第 11 章 腐蚀控制方法

《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1．何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？2．表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？3．镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其ϖ深(mm/a)多大？4．已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。

问铁在此介质中是否耐蚀？第二章电化学腐蚀热力学1．如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？2．何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。

3．何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。

4．金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？5．a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。

b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。

6．当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？7．Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？第三章电化学腐蚀反应动力学1．从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。

2．在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？3．浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？4．混合电位理论的基本假说是什么？它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论？5．何谓腐蚀极化图？举例说明其应用。

6．试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。

7．何谓腐蚀电势？试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。

8．铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V（相对1mol/L甘汞电极）时的氢过电势是多少？9．Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V（相对1mol/L甘汞电极），计算该电极的极化值。

第20卷第11期装备环境工程2023年11月EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING·121·热带岛礁大气环境车辆装备腐蚀规律与防护设计及控制措施郭强（北京机械设备研究所 北京 100854）摘要：目的提高车辆装备在热带岛礁大气环境中的耐腐蚀性能，为车辆装备在热带岛礁大气环境长期稳定的服役提供防腐蚀设计与改进依据。

方法通过对岛礁大气环境特点的分析和典型车辆装备腐蚀规律研究与总结，制定相应的腐蚀防护设计及措施，并在车辆装备上进行应用与验证。

结果根据腐蚀特点，车辆装备划分为结构类腐蚀、电气类产品腐蚀、材料和涂层腐蚀等4类，其中，结构类腐蚀是最主要的腐蚀行为，结构类腐蚀类型主要包括缝隙腐蚀、电偶腐蚀、应力作用下腐蚀、磨损腐蚀、结构外形及空腔结构造成的腐蚀等。

根据腐蚀环境进行划分，将整车划分为舱外完全暴露结构区域、底盘底部区域、发动机舱区域和舱内区域等4个腐蚀区域。

在车辆装备上采取相应的腐蚀防护设计与措施，包括典型结构类防腐蚀设计、电气类产品腐蚀防护设计、材料与涂层搭配选用、维护保养和腐蚀监测措施，在热带岛礁大气环境中取得了良好的应用验证效果。

结论根据不同腐蚀类型，采取相应的结构类、电气类产品，材料与涂层合理搭配选用等腐蚀防护设计，加严环境试验考核，以及维修维护、腐蚀监测等腐蚀控制措施，车辆装备在热带岛礁环境中将取得长效且良好的环境适应性。

关键词：热带岛礁；大气环境；车辆装备；腐蚀规律；防腐蚀设计；腐蚀控制措施中图分类号：TG172 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)11-0121-12DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2023.11.016Corrosion Rule, Prevention Design and Control Countermeasures of VehicleEquipment in Tropical Island-reef Atmospheric EnvironmentGUO Qiang(Beijing Institute of Machinery and Equipment, Beijing 100854, China)ABSTRACT: The work aims to improve anti-corrosion properties of vehicle equipment in tropical island-reef atmospheric en-vironment, so as to provide evidence of anti-corrosion design and modification for long-term stable service of vehicle equipment in tropical island-reef atmospheric environment. Under analysis on island-reef environment characteristics and research and summary on corrosion rule of vehicle equipment, corresponding corrosion protection design and countermeasures were formu-lated and then applied to the vehicle equipment for verification. According to corrosion characteristics, vehicle equipment corro-sion was classified into four types, including structure corrosion, electrical product corrosion, material corrosion and coating corrosion. Structure corrosion was the major corrosion behavior. The main kinds of corrosion types of structure corrosion were收稿日期：2022-10-19；修订日期：2023-08-24Received：2022-10-19；Revised：2023-08-24引文格式：郭强. 热带岛礁大气环境车辆装备腐蚀规律与防护设计及控制措施[J]. 装备环境工程, 2023, 20(11): 121-132.GUO Qiang. Corrosion Rule, Prevention Design and Control Countermeasures of Vehicle Equipment in Tropical Island-reef Atmospheric Envi-ronment [J]. Equipment Environmental Engineering, 2023, 20(11): 121-132.·122·装备环境工程 2023年11月crevice corrosion, galvanic corrosion, corrosion caused by structural edge and water-logging structure, etc. In terms of corrosion environment, the vehicle equipment was divided into four areas , which consisted of fully exposed structure outside the cabin, bottom of chassis, area inside engine cabin and area in cabin. The corresponding corrosion protection design and countermea-sures were adopted to the vehicle equipment, including corrosion protection design of classical structure and electric product, optimal selection of materials and coatings, measures of maintenance, corrosion monitoring technique, which achieved good re-sults in practical applications. According to different types of corrosion, corresponding corrosion protection designs and coun-termeasures, such as structure and electric anti-corrosion design, reasonable selection of material and coating, anti-corrosion method of repair and maintenance, strict environmental testing, and corrosion monitoring, can be adopted to help vehicle equipment maintain long-term and good environmental adaptability in tropical island-reef environment.KEY WORDS: tropical island-reef; atmospheric environment; vehicle equipment; corrosion rule; anti-corrosion design; corro-sion control countermeasures相对于我国常见的海洋大气环境特点，热带岛礁（特指纬度≤17°N）大气环境是一种较为特殊的腐蚀环境，其常年具有高温、高湿、高盐雾、强太阳辐射、多降水、多台风等热带海洋大气环境特征[1-5]。

