热力设备腐蚀与防护习题
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金属腐蚀与防护试卷1一、解释概念:(共8分,每个2分)钝性,碱脆、SCC、缝隙腐蚀二、填空题:(共30分,每空1分)1.称为好氧腐蚀,中性溶液中阴极反应为,好氧腐蚀主要为控制,其过电位与电流密度的关系为。
2.在水的电位-pH图上,线ⓐ表示关系,线ⓑ表示关系,线ⓐ下方是的稳定存在区,线ⓑ上方是的稳定存在区,线ⓐ与线ⓑ之间是的稳定存在区。
3.热力系统中发生游离CO2腐蚀较严重的部位是,其腐蚀特征是,防止游离CO2腐蚀的措施是,运行中将给水的pH值控制在范围为宜。
4.凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。
淡水作冷却水时易发生脱锌,海水作冷却水时易发生脱锌。
5.过电位越大,金属的腐蚀速度越,活化极化控制的腐蚀体系,当极化电位偏离E corr足够远时,电极电位与极化电密呈关系,活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。
6.为了防止热力设备发生氧腐蚀,向给水中加入,使水中氧含量达到以下,其含量应控制在,与氧的反应式为,加药点常在。
7.在腐蚀极化图上,若P c>>P a,极极化曲线比极极化曲线陡,这时E corr值偏向电位值,是控制。
三、问答题:(共24分,每小题4分)1.说明协调磷酸盐处理原理。
2.自然界中最常见的阴极去极化剂与其反应是什么?3.锅炉发生苛性脆化的条件是什么?4.凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么?5.说明热力设备氧腐蚀的机理。
6.说明腐蚀电池的电化学历程,并说明其四个组成部分。
四、计算:(共24分,每小题8分)析氢腐蚀?并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH 值。
(E 0Fe 2+/Fe = - 0.44)2.写出V -与i corr 的关系式与V t 与i corr 的关系式,并说明式中各项的物理意义。
3.已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应与其标准电极电位:Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + 0.337VH 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 0.000V2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = +1.229V问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀?五、分析:(共14分,每小题7分)1.试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何比在稀HNO 3中的腐蚀速度低?2. 炉水协调磷酸盐-pH 控制图如图1,如何根据此图实施炉水水质控制,试分析之。
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-H 2O 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⑴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?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 C的温度下把裂解气中的CH4、Hb、C2H6、GH4等介质进行低温分离。
腐蚀与防护、换热器题库您的姓名: [填空题] *_________________________________一、选择题1、多选题,下列那些说法是错误的?()A、装置的腐蚀性介质全部来自于原油。
(正确答案)B、加氢装置工艺防腐的注水措施中应保证总注水量的25%以上在注水部位为液态。
C、湿硫化氢腐蚀包括全面均均匀腐蚀、SSC、HB、HIC、SOHIC。
D、冷凝水的PH值越高,碳钢的均匀腐蚀速度越高。
(正确答案)2、对于临氢设备管线,如果系统中含有H2S,则选材要依据B曲线进行。
如果不含H2S,则依据()曲线选材。
[单选题]A、修正的McConomyB、Couper-CormonC、CorrosionD、Nelson(正确答案)3、关于高温硫腐蚀,说法不正确的是()。
[单选题]A、原油中的总含硫量与原油腐蚀性之间并无精确的关系。
B、含硫化合物的腐蚀作用与温度有直接的关系。
C、高温硫腐蚀是化学腐蚀。
D、原油中的总含硫量与高温硫腐蚀速率成正比关系。
