀？写出相应的阳极和阴极反应式？第三章常见的局部腐蚀1. 常见的八大局部腐蚀形态是什么？2. 全面腐蚀的电化学特点是什么？工程中如何控制全面腐蚀？3. 什么叫电偶腐蚀？电偶腐蚀的机理是什么？4. 为什么说工程结构中存在异种金属组合时“大阴极、小阳极”结构不合理？5. 孔蚀的机理是什么？孔蚀发展过程中形成的闭塞电池的本质是什么？6. 试以铝合金在含有氯离子的溶液中发生孔蚀时的自催化原理？7. 什么是缝隙腐蚀？缝隙腐蚀的机理是什么？8. 缝隙腐蚀和点蚀的异同点是什么？9. 什么叫选择性腐蚀？常见的选择性腐蚀有哪些？10. 黄铜脱锌的机理是什么？11. 为什么灰铸铁会发生选择性腐蚀而球墨铸铁却不会？12. 什么叫沿晶腐蚀？沿晶腐蚀发生的内因与外因是什么？13.说明18-8不锈钢发生晶间腐蚀的贫化机理？应采用什么措施防止？14. 什么是应力腐蚀开裂？应力腐蚀开裂发生的条件是什么？15. 应力腐蚀开裂发生的机理有哪些？分别是什么？16. 什么是腐蚀疲劳？腐蚀疲劳的特点是什么？17. 影响腐蚀疲劳的因素有哪些？18. 说明空泡腐蚀发生的详细过程？19. 金属的孔蚀一般会在什么条件下发生？某工厂有一台海水换热器，由于碳钢管束腐蚀严重，想改用铝材或不锈钢的换热器，对此谈谈你的看法？第四章金属在自然环境中的腐蚀1. 按照潮湿程度，金属的大气腐蚀有哪几类？它们是否有本质区别？2. 影响大气腐蚀的因素有哪些？为什么大气中的尘埃易引起钢铁腐蚀？3. 防止大气腐蚀主要有哪些措施？4. 海水腐蚀的阳极过程有什么特点？5. 金属发生大气腐时，水膜层厚薄程度对水膜下的腐蚀过程有何影响？6. 试比较海水腐蚀、大气腐蚀和土壤腐蚀异同点？7. 影响土壤腐蚀的因素有哪些？8. 什么是杂散电流腐蚀？9. 东营地区的新自行车较周围其他地区相比为什么会在较短的时间内生锈，试从腐蚀与防护角度出发解释其原因？如何防止其生锈？10. 钢铁在含SO2的工业大气中比在洁净大气中腐蚀严重，解释其原因？11. 埋在土壤中的钢管同时经过沙土带和粘土带，哪个土壤带的金属会发生腐蚀？为什么？12. 乙烯生产工艺中要在低于-100℃的温度下把裂解气中的CH4、H2、C2H6、C2H4等介质进行低温分离。