《金属腐蚀原理》作业题绪论1、金属腐蚀按照腐蚀过程的特点可以分为几类？2、均匀腐蚀情况下金属腐蚀速度的衡量指标有哪几种？第一章金属电化学腐蚀倾向的判断1、什么是内电位、外电位、电化学位？2、什么是绝对电极电位、相对电极电位？两者有何区别？3、相间电位差产生的原因是什么？4、什么是金属的平衡电极电位？5、结合电位-pH图说明处于腐蚀状态的金属可以采取哪几种防腐蚀方法？第二章电化学腐蚀动力学1、什么是原电池的极化作用？什么是阳极极化、阴极极化？2、极化现象的本质是什么？3、掌握电化学极化时，极化电流与过电位之间的关系方程式。

4、熟练掌握稳态极化时的动力学公式，掌握强极化区和微极化区极化过电位和极化电流之间近似极化公式的推导过程。

5、什么是共轭体系？分析课本p61页图2-17中各点所对应的电流和电位的物理意义。

6、结合图2-19详细说明牺牲阳极保护法的基本原理。

7、结合活化控制的腐蚀体系极化公式（课本公式2-60）分析金属腐蚀速度测试的电化学方法都有哪些？8、腐蚀体系中，当电流处于强极化区时采用何种测试方法？微极化区采用何种测试方法？各有何适用条件？各自的原理和具体操作步骤是什么？弱极化区的测试方法有哪几种？掌握两点法和三点法的推导过程。

第三章氢去极化腐蚀和氧去极化腐蚀1、什么是氢去极化？什么是氧去极化？各自发生的条件是什么？2、什么是氢过电位？氢过电位的数值大小对氢去极化腐蚀有何影响？3、金属中具有不同氢过电位的杂质存在对基体金属腐蚀速度的影响情况是什么？4、什么是铂盐效应？以铁和锌在酸中的腐蚀速度为例说明氢过电位对于腐蚀速度的影响情况。