(正确答案)4、关于环烷酸腐蚀,说法不正确的是()。
[单选题]A、环烷酸腐蚀是化学腐蚀。
B、环烷酸腐蚀的温度范围一般在200~400℃,温度越高,腐蚀速率越大。
(正确答案)C、环烷酸腐蚀速率及腐蚀形态与流速相关,在高流速部位腐蚀特别严重。
D、一般来说,原油酸值在0.5mgKOH/g以上即能引起显著的环烷酸腐蚀。
5、API571-2011《炼油厂设备损伤机理》中列出()种与腐蚀有关的设备损伤模式。
[单选题]A、48B、52C、66(正确答案)D、746、多选题,在常减压蒸馏装置、催化重整装置、加氢装置等三类装置都可能发生的腐蚀类型有()。
A、盐酸腐蚀(正确答案)B、NH4Cl腐蚀(正确答案)C、高温硫腐蚀D、环烷酸腐蚀7、循环水冷却器中,为了减轻循环水侧的腐蚀,如果循环水走管程,其流速应控制不低于______,如果循环水走壳程,其流速应控制不低于______。
材料腐蚀与防护复习题适用于材料成型与控制专业适一、名词解释1、腐蚀:材料与所处环境介质之间发生作用而引起材料的变质和破坏。
2、腐蚀原电池:只能导致金属材料破坏而不能对外界作功的短路原电池;特点:1. 阳极反应都是金属的氧化反应,造成金属材料的破坏 2. 反应最大限度的不可逆3. 阴、阳极短路,不对外做功3.腐蚀电池的工作环节:1.阳极反应通式:Me→Men++ne 可溶性离子,如Fe-2e=Fe2+ ;2.阴极反应通式:D+me=[D.me] 2H++2e=H2 析氢腐蚀或氢去极化腐蚀;3.电流回路金属部分:电子由阳极流向阴极溶液部分:正离子由阳极向阴极迁移4. 形成腐蚀电池的原因:金属方面:成分不均匀;表面状态不均匀;组织结构不均匀;应力和形变不均匀;“亚微观”不均匀;环境方面:金属离子浓度差异;氧浓度的差异;温度差异5.交换电流密度:当电极反应处于平衡时,电极反应的两个方向进行的速度相等,此时按两个反应方向进行的阳极反应和阴极反应的电流密度绝对值叫做交换电流密度。
6.电动序:将各种金属的标准电位 E0 的数值从小到大排列起来,就得到“电动序”。
7.腐蚀电位:金属在给定腐蚀体系中的电极电位。
电偶序:在某给定环境中,以实测的金属和合金的自然腐蚀电位高低,依次排列的顺序8.电化学腐蚀倾向的判断:自由焓准则当△G<0,则腐蚀反应能自发进行。
|Δ G|愈大则腐蚀倾向愈大。
当△G= 0,腐蚀反应达到平衡。
当△G> 0,腐蚀反应不能自发进行。
9. 电极:金属浸于电解质溶液中所组成的系统。
10. 电位:金属和溶液两相之间的电位差叫做电极系统的绝对电极电位,简称电位,记为E。
11.电极电位:电极系统中金属与溶液之间的电位差称为该电极的电极电位。
11、平衡电位:当电极反应达到平衡时,电极系统的电位称为平衡电位,记为 Ee 意义:当电极系统处于平衡电位时,电极反应的正逆方向速度相等,净反应速度为零。
在两相c、a 之间物质的迁移和电荷的迁移都是平衡的。
设备管理强化培训第一阶段测试腐蚀知识(A)一、填空题1、局部腐蚀是指暴露于腐蚀介质中的金属表面在很小区域内由于腐蚀而发生的局部破坏现象。
2、应力腐蚀开裂是指受拉伸应力作用的金属材料在某些特殊的介质条件下,由于腐蚀和应力的协同作用而发生的脆性断裂。
3、原油中的硫多以有机硫化物和硫化氢的形式存在。
4、水中碳酸钙的饱和程度直接影响到水的稳定性。
5、“一脱三注”是指对原油进行脱盐、蒸馏中注中和剂、注水、注缓蚀剂的一种工艺防腐方法。
6、高温硫腐蚀的影响因素是温度、浓度、原油的性质、介质流动状态、设备材料和设备结构。
二、判断题1、点蚀多发生在表面无钝化膜的金属或表面有阴极性镀层的金属材料上(×)2、加氢裂化装置反应器的内件由连多硫酸引起的腐蚀属于应力腐蚀()3、金属材料受到交变应力、交变热应力和腐蚀的共同作用而产生的腐蚀形态称之腐蚀疲劳()4、在水垢、锈垢等沉积物下发生的严重局部腐蚀称之为垢下腐蚀。
()5、通常将酸值≥0.8m g KO H/g时的原油称之为高酸值原油。
(×)6、结垢--腐蚀型水在设备的低温区发生结垢,在高温区发生腐蚀。
(×)7、原油中无机盐的主要成分是氯化钠、氯化钙和氯化镁。
()8、工艺过程中控制流速、防止湍流和气液相混流可有效减缓环烷酸腐蚀。
()9、脱硫装置循环脱硫溶剂中的热稳定性盐对设备腐蚀影响不大。
(×)10、现场测厚是了解设备腐蚀情况的一个重要方面,通过测厚可算出设备的腐蚀速率,以便及时修补或替换设备。