金属腐蚀类型金属腐蚀是指金属表面与周围环境发生化学反应，导致金属的物理和化学性质发生改变，最终导致金属失去原有功能的过程。

金属腐蚀是一种常见的现象，对工业生产和日常生活都有重要影响。

本文将介绍几种常见的金属腐蚀类型，并探讨其产生的原因及防治措施。

一、电化学腐蚀电化学腐蚀是最常见的金属腐蚀类型之一，也是最具破坏力的一种。

它是由于金属与电解质溶液中的氧、水和其他物质发生电化学反应而引起的。

电化学腐蚀的原理是基于电化学原理，即金属在电解质中发生氧化和还原反应，形成电流。

电化学腐蚀的速率受到多种因素的影响，如温度、湿度、pH值和金属的纯度等。

为了防止电化学腐蚀，可以采取多种措施。

首先，可以通过涂层或镀层来保护金属表面，阻止金属与电解质接触。

其次，可以使用抗腐蚀合金或高纯度金属来替代易腐蚀的金属。

此外，定期清洁金属表面，及时修复和更换腐蚀严重的部件也是有效的防腐措施。

二、化学腐蚀化学腐蚀是指金属与化学物质直接接触而发生的腐蚀反应。

化学腐蚀可以是酸性、碱性或盐性的，不同的化学物质对金属的腐蚀性也不同。

一些化学物质如酸、碱、氧化剂和盐等都具有强腐蚀性，能迅速侵蚀金属表面。

为了防止化学腐蚀，需要正确选择金属材料，避免与腐蚀性物质接触。

此外，可以采用涂层、包覆、阻隔等方法来隔离金属与化学物质的接触。

另外，在使用化学物质时，应严格遵守操作规范，避免事故发生。

三、局部腐蚀局部腐蚀是指金属表面的局部区域受到腐蚀，而其他区域未受到腐蚀的现象。

常见的局部腐蚀类型包括点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀裂纹等。

局部腐蚀通常是由于金属表面受到破坏，形成微观差异，导致局部区域更易于腐蚀。

为了防止局部腐蚀，可以采取多种措施。

首先，可以改变金属的组成和结构，增加其抗腐蚀性。

其次，可以使用保护层或涂层来保护金属表面，减少局部腐蚀的发生。

此外，加强金属的维护和保养，定期检查和修复潜在的腐蚀问题也是非常重要的。

金属腐蚀是一种常见而严重的问题，对工业和生活都有很大的影响。

局部腐蚀的几种形式腐蚀定义为材料由于与其所处环境介质的反应而造成的破坏。

对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。

在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。

此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。

在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。

另一方面，像合金400 这种耐腐蚀性较好的金属，它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。

这是由于合金400 可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。

均匀腐蚀是一种最容易处理的腐蚀形式，因为工程师可以定量地确定金属的腐蚀率并可精确地预测金属的使用寿命。

由局部腐蚀而引起的破坏是很难预测的。

因而，设备的寿命也不能精确地预计。

这里给出几种局部腐蚀的例子。

1. 电化学腐蚀当两种或多种不同的金属在某种导电液（电解液）存在条件下接触和连接时，电化学腐蚀就发生了。

此时，两种金属间建立了势能差，同时电流将流动。

电流会从抗腐蚀能力较差的金属（即阳极）流向抗腐蚀能力较强的金属（即阴极）。

腐蚀由阴级上的反应情况而控制，如氢气的生成或氧气的还原。

如果某一大的阴极面与某一小的阳极面相连接时，阳极和阴极之间即会产生大的电流流动。

这种情况必须避免。

另一方面，当我们将情况颠倒一下，即让某一大的阳极面与小的阴极面相连接时，两种金属之间则会产生小的电流流动。

这种情况是我们所期望的。

在实用指南中，我们将位于某一容器或槽中的焊接金属接点设计为阴极。

紧固件装置是这样设计的，即将阴极紧固件（小面积）与阳极件（大面积）连接在一起。

此概念的例子是将钢板用铜铆钉铆接在一起并暴露在流动速度低的海水中。

铜质固定件为小的阴极面，而钢板为大的阳极面。

这种设计是非常便利的，而且可产生良好的相容性。

另一方面，如果相反进行连接，即用钢铆钉来固定铜板，则在钢铆钉上会产生非常快的腐蚀。

此时，铜板则由于钢的腐蚀而被阴极保护。

有趣的是在这种情况下，铜离子的释放被停止，铜板将被海水中的有机物缠结。

《腐蚀与防腐》综合复习资料（二）一、填空题1.列举四种常见的局部腐蚀（）、（）、（）和（）。

2.影响土壤腐蚀性的重要因素有（）、（）和（）等。

3.形成微电池的因素重要有（）、（）、（）和（）。

4.原电池的电化学过程是由（）、（）和（）构成的。

5.浓差电池有（）和（）两种形式。

6.辅助阳极材料的性能规定是（）、（）、（）和（）等四个方面的指标来衡量。

7.双电层是由（）和（）构成的。

8.阳极极化的因素有（）、（）和（）。

9.吸氧腐蚀是以（）的（）反映为（）极过程的腐蚀。

10.惯用的防腐办法有（）、（）、（）和（）。

11.石油沥青防腐层的最小厚度分别为：普通级（）、加强级（）和特加强级（）。

12.实施阴极保护的基本条件是（）、（）、（）和（）。

13.钢铁的阴极保护准则为（）（相对于（）参比电极）。

14.辅助阳极材料的性能规定是（）、（）、（）和（）等四个方面的指标来衡量。

15.扩大阴极保护区的办法有（）和（）。

16.牺牲阳极材料的性能规定是（）、（）、（）和（）等四个方面的指标来衡量。

17.阳极保护的三个基本参数为（）、（）和（）。

18.现在为大多数人所接受的解释缓蚀作用机理的理论有（）、（）和（）。

19.当在管道上任意点的管地电位较自然电位（）向偏移（） mV 或管道附近土壤电位梯度不不大于（） mV/m，拟定有直流干扰。

20.四种排流办法分别是（）、（）、（）和（）。

21.平衡电位是指当金属电极于溶液界面的电极过程建立起平衡反映，平衡过程涉及两个含义：（）、（）。

22.腐蚀原电池的腐蚀电流大小，取决于 4 个因素：（）、（）、（）和_ （）。

23.阴极放氢的反映式：（）、（）。

24.实践中用的最多的防腐蚀办法基本上分为：（）、（）、（）、（）。

25.去除钝化膜的办法大致能够分为（）和（）两种。

26.（）是腐蚀的原动力。

27.（）表达了阳极保护正常操作时耗用电流的多少，同时也决定了金属在阳极保护时的腐蚀速度。

不锈钢按腐蚀形态的分类及常见的腐蚀形态
按腐蚀的形态分类：可分为全面（均匀）腐蚀和局部腐蚀。

全面腐蚀：腐蚀分布在介质与不锈钢相接触的整个界面上，全面腐蚀主要出现在酸、碱、 盐等腐蚀环境中；
局部腐蚀：腐蚀分布在不锈钢表面的某些局部。

局部腐蚀多出现在含卤素离子，例如 的大气和水环境中。

局部腐蚀的危害远远大于全面腐蚀，许多局部腐蚀常常在设备、构件等没 有任何宏观变形甚至在没有任何破损预兆的情况下，就会迅速、突然地破坏，从而造成严重的 甚至是灾难性的后果。