5、氧去极化腐蚀的影响因素有哪些？6、什么是氧浓差电池？在氧浓差电池中何者做阳极，何者做阴极？第四章金属的钝化1、什么是钝化作用？什么是化学钝化、电化学钝化？2、结合金属的钝化曲线分析钝化过程中的电化学参数，并说明阳极保护的基本原理是什么？3、阳极钝化曲线的测定和塔菲尔法测定金属腐蚀速度时的极化曲线各自采用什么方法测定？4、目前钝化理论主要包括哪几种？每种钝化理论所能够成功解释的问题是什么？第五章常见的局部腐蚀1、什么是电偶腐蚀？其原理是什么？2、什么是差异效应？什么是正差异效应、负差异效应？3、电偶序的排序理论依据什么？在实际应用中，对于构成电偶腐蚀的原电池如何判断其阴阳极？4、什么是小孔腐蚀？小孔腐蚀发生的条件是什么？小孔腐蚀的作用机理是什么？小孔腐蚀的电化学测试方法是什么？5、什么是缝隙腐蚀？缝隙腐蚀发生的原因是什么？与孔蚀相比较，缝隙腐蚀有什么不同？6、什么是晶间腐蚀？结合不锈钢说明晶间腐蚀发生的机理是什么？7、什么是应力腐蚀破裂？发生应力腐蚀破裂的条件是什么？8、什么是腐蚀疲劳？磨损腐蚀？选择性腐蚀？第八章腐蚀控制方法1、什么是阴极保护？阴极保护包括哪两种方法？这两种方法有何不同？2、什么是负保护效应？什么是阴极保护的最小保护电位？3、说明牺牲阳极保护法和外加阴极电流保护法的基本原理是什么？能够结合伊文思极化图进行分析。

第一章水质与水质标准填空题：1、水的循环包括：和。

2、按水中杂质的尺寸，可以将杂质分为、、三种。

3、含磷物质存在形式：、、；溶解性的磷：、、；悬浮性的磷：。

4、按处理程度污水处理分为：、、。

5、污水的最终出路：、、。

6、城市污水：包括以下四部分、、、。

7、污水复用分：、。

8、有直接毒害作用的无机物：、、、、、。

9、生活饮用水的水质指标可分为、、、四类。

10、通常采用、、、等水质指标来表示水质耗氧有机物的含量。

名词解释：1、合流制2、分流制3、 BOD4、 COD5、 TOC6、 TOD7、总残渣、总固体或叫蒸发残渣8、水体富营养化 ( eutrophication ) 的定义9、水环境容量 10、水体自净问答题：1、污水中含氮物质的分类及相互转换2、什么是水体自净？为什么说溶解氧是河流自净中最有力的生态因素之一？3、在研究水体污染问题时，为什么除毒物外，还要考虑溶解氧和生化需氧量这两个问题？在进行水体自净的计算时，关于溶解氧一般是以夏季水体中不低于 4mg/L为根据的，但在北方严寒地区，对于溶解氧的要求往往提高，这是什么原因？4、进行水体污染的调查，主要应采取哪些步骤？5、什么是水体富营养化？富营养化有哪些危害？6、 BOD 的缺点、意义？7、什么是“水华”现象？8、什么是“ 赤潮” 现象？9、氧垂曲线的意义，使用时应主意哪些问题？10、写出氧垂曲线的公式，并图示说明什么是氧垂点。

11、河水：最旱年最旱月平均时流量（保证率 95% ）（水速为0.25m/s），生化需氧量第二章水的处理方法概论填空题：1、水处理按技术原理可分为和两大类。

2、按对氧的需求不同，将生物处理过程分为和两大类。

3、按反应器内的物料的形态可以分为和两大类；按反应器的操作情况可将反应器分为和两大类。

4、列举水的物理化学处理方法：、、、、。

（举出 5 种即可）名词解释：>1、间歇式反应器 2 、活塞流反应器 3 、恒流搅拌反应器 4 、过滤5、吸附 6 、氧化与还原 7 、水的好氧处理 8 、水的厌氧处理9、停留时间 10 、停留时间分布函数 11 、水处理工艺流程问答题：1、水处理工艺流程选择的出发点有哪些？如何确定一个合适的水处理工艺流程？2、举例说明废水处理的物理法、化学法和生物法三者之间的主要区别。