()三、选择题1、以下关于露点腐蚀错误的是( C )A、露点腐蚀是腐蚀介质蒸汽结露才进行的B、硫酸露点腐蚀多发于省煤器等热回收系统中C、发生露点腐蚀的金属表面无腐蚀产物存在D、09CrCuSb钢可有效抵抗硫酸露点腐蚀2、以下原油分类正确的是(AC )A、硫含量<0.5%的原油称之为低硫原油B、硫含量在0.5% ~3%的叫含硫原油C、硫含量>2%的原油称之为高硫原油D、硫含量>3%的原油称之为高硫原油3、加工高硫原油时可能会出现(ABCD)腐蚀A、高温硫腐蚀B、低温部位的电化学腐蚀C、连多硫酸的应力腐蚀开裂D、含水物流在露点以下与硫化氢共存时,氢致开裂4、下列选项中酸值的大小对设备腐蚀的影响正确的是(ABD)A、酸值越高,环烷酸含量越高B、在高温下环烷酸对设备有严重的侵蚀性C、酸值越低,环烷酸含量越高D、酸值越大腐蚀性越强5、以下哪些因素影响电脱盐效果(ABC )A、温度、压力B、破乳剂的用量C、洗涤水D、原油酸值6、下列选项中关于电化学保护方法不正确的有(CD )A、电化学保护包含阴极保护和阳极保护B、阳极保护适用于酸性介质C、阴极保护适用于酸性介质D、阳极保护适用于还原性介质7、以下措施中哪些可有效减缓环烷酸腐蚀(ABCD )A、选用耐环烷酸腐蚀的材料B、加强脱盐和工艺防腐C、注意焊接要求,避免异种金属的焊接、避D、改变设备部分结构 减少液流的死角、减少管线振动、减少免焊疤且焊后进行热处理急弯和拐角、减少直对冲刷8、下列选项中哪些可以防止高温硫腐蚀( ABC )A、合理选择耐蚀材料,如塔壁可B、采用金属保护层,如喷铝和渗铝保护层采用0Cr13 或0Cr18Ni9 复合钢板C、采用多效缓蚀剂和结垢剂D、改变工艺参数提高介质流速9、在催化裂化装置的能量回收系统中都有哪些腐蚀(ABC)A、高温烟气的冲蚀和磨蚀B、亚硫酸和硫酸的露点腐蚀C、离子引起的奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂D、低温部位的电化学腐蚀10、焦炭塔的塔体变形及焊缝开裂的原因是什么( A )A、塔体工作中的低频疲劳破坏引起B、连多硫酸的应力腐蚀开裂C、高温硫腐蚀D、低温部位的电化学腐蚀四、简答题1、请写出湿硫化氢环境的定义。
1、腐蚀是指材料在其周围环境的作用下发生的破坏或变质现象。
2、金属腐蚀是指金属与周围环境(介质)之间的化学或电化学作用所引起的破坏或变质。
3、断裂是指金属构件受力超过其弹性极限、朔性极限而发生的破坏。
4、磨损是指金属表面与气象接触的物体或与周围环境发生相对运动(摩擦)而产生的损耗或破坏。
5、化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。
其反应历程特点是在一定条件下,金属表面的原子与非电解质中的氧化剂直接发生氧化还原反应,形成腐蚀产物。
无电流产生。
6、电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质发生电化学作用而产生的破坏。
其腐蚀历程可分为两个相对独立并可同时进行的过程。
有电流产生。
7、电化学腐蚀的特点:腐蚀里程可分为两个相对独立并可同时进行的过程。
8、物理腐蚀是由于单纯的物理溶解作用而形成的。
9、全面腐蚀(均匀腐蚀)):金属表面几乎全面和均匀地遭受腐蚀。
10、局部腐蚀:金属表面只有一部份遭受腐蚀而其他部分基本上不腐蚀。
局部腐蚀又可分为:1、电偶腐蚀:由两种腐蚀电位不同的金属在同一介质中相互接触而产生的一种腐蚀。
2、点蚀(小孔腐蚀):是一种极端的局部腐蚀形态。
3、缝隙腐蚀:金属在介质中,在有缝隙的地方或他物覆盖的表面上发生较为严重的局部腐蚀。
4、晶间腐蚀:在金属晶界上或其邻近区发生剧烈腐蚀,而晶粒的腐蚀则相对很小。
5、选择性腐蚀:合金中的某一部分由于腐蚀优先地溶解到电解质溶液中去,从而造成另一组分富积于金属表面上。
6、磨耗腐蚀:腐蚀性流体和金属表面的相对运动引起的金属快速腐蚀。
7、应力腐蚀:包括应力腐蚀和腐蚀疲劳。
8、氢损伤:金属中存在氢或氢反应引起的机械破坏。
11、宏观腐蚀原电池:用肉眼可直接分辨出腐蚀电池的阴极区和阳极区。
12、金属的许多局部腐蚀,如点腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀等都是由微观腐蚀电池的作用引发的。
13、腐蚀原电池:只是导致金属材破坏而不能对外界作有用功的短路原电池。
材料腐蚀与防护复习题适用于2011级材料成型与控制专业一、名词解释1.腐蚀:材料由于环境的作用而引起的破坏和变质。
2.阴极电化学保护:将被保护金属作为阴极,进行外加阴极极化以降低或防止金属腐蚀的方法。
3.活化极化:由于电极反应速度缓慢所引起的极化;电极反应是受电化学反应速度控制。
4.腐蚀疲劳:材料或构件在交变应力与腐蚀环境的共同作用下产生的脆性断裂。
5. 电极电位答:电极系统中金属与溶液之间的电位差称为该电极的电极电位。
6. 平衡电极电位答:金属和溶液界面建立一个稳定的双电层,亦即不随时间变化的电极电位,称为金属的平衡电极电位(Ee)。
7. 标准电极电位答:纯金属、纯气体(气压分压为1.01325x105pa),298K,浓度为单位活度(1mol/L),称为电极的标准电位,该标准电极的电极电位称为标准电极电位(E0)。