常见的腐蚀形态 图8.5系国外1962~1997年间对不锈钢腐蚀形态的统计。

CL
从图8.5中可以得出以下结论。

1腐蚀形式主要有全面腐蚀、晶间腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳以及高温腐蚀。

2,全面腐蚀中，新出现的茶色腐蚀增长迅速。

由于茶色腐蚀一般仅为表面变色并不影响不锈钢设备结构的完整性和使用寿命；但从美学角度，则影响很大。

3，晶间腐蚀大量减少，1990年以后已很少出现。

4，1962~1971年大量存在的应力腐蚀（占49%）1990年以来也显著降低，但仍占有较高的比例（10%以上）。

5, 点蚀和缝隙腐蚀有增长趋势。

6, 腐蚀疲劳和高温腐蚀事例，虽然1990~1992年间有显著增加，但1995~1997年已有所减少。

（转自不锈钢概论）。

常见的局部腐蚀一、电偶腐蚀1、不同金属的接触腐蚀（接触腐蚀、双金属腐蚀）。

2、M M n+ + ne 2H+ + 2e H23、异种金属接触产生腐蚀电位差异，金属界面附近产生电偶电流，电位较低的金属M为阳极，溶解速度增大。

4、两者电位差较大，腐蚀倾向较大5、阴极与阳极面积比值（S K/S A）增加，阳极金属腐蚀速度增加，即增大阴极面积，阴极析氢反应加速，阳极溶解速度增大。

6、阳极腐蚀主要集中在接合处附近，超过一定的距离（有效距离）就几乎不存在电偶效应。

7、热电偶腐蚀控制（1）选择相容性材料：尽量避免异种金属或合金接触，尽量选取相容材料，在电偶序位于同组或位置较近的金属或合金。

（2）合理的结构设计：①避免小阳极—大阴极结构，大阳极—小阴极结构相对安全，因为阳极面积大，溶解速度相对减小。

②不同腐蚀电位金属材料接触时，将其绝缘。

③插入第三种金属，当绝缘设计困难时，可在其中插入能降低两者电位差的一种材料。

④将阳极部分设计成易于更换的部件。

二、小孔腐蚀1、金属局部位置出现腐蚀小孔，并向深处发展，其余区域不腐蚀或腐蚀很轻微。

孔蚀或点蚀2、蚀孔径小，只有数十微米，孔深，深度大于孔径。

孔口多有覆盖物。

3、从开始到暴露要经历几个月或1~2年的诱导期.4、蚀孔通常沿着重力或横向发展，很少在朝下的表面发生孔蚀5、通常发生在有钝化膜或保护膜的金属表面，如不锈钢、钛、铝合金等。

由于金属表面存在缺陷（表面位错、非金属杂质等）和活性离子（Cl-），金属钝化膜局部被破坏，成为阳极，未被破坏的地方为阴极，形成钝化—活化电池，生成小蚀坑（孔径多在20~30微米）。

孔外金属表面受到阴极保护，维持钝态。

6、Fe Fe2+ + 2e Cr Cr3+ + 3e Ni Ni2+ + 2e7、随着氯离子不断迁入，使孔内形成金属氯化物（如FeCl2）的浓溶液，继续水解生成盐酸，孔内pH值降低，在介质重力影响下，孔蚀向深处发展。

8、自催化酸化作用：在腐蚀过程中，孔口的pH值逐渐升高，可溶性的盐如Ca(HCO3)2转化为CaCO3沉淀物，沉积在孔口，形成闭塞电池，孔内氯化物积聚、水解，酸度进一步增高，可使pH接近于0。

晶间腐蚀晶间腐蚀是一种常见的局部腐蚀。

腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微，这种腐蚀便称为晶间腐蚀。

晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。

而且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化, 不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。

通常出现于黄铜、硬铝合金和一些不锈钢、镍基合中。

晶粒间界是结晶方向不同的晶粒间紊乱错合的界域，因而他们是金属中各溶质元素偏析或金属化合物沉淀析出的有利区域。

不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于10~12%。

当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。

因为室温时碳在奥氏体中的溶解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如Cr23C6等。

铬由晶粒内扩散速度比铬沿晶界扩散速度小，内部的铬来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。

奥氏体不锈钢不热处理的原因：奥氏体高合金不锈钢经憨厚热处理可以减少残余应力，降低应力腐蚀开裂敏感性，但焊后热处理不当时，又会加剧晶间腐蚀或σ相析出造成脆化。

含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢，如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。

这些钢在425-815℃之间加热时，或者缓慢冷却通过这个温度区间时，都会产生晶间腐蚀。

这样的热处理造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用），并且造成最邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。

敏化作用也可出现在焊接时，在焊接热影响区造成其后的局部腐蚀防止晶界腐蚀的措施有：1 调整焊缝的化学成份，加入稳定化元素减少形成碳化铬的可能性，如加入钛或铌等。