第五章腐蚀的控制⽅法第五章腐蚀的控制⽅法在不同情况下引起⾦属腐蚀的原因是不尽相同的，因此根据不同情况采⽤的防腐技术也是多种多样的。

在⽣产实践中⽤的最多的防腐技术⼤致可分为如下⼏类：1、合理选材，根据不同介质和使⽤件选⽤合适的⾦属材料和⾮⾦属材料；2、阴极保护：利⽤⾦属电化学腐蚀原理，将被保护⾦属设备进⾏外加阴极化以降低或防⽌⾦属腐蚀；3、阳极保护，对于钝化溶液和易钝化⾦属组成的腐蚀体系，可以采⽤外加阳极电流的⽅法使被保护⾦属设备进⾏阳极钝化以降低⾦属腐蚀；4、介质处理，包括去除介质中促进腐蚀的有害成分（例如锅炉给⽔的除氧）调节介质的PH 值及改变介质的湿度等；5、添加缓蚀剂。

往体系中添加少量能阻⽌或减缓⾦属腐蚀的物质以保护⾦属；6、⾦属表⾯覆盖层。

在⾦属表⾯喷、射、渗、镀、涂上⼀层耐蚀性好的⾦属或⾮⾦属物质以及将⾦属进⾏氧化处理。

使被保护⾦属表⾯与介质机械隔离⽽降低⾦属腐蚀；7.合理的防腐蚀设计及改进⽣产⼯艺流程以减轻或防⽌⾦属的腐蚀。

每⼀种防腐蚀措施都有其应有范围和条件。

使⽤时要注意。

对⼀种情况有效的措施，在另⼀种情况下就可能是⽆效的；有时甚⾄是有害的。

例如：阳极保护只适⽤于⾦属在介质中易于阳极钝化的体系，如果不能造成钝态，则阳极极化不仅不能减缓腐蚀，反⽽会加速⾦属的阳极溶解。

另外，在某些情况下，采取单⼀的防腐蚀措施其效果并不明显，但如果采⽤两种或多种防腐蚀措施进⾏联合保护，就⽐单⼀种⽅法效果好得多。

对于⼀个具体的腐蚀体系究竟采⽤哪种措施的防腐蚀，应根据腐蚀原因，环境条件各种措施的防腐蚀效果，施⼯难易以及经济效益综合考虑。

第⼀节合理选⽤耐腐蚀材料⼀、设备的⼯作条件(介质，温度和压⼒)对材料的要求设备的⼯作介质的情况是选材时⾸先要分析考虑的。

例如⼯作介质是硝酸，其为氧化性酸，应选⽤在氧化性介质中易形成氧化膜的材料，如不锈钢，铝，钛等⾦属材料，稀硝酸⽤不锈钢，浓硝酸⽤纯铝；如果⼯作介质是盐酸，其为还原性酸，应选⽤⾮⾦属材料。

飞机腐蚀控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解飞机腐蚀的基本概念、原因及危害。

2. 学生能够掌握飞机腐蚀控制的常用方法和相关技术。

3. 学生能够了解飞机腐蚀防护材料的特点及应用。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析飞机腐蚀的原因，并提出合理的控制措施。

2. 学生能够设计简单的飞机腐蚀防护方案，并进行评估。

3. 学生能够运用腐蚀检测设备，对飞机进行腐蚀状况检测。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对航空事业的热爱，关注飞机腐蚀问题，增强国防意识。

2. 学生树立安全意识，认识到飞机腐蚀控制对飞行安全的重要性。

3. 学生养成合作、探究的学习习惯，培养创新精神和实践能力。

课程性质：本课程为选修课程，旨在让学生了解飞机腐蚀控制的基本知识，提高学生的实践操作能力。

学生特点：学生为高中年级，具备一定的物理和化学基础，对航空领域有一定兴趣。

教学要求：结合学科知识，注重理论与实践相结合，培养学生的动手操作能力和创新能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决中，为后续相关领域的学习打下坚实基础。