8. 阳极极化(阴极极化) 答:当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象,称为阳极极化。
(当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象,称为阴极极化)9. 去极化答:消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用,则能消除或减弱极化的现象称为去极化。
10. 浓差极化:在电极反应过程中,如果电化学反应进行得很快,而电解质中物质传输过程很缓慢,导致反应物扩散速度不能满足电极反应速度的需要,形成浓度差,而引起电位移动;生成物从电极表面向溶液深处扩散过程的滞后,使反应物或生成物在电极表面的浓度和溶液中的浓度出现差异,形成浓度差,而引起电位移动。
11.极化:由于电极上有净电流通过,电极电位显著地偏离了未通过净电流时的起始点位的变化现象。
12.外加电流阴极保护法:将被保护金属设备与直流电源的负极相连,使之成为阴极,阳极为一个不溶性的辅助电极,利用外加阴极电流进行阴极极化,二者组成宏观电池实现阴极保护的方法。
13.牺牲阳极阴极保护法:把被保护壳体和比它更活泼的壳体相连接,在电解质溶液中构成宏观电池,依靠活泼阳极壳体不断溶解产生的阴极电流对壳体进行阴极极化的方法。
腐蚀与防护期末试题及答案一、选择题1. 腐蚀是指以下哪一过程?A) 金属表面的表面变薄B) 金属与其他物质的化学反应C) 金属结构受力失效D) 金属表面的物理性能改变答案: B) 金属与其他物质的化学反应2. 下列哪种金属不容易发生腐蚀?A) 铁B) 铝C) 锌D) 铜答案: C) 锌3. 什么是防蚀?A) 用化学方法减少金属腐蚀速度B) 对金属表面涂覆一层保护层C) 将金属与其他物质隔离开来D) 修补已腐蚀金属表面的材料答案: B) 对金属表面涂覆一层保护层4. 下列哪种方法不是防蚀的常用方法?A) 喷涂B) 铸造C) 浸镀D) 电镀答案: B) 铸造5. 下列哪种环境对金属腐蚀最具威胁?A) 干燥环境B) 高温潮湿环境C) 常温湿润环境D) 低温干燥环境答案: B) 高温潮湿环境二、简答题1. 什么是金属的腐蚀?金属的腐蚀是指金属与其他物质发生化学反应,造成金属表面物理性能和化学成分的改变,导致金属表面腐蚀、破坏的过程。
2. 腐蚀的主要类型有哪些?腐蚀的主要类型有电化学腐蚀、化学腐蚀、湿润腐蚀和高温腐蚀等。
3. 防腐蚀的方法有哪些?防腐蚀的方法包括物理防蚀和化学防蚀。
物理防蚀的方法有涂层保护、电镀、热浸镀等;化学防蚀的方法有防锈油、化学蚀刻等。
4. 为什么要对金属进行防腐蚀处理?金属腐蚀会导致金属构件受损,缩短使用寿命,甚至造成严重事故。
通过防腐蚀处理可以延长金属构件的寿命,减少维修和更换的成本,提高设备的可靠性和安全性。
5. 请简要介绍常用的防腐蚀涂层。
常用的防腐蚀涂层包括有机涂层、无机涂层和金属涂层。
有机涂层包括漆膜、油漆、聚合物涂层等;无机涂层包括磷化、氧化、硫化等;金属涂层包括镀锌、镀铬等。
三、分析题1. 请分析金属腐蚀的影响因素。
金属腐蚀的影响因素包括环境因素和金属自身因素。
环境因素包括温度、湿度、氧气浓度、盐分浓度等;金属自身因素包括材质、表面处理情况、组织结构、应力等。
2. 为什么铁容易腐蚀?铁容易腐蚀是因为铁与氧气发生化学反应,形成氧化铁,常称为铁锈。
2022年设备及管道防腐蚀工程施工技术知识考试题(附含答案与解析)一、单项选择题1.设备及管道防腐蚀按腐蚀发生过程和环境分类,不包括()。
A.大气腐蚀B.高温腐蚀C.土壤腐蚀D.化学腐蚀正确答案:D【答案解析】本题考查设备及管道防腐蚀分类。
按金属腐蚀过程的机理,可以划分为化学腐蚀和电化学腐蚀,按腐蚀发生的过程和环境,可以划分为以下几类:大气腐蚀、水的腐蚀、土壤腐蚀、高温腐蚀、化学介质腐蚀;按腐蚀程度分为强腐蚀、中等腐蚀、弱腐蚀三类。
2.若设备和管道防腐蚀在焊接施工前进行,则必须将全部焊缝留出,并将焊缝两侧的涂层做成()接头,待试验合格后按要求补涂。
A.直角B.阶梯状C.楔形正确答案:B【答案解析】本题考查的是设备及管道防腐蚀施工技术要求。
防腐蚀涂装宜在焊接施工完毕、系统试验合格且办理了交接手续后进行,若在之前进行,则需将全部焊缝留出并将涂层做成阶梯状接头。
3.当需变更设计、材料代用或采用新的防腐原材料时, 必须征得()同意。
A.建设单位B.监理部门C.施工单位D.设计部门正确答案:D【答案解析】防腐蚀工程所用的原材料的选择需要满足管道防腐等级的要求,原材料质量的好坏是直接决定防腐蚀效果的关键,原材料的改变会对防腐蚀的性能产生很大的影响,变更设计、材料代用或采用新的防腐原材料时,必须征得要经过设计部门同意并校核,否则会直接影响防腐蚀的寿命。
4.利用燃烧或电能,把加热到熔化或接近熔化状态的金属微粒,喷附在金属制品表面止而形成保护层的方法称为A.热镀C.电镀D.喷镀正确答案:D【答案解析】热镀法是把被镀的金属材料浸入熔化的镀层金属液中,经过一段时间取出,使金属表面沾上一层镀层金属,这种方法也被称为热浸镀。
渗镀是采用扩散处理方法, 将一种或几种元素,从金属的表面扩散到基体金属中去使之形成扩散镀层。
电镀是将电解液中的金属离子在直流电的作用下,在阴极上沉积出金属而形成镀层的工艺过程。
喷镀是一种利用燃烧或电能,把加热到熔化或接近熔化状态的金属微粒'喷附在金属制品表面上而形成保护层的一种方法5.经处理的钢结构基层,应及时涂刷底层涂料,间隔时间不应超过A.2hB.3hC.4hD.5h正确答案:D6.铝在()中的耐蚀性较好A.盐酸B.氢氟酸C.氢硫酸D.浓硝酸正确答案:D7.()是采用扩散处理方法,将一种或几种元素,从金属的表面扩散到基体金属中去使之形成扩散镀层A.热镀8.渗镀C.电镀D.喷镀正确答案:B8.铝在()盐中因生成保护性腐蚀产物膜而耐蚀A.磷酸溶液9.盐酸溶液C.硫酸溶液D.大气正确答案:B10()属于高效且节省油料的喷涂方法。
第一章金属电化学腐蚀基本原理1.腐蚀控制通常有两种措施,一是补救性控制,即腐蚀发生后再消除它;二是预防性控制,即事先采取防止腐蚀的措施,避免或延缓腐蚀,尽量减少可能引起的其他有害影响。
2.腐蚀的定义与分类腐蚀是金属与其周围介质发生化学或电化学作用而产生的破坏”。
腐蚀有不同的分类方法。
按照腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。
按照金属破坏的特征,可分为全面腐蚀和局部腐蚀两类。
(1)全面腐蚀是指腐蚀作用发生在整个金属表面,它可能是均匀的,也可能是不均匀。
(2)局部腐蚀是指腐蚀集中在金属的局部区域,而其他部分几乎没有腐蚀或腐蚀很轻微。
局部腐蚀有以下几种:①应力腐蚀破裂SSC在拉应力和腐蚀介质联合作用下,以显著的速率发生和扩展的一种开裂破坏。
②腐蚀疲劳金属在腐蚀介质和交变应力或脉动应力作用下产生的腐蚀。
③磨损腐蚀金属在高数流动的或含固体颗粒的腐蚀介质中,以及摩擦副在腐蚀性质中发生的腐蚀损坏。
④小孔腐蚀腐蚀破坏主要集中在某些活性点上,蚀孔的直径等于或小于蚀孔的深度,严重时可导致设备穿孔。
⑤晶间腐蚀腐蚀沿晶间进行,使晶粒间失去结合力,金属机械强度急剧降低。
破坏前金属外观往往无明显变化。
⑥缝隙腐蚀发生在铆接、螺纹接头、密封垫片等缝隙处的幅度hi。
⑦电偶腐蚀在电解质溶液中,异种金属接触时,电位较正的金属促使电位铰负的金属加速腐蚀的类型。
⑧其他如氢脆、选择性腐蚀、空泡腐蚀、丝状腐蚀等都属于局部腐蚀。
3.电极电位通常把由电极反应使电极和溶液界面上建立起的双电层电位跃称为电极电位(也称为电极电势,electrode potential.简称电位),是一个矢量,其数值由电极本身、电解液浓度、温度等因素决定,包括平衡电极电位和非平衡电极电位。
4.平衡电极电位当电极反应正逆过程的电荷和物质都处于平衡状态时的电极电位称为平衡电极电位或可逆电位,用E0表示。
以规定为零的标准氢电极电位为分界线,电位比氢的标准电极电位负(低)的金属称为负电性金属,电位比氢的标准电极电位正(高)的金属称为正电性金属。
金属腐蚀与防护试卷1一、解释概念:(共8分,每个2分)钝性,碱脆、SCC、缝隙腐蚀二、填空题:(共30分,每空1分)1.称为好氧腐蚀,中性溶液中阴极反应为,好氧腐蚀主要为控制,其过电位与电流密度的关系为。
2.在水的电位-pH图上,线ⓐ表示关系,线ⓑ表示关系,线ⓐ下方是的稳定存在区,线ⓑ上方是的稳定存在区,线ⓐ与线ⓑ之间是的稳定存在区。
3.热力系统中发生游离CO2腐蚀较严重的部位是,其腐蚀特征是,防止游离CO2腐蚀的措施是,运行中将给水的pH值控制在范围为宜。
4.凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。
淡水作冷却水时易发生脱锌,海水作冷却水时易发生脱锌。
5.过电位越大,金属的腐蚀速度越,活化极化控制的腐蚀体系,当极化电位偏离E corr足够远时,电极电位与极化电密呈关系,活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。
6.为了防止热力设备发生氧腐蚀,向给水中加入,使水中氧含量达到以下,其含量应控制在,与氧的反应式为,加药点常在。
7.在腐蚀极化图上,若P c>>P a,极极化曲线比极极化曲线陡,这时E corr值偏向电位值,是控制。
三、问答题:(共24分,每小题4分)1.说明协调磷酸盐处理原理。
2.自然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么?3.锅炉发生苛性脆化的条件是什么?4.凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么?5.说明热力设备氧腐蚀的机理。