二、教学内容1. 飞机腐蚀基本概念：腐蚀的定义、分类及腐蚀过程。

2. 飞机腐蚀原因及危害：环境因素、材料因素、应力因素等导致腐蚀的原因，以及腐蚀对飞机结构、性能和飞行安全的影响。

3. 飞机腐蚀控制方法：物理防护、化学防护、电化学防护等常用腐蚀控制方法。

4. 飞机腐蚀防护材料：金属涂层、非金属涂层、复合材料等腐蚀防护材料的特点及应用。

5. 飞机腐蚀检测与评估：腐蚀检测设备、方法及其在飞机腐蚀防护中的应用。

6. 飞机腐蚀控制实例分析：分析典型飞机腐蚀案例，提出解决方案。

教学大纲安排：第一课时：飞机腐蚀基本概念、原因及危害。

第二课时：飞机腐蚀控制方法。

第三课时：飞机腐蚀防护材料。

第四课时：飞机腐蚀检测与评估。

第五课时：飞机腐蚀控制实例分析。

教材章节：第一章：飞机腐蚀基本知识。

第二章：飞机腐蚀原因及危害。

大庆石油地质与开发Petroleum Geology ＆ Oilfield Development in Daqing2024 年 2 月第 43 卷 第 1 期Feb. ，2024Vol. 43 No. 1DOI ：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202307013CCUS 腐蚀控制技术对策曹功泽 刘宁 刘凯丽 淳于朝君 张冰岩 杨景辉 张素梅 穆蒙（中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院，山东 东营 257000）摘要： 碳捕集、利用与封存技术（CCUS ）对于减缓全球气候变化、推进低碳发展具有重要意义。

在石油开采过程中，利用CCUS 技术将储存的CO 2注入油气井提高了油田原油采收率，但是CO 2溶于水后形成的碳酸会加剧金属管道的腐蚀，对设备的安全运行造成重大威胁。

首先介绍了CO 2腐蚀机理，详细描述了造成油气生产系统中CO 2腐蚀的主要影响因素；然后对合金防护、涂覆防护层防护、缓蚀剂防护等常见的腐蚀控制方法及其研究进展进行了分析讨论；最后结合CCUS 腐蚀控制研究现状，总结了在不同介质环境下CO 2腐蚀控制具体的措施和建议。

研究成果为CO 2腐蚀控制技术的研究与发展提供了参考和依据。

关键词：CCUS ；CO 2腐蚀；腐蚀防护；缓蚀剂中图分类号：TE357.45 文献标识码：A 文章编号：1000-3754（2024）01-0112-07Technical solutions for CCUS corrosion controlCAO Gongze ，LIU Ning ，LIU Kaili ，CHUNYU Zhaojun ，ZHANG Bingyan ，YANG Jinghui ，ZHANG Sumei ，MU Meng（Petroleum Engineering Technology Research Institute of Sinopec Shengli OilfieldCompany ，Dongying 257000，China ）Abstract ：Carbon capture ， utilization and storage （CCUS ） technology is of great significance for mitigating globalclimate change and promoting low -carbon development. In the process of oil production ， using CCUS technology to inject stored CO 2 into oil and gas production wells increases oil recovery. However ， carbonic acid formed after CO 2is dissolved in water may aggravate the corrosion of metal pipes and cause serious threat to safe operation of equip⁃ment. Firstly ， the mechanism of CO 2 corrosion is introduced ， and the main influencing factors causing CO 2 corro⁃sion in oil and gas production system are described in detail. Then ， common corrosion control methods of alloy pro⁃tection ， coating protection and inhibitor protection and their research progress are analyzed and discussed. Finally ， combined with the research status of CCUS corrosion control ， specific solutions for CO 2 corrosion control in differ⁃ent media environments are summarized. The research provides reference and basis for research and development ofCO 2 corrosion control technology.Key words ：CCUS ； CO 2 corrosion ； corrosion protection ； corrosion inhibitor引用：曹功泽，刘宁，刘凯丽，等. CCUS 腐蚀控制技术对策［J ］.大庆石油地质与开发，2024，43（1）：112-118.CAO Gongze ，LIU Ning ，LIU Kaili ，et al. Technical solutions for CCUS corrosion control ［J ］.Petroleum Geology ＆ Oil⁃field Development in Daqing ，2024，43（1）：112-118.收稿日期：2023-07-07 改回日期：2023-10-13第一作者：曹功泽，男，1978年生，硕士，正高级工程师，从事油田腐蚀与防护研究。