6.说明腐蚀电池的电化学历程,并说明其四个组成部分。
四、计算:(共24分,每小题8分)1.在中性溶液中,Fe+2=106-mol/L,温度为25℃,此条件下碳钢是否发生析氢腐蚀?并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH 值。
(E 0Fe 2+/Fe = - 0.44)2.写出V -与i corr 的关系式及V t 与i corr 的关系式,并说明式中各项的物理意义。
3.已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应及其标准电极电位:Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + 0.337V H 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 0.000V 2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = +1.229V问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀?五、分析:(共14分,每小题7分)1.试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何比在稀HNO 3中的腐蚀速度低?2. 炉水协调磷酸盐-pH 控制图如图1,如何根据此图实施炉水水质控制,试分析之。
电化学腐蚀部分1、何谓金属腐蚀?举例说明研究金属腐蚀与防护的重要意义。
答;金属腐蚀是指:金属与周围环境之间的化学或电化学作用引起的破坏或变质。
金属腐蚀不仅造成巨大的经济损失,浪费大量的资源,而且还是某些环境污染和严重事故的罪魁祸首。
因此研究金属的腐蚀和防护不仅可以减少经济损失。
更加可以防止许多事故,对人民的人生和财产安全也有重要的意义。
金属腐蚀对现代化技术的发展也有极其重要的意义。
在理想情况下,如果不发生金属腐蚀,我们一年将节省1000多亿元,而且1985年日本一架客机因应力腐蚀而坠毁就不会发生了。
2、什么是化学腐蚀和电化学腐蚀?它们有何区别?答:化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。
电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质发生电化学作用而产生的破坏。
主要区别;化学腐蚀没有自由电子流动,电子的交换是在同一时间,同一地点是进行,“就地”形成腐蚀产物;电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质发生电化学作用而产生的破坏,有电流的发生,并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流形成回路。
3、什么叫微电池腐蚀?它是怎样形成的?答:如果金属表面由于存在许多微小的阴极和阳极区域而形成腐蚀电池作用,导致金属腐蚀,称为微电池腐蚀。
这种微小的阴极区和阳极区的形成是多种多样的:(1)金属的化学成分不均一性;(2)金属组织结构的不均一性;(3)金属的变形和内应力的不均一性;(4)金属表面膜的不完整。
4、电位-PH平衡图对腐蚀研究有什么作用?答:预测金属发生腐蚀的可能性和腐蚀产物、可利用a、b线确定阴极反应,还可提供控制金属腐蚀的途径。
5、高温电位-PH平衡图和常温电位-PH平衡图有何异同点?答:相同点:都有腐蚀区、免蚀区和钝化区;不同点:两者的腐蚀区、免蚀区和钝化区的范围大小不同。
/66、什么是交换电流密度?它在电化学动力学中有何作用?答:交换电流密度i表示在平衡电位下,电极反应正向或逆向两个方向的反应速度,因此它反映了电极的反应能力。
热力设备腐蚀与防护习题文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-热力设备腐蚀与防护习题二、电力设备的材料及腐蚀特点1、试述热力设备水器系统的介质特点及其对腐蚀的影响答:(1)热力设备水器系统的介质是水和蒸汽。
(2)热力设备的结垢(它可使金属壁温过高,金属强度下降,致使锅炉的管道发生局部变形、鼓包、甚至爆管,还会降低锅炉传热效率);热力设备腐蚀(缩短设备服役期,形成新腐蚀源使水中杂质增多,促进结构过程,加剧炉管腐蚀,形成恶性循环);过热器和汽轮机内积盐(过热器管内积盐会引起金属管壁温度过高,以致爆管;汽轮机内积盐会大大降低出力和效率)2、简述热力腐蚀的类型和特点答:(1)氧腐蚀:运行氧腐蚀在水温较高条件下发生,停用氧腐蚀在低温下发生。
(2)酸腐蚀:热力设备和管道可能与酸接触,产生析氢腐蚀。
(3)应力腐蚀:包括应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳,锅炉和汽轮机都会产生应力腐蚀。
(4)酸性磷酸盐腐蚀:由于锅炉内部添加较多酸式磷酸盐而引起的腐蚀。
(5)锅炉的介质浓缩腐蚀:腐蚀主要发生在水冷壁管。
(6)亚硝酸盐腐蚀:在水冷壁管发生腐蚀。
(7)汽水腐蚀:当过热蒸汽温度超过450摄氏度时,蒸汽会和碳钢发生反应生成铁的氧化物,使管壁变薄。
(8)核电站蒸汽发生器凹陷:是对压水反应堆蒸汽发生器危害最严重的问题。
(9)电偶腐蚀:锅炉化学清洗时,可能在炉管表面产生铜的沉积,即“镀铜”。
由于镀铜部分电位正,其余部位电位负,形成腐蚀电池,产生电偶腐蚀。
(10)铜管选择性腐蚀:发生在水侧,可使机械性能下降,会引起穿孔甚至破裂。
(11)晶间腐蚀:在表面还看不出破坏时,晶粒之间已丧失了结合力,失去金属声音,严重时轻敲可碎,甚至形成粉末。
(12)磨损腐蚀:高速流体或流动截面突然变化形成了湍流或冲击,对金属材料表面施加切应力,使表面膜破坏。
(13)空泡腐蚀:使表面膜局部毁坏,裸露金属受介质腐蚀形成蚀坑。
蚀坑表面再钝化,气泡破灭再使表面膜破坏。
(14)锅炉烟侧高温腐蚀:发生在锅炉水冷壁管、过热器管及再热器管外表面。
(15)锅炉尾部的低温腐蚀:低温腐蚀是由于烟气中三氧化硫和烟气中的水分发生反应生成硫酸造成的。
四、氧腐蚀1、停炉腐蚀的危害有哪些答:(1)在短期内使停用设备金属表面遭到大面积破坏(2)加剧热力设备运行时的腐蚀。
2、论述火力发电厂停炉保护方法有哪些答:火力发电厂停炉保护方法可分为干法保护和湿法保护两种类型。
其中干法保护方法有:①烘干法,多用于短期检修停炉,保护时间短,稍长则需另行保护,检修完若不运行,也要另外保护。
②干燥剂法,适合较长时间的中、低压锅炉。
③充氮法,适用于高参数锅炉、时间可长可短,但难以保证锅炉密封,系统压力不易维持。
④气相缓蚀剂法,适用于保护中压以上参数的锅炉,要注意保护铜件。
湿法保护有:①保持给水压力法,适用于高参数锅炉的短期保护,但不适于检修,不可靠、只用于锅炉不排空时。
②碱液法,适用于中、低压锅炉,需间断点火,保证0.98-1.47MPa的压力。
③氨液法,适用于中、低压锅炉,但会损坏铜部件。
④联氨法,适用于高参数锅炉长期保护,必须保证各点PH值大于10.0,联氨浓度约等于200mg\l。
⑤亚硫酸钠法,适用于中、低压锅炉,保证PH值大于10.0⑥磷酸三钠与亚硝酸钠混合保护法,适用于中、低压锅炉,必须时刻监测以保证药剂过剩量为5-10ppm。
⑦二甲基酮月亏法,适用于中、高压锅炉,重启动之前应将溶液排掉并冲洗干净。
3、热力设备运行时的氧腐蚀有哪些特征,机理如何主要发生在哪些部位答:(1)特征:破坏高度集中;蚀孔分布不均匀;蚀孔通常沿重力方向发展;蚀孔口很小,而且往往覆盖有固体沉积物,因此不易发现;孔蚀发生有或长或短的孕育期。
(2)机理:点蚀源:碳钢表面由于电化学不均匀性,会造成各部位电位不同,形成微电池;局部微电池的腐蚀反应;氧浓度差异闭塞电池的形成,在闭塞电池内继续发生腐蚀。
(3)部位:通常发生在给水管道、省煤器,给补水管道,疏水系统的管道和设备,凝结水系统也可能遭受腐蚀。
凡是有溶解氧的部位,就有可能发生氧腐蚀。
4、热力设备运行氧腐蚀的影响因素有哪些作用如何如何防止运行氧腐蚀答:(1)影响因素及作用:氧气浓度(氧增加,加速腐蚀);PH值(PH 低于4,阴极反应去极化作用增强;PH值10-13,腐蚀减小);水温(温度升高,腐蚀加速,在80摄氏度下达到最大值);水中离子(氢、氯、硫酸根加速腐蚀;少量氢氧根可抑制腐蚀;活化离子能破坏钝化膜,引发孔蚀);水的流速(增大会加速腐蚀;达到一定程度时,速度稳定;流速又增加,腐蚀速度上升)(2)防止方法:(1)热力除氧法:依据亨利定律,在敞口设备中将水加热至沸点,使氧在汽水分界面上的分压等于零,水中溶解氧就会解析出来;(2)化学除氧法;加入联氨;(3)辅助措施:在喷雾填料除氧器中,加装挡水环;在水箱内加装在沸腾装置;增设泡沸装置。
5、化学除氧剂联氨的加药部位在哪个地方除氧口出口处加联氨为什么不合适?答:(1)联氨一般在高压除氧器水箱出口的给水母管中加入。
为了提高除氧效果,可把联氨加入位置盖在凝结水泵的出口,使联氨和氧反应时间延长。
(2)除氧气出口至省煤器入口距离较短,给水流经这一段时间也就短,在短时间内,联氨和溶解氧的反应基本上没有进行,这样省煤器入口处给水的溶解氧含量并没有明显降低,联氨的除氧效果差。
五、酸性腐蚀1、给水加氨处理的缺点是什么答:(1)由于氨的分配系数较大,所以氨在水汽系统各部位的分布不均匀(2)氨水的电离平衡受温度的影响较大2、具体介绍给水加氨处理的加氨部位答:对有凝结水净化设备的系统,在凝结水净化装置的出口母管以及除氧气出水管道上分别设置两个加氨点。
3、热力设备水汽系统中二氧化碳的来源热力设备水汽系统中无机强酸的来源答:(1)碳酸化合物进入给水系统后,碳酸盐会在除氧器中分解一部分,碳酸盐也会部分水解,放出二氧化碳;水汽系统中二氧化碳主要来源是真空状态运行设备不严密漏入的。
(2)氯化物在炉水中,可与水中的氨形成氯化铵,溶解携带与蒸汽中,并在汽轮机液膜中分解为盐酸和氨,使液膜呈酸性。
4、热力设备水汽系统中酸性物质的来源有哪些为何由二氧化碳引起的酸性腐蚀比同PH条件下的强酸腐蚀危害还大答:(1)碳酸化合物(主要来源于锅炉补给水,其次是凝汽器的泄露);二氧化碳(水汽系统中二氧化碳主要来源市真空状态运行的设备不严密处漏入;凝汽器一部分二氧化碳被凝汽器抽气器抽走,仍有相当部分二氧化碳溶入汽机凝结水);有机物在高温高压下产生酸性物质。
(2)由CO2引起的酸性腐蚀比同PH值条件下的强酸腐蚀危害还大,因为氢气从含二氧化碳的水溶液析出是通过两条途径同时进行的:一是水中的二氧化碳分子与水分子结合成碳酸分子,它产生的氢离子扩散到金属表面上,得到电子还原为氢气放出;二是水中二氧化碳分子向金属表面扩散,被吸附在金属表面上,在金属表面上与水分子结合形成吸附碳酸分子,直接还原析出氢气。
二氧化碳水溶液对钢铁的腐蚀是氢损伤。
5、试比较汽机凝结水的PH,主凝结水与空抽区凝结水PH,并说明为什么氨腐蚀主要发生在何部位,为什么答:(2)凝汽器空冷区铜管。
氨腐蚀主要发生在凝结器空冷区,因为在蒸汽凝结时,凝结水中要满足足够高的PH值,就要在给水中加较多的氨,使凝汽器空冷区蒸汽中的氨含量过高,使空冷区的铜管易受氨腐蚀。
6、何谓给水PH值调节,可用的药剂有哪些,各有何优缺点答:(1)给水的PH调节就是往给水中加一定量的碱性物质,控制给水的PH值在适当范围,使钢和铜合金的腐蚀速度降低。
以保证给水含铁量和含铜量符合规定的指标。
(2)氨:优点:氨在常温下易液化,高温高压下不会分解,易挥发,无毒,可以在各种机组类型电厂中使用。
缺点:由于氨的分配系数较大,所以氨在水汽系统各部位的分布不均匀;氨水的电离平衡受温度的影响较大。
成膜氨:优点:对金属起保护作用,有较强渗透性,可用于已受腐蚀的金属管道中阻止管道继续腐蚀。
缺点:价格较贵,有一定毒性。
7、汽轮机酸性腐蚀的原因是什么试描述其形态特征及发生的部位,如何防止答:汽轮机酸腐蚀的原因是水、汽质量不良,在用作补给水的除盐水中含有酸性物质或会分解成酸性物质,如氯化物或有机物等。
氯化物在炉水,可与水中的氨形成氯化氨,溶解携带于蒸汽中,并在汽轮机液膜中分解为盐酸和氨,由于二者分配系数的差异,使液膜呈酸性。
水汽中的有机酸也是引起汽轮机腐蚀的一个因素。
酸腐蚀的特征是,部件表面受腐蚀处保护膜脱落,金属呈银灰色,其表面类似钢铁经酸洗后的状态。
汽轮机酸腐蚀主要发生在汽轮机内部湿蒸汽区的铸铁、铸钢部件上,如低压级的隔板,隔板套,低压缸入口分流装置,排汽室等部件的铸铁、铸钢部件上。
汽轮机酸腐蚀的防护:①提高锅炉补给水质量,要求采用二级除盐,补给水电导率应小于0.2us\cm;②给水采用分配系数较小的有机胺以及联胺处理,以提高汽轮机液膜的PH值。
另外,有机成膜胺一般在常温时是蜡状固体,在水中溶解度很小,因而通常先配成乳浊溶液,再用专门设备打如系统。
六、热力设备的应力腐蚀1、SCC产生的条件有哪些,应力的主要来源有哪些答:应力腐蚀破裂的产生条件:只有当金属材料对应力腐蚀破裂敏感,具备特定的介质和拉应力,才能产生应力腐蚀破裂。
产生应力腐蚀的应力可以是外加的,残余的或是焊接应力。
焊接的钢有接近屈服点的残余应力,在设备收缩区的腐蚀产物也会使材料产生应力,有的可以高达700kg\cm2。
2、为何SCC易发生在活化-钝化或钝化-过钝化区的电位范围内答:只有在活化-钝化或钝化-再活化的很窄电位范围内,才能产生应力腐蚀断裂;而给定的金属介质组合,具有固定的开路电位,若这个电位落在金属的应力腐蚀断裂电位区内,便会发生应力腐蚀断裂。
3、锅炉产生碱脆的条件答:(1)炉水中含有游离NaOH;(2)炉水产生局部浓缩;(3)受拉应力作用。
4、锅炉碱脆的特点答:碱脆常出现在铆接炉的铆接处和胀管锅炉的胀接处;腐蚀断裂处有一条主裂纹和许多支裂纹,主裂纹穿晶,支裂纹沿晶;裂纹断口有腐蚀产物,一般为Fe3O4;破裂部位不发生塑性变形,保持原有机械性能。
七、锅炉的介质浓缩腐蚀1、试比较介质浓缩腐蚀的两种腐蚀形式答:(1)延性破坏:被腐蚀的炉管减薄;机械性能没有变化,金相组织正常;当管壁厚度减薄之产生破裂的极限厚度时,将产生应力破裂(2)脆性损坏:被腐蚀得炉管表面有腐蚀坑,炉管厚度减薄;钢的机械性能变脆,金相组织发生变化,有脱碳现象,并有微小裂纹;在未减薄至极限厚度前,就发生破裂。
2、哪些部位会发生介质浓缩腐蚀,为什么答:主要发生在水冷壁管有局部浓缩的地方,也就是沉积物下面、缝隙内部和有汽水分层的部位。
一般是热负荷较高的位置。
介质浓缩服饰处发生在水冷壁管之外,有时表面减温器管的水侧也会发生。