腐蚀与防护课后作业

《腐蚀与防护课后作业》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1．请你谈谈对金属高温腐蚀的理解。（20分）①、定义：金属材料与环境介质在高温下发生不可逆转的化学反应而退化的过程称为高温腐蚀②、形成条件：高温腐蚀条件：高温和介质；高温与材料熔点和活度有关，不同材料高温是变化的；介质：不同介质有不同高温腐蚀类型。金属材料在高温下与环境气氛中的氧、硫、碳、氮等元素发生化学或者电化学反应而导致的变质或者破坏。高温腐蚀并无严格的温度界限，通常认为，当工作温度达到其熔点的0.3～0.4以上时，就可认为是高温腐蚀环境。③、原理：氧化是高温腐蚀中最常见的一种形式；将金属高温氧化反应方程式写成2Me+O2=2MeO当DG<0，金属发生氧化，转变为氧化物MeO。DG的绝对

2、值愈大，氧化反应的倾向愈大。当DG=0，反应达到平衡。当DG>0，金属不可能发生氧化；反应向逆方向进行，氧化物分解。④、分类：高温气体介质腐蚀、高温液体介质腐蚀、高温固体介质腐蚀；⑤、影响因素：影响高温腐蚀的因素有：材料的合金成分以及制备工艺；温度---温度升高，金属氧化的速率显著增大；氧压----对于金属过剩型氧化物，速率与氧压无关，对于金属离子不足型氧化物，随着氧压增大，速率先增大后平缓；气体介质----燃烧产物对金属的高温氧化影响很大；含硫气体加速高温腐蚀；⑥、预防措施：选择适当的抗腐蚀材料；表面施加防护涂层；控制环境中的盐和其他杂质的含量；改进构件的结构设计；采取冷却技术等等；2．请

3、简述碳钢材料在土壤环境下发生电化学腐蚀过程，并采取哪些有效措施进行防护。（20分）①、金属在土壤中的腐蚀特点金属材料受到周围土壤介质的化学，电化学作用而产生的破坏，称为金属的土壤腐蚀。土壤中的金属的腐蚀发生在含水的环境下，在性质上属电化学过程。随由于着环境及土壤性质的改变，金属管道的土壤腐蚀越来越严重。由于土壤具有多相性和不均匀性,并且具有很多微孔可以渗透水及气体,因此不同土壤具有不同的腐蚀性,又由于土壤具有相对的稳定性,使得土壤腐蚀和其他电化学腐蚀过程不同。在土壤中,氧的传递通过土壤孔隙输送,其传送速取决于土壤的结构和湿度,在不同的土壤中氧的渗透率会有很大差别。在土壤中除具有可能生成的多相

4、组织不均一性有关的腐蚀微电池外,还会因土壤介质的宏观差别而造成宏腐蚀电池。②、碳钢在土壤中的腐蚀机理土壤中的碳钢的腐蚀发生在含水的环境下，在性质上属电化学过程。潮湿的土壤是电解质。金属管道的腐蚀过程涉及金属失去电子（氧化反应）的过程，见式（1）,而失去的电子被另外的还原反应所消耗，例如氧和水的还原反应，分别见式（2）和式(3):氧化反应一般称为阳极反应，而还原反应一般称为阴极反应，两个电化学反应对腐蚀的发生是必不可少的，氧化反应造成了金属的实际损失。③、碳钢在土壤腐蚀中的防护措施(1)形成保护层在碳钢表面覆盖各种保护层，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的

5、保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法，物理方法和电化学方法实现的；(2)改善腐蚀环境改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。例如，减少腐蚀介质的浓度，除去介质中的氧，控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质（称缓蚀剂）来减少和防止金属腐蚀。(3)电化学保护法电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法。3．请你谈谈钢铁材料在自然环境下的腐蚀特征。（15分）①、大气环境下的腐蚀特征：大气腐蚀分类：按水膜划分：干大气腐蚀（Ⅰ）：1—10nm；潮大气腐蚀（Ⅱ）：10nm—

6、1μm；湿大气腐蚀（ⅢⅣ）：≥1mm大气腐蚀机理（1）初始（理想态）阳极：Fe-2e→Fe2+阴极：O2+2H2O+4e→4OH-(在碱性和中性水膜)O2+4H++4e→2H2O（在弱酸性水膜）（2）锈层下（实际状态）阳极：Fe-2e→Fe2+(发生在金属/Fe3O4界面)阴极：6FeOOH+2e→2Fe3O4+2H2O+2OH-（发生在Fe3O4/FeOOH界面）（3）大气成分大气中还含有SO2、H2S、NH3等均不同程度影响水膜酸、碱性，起加速钢铁电化学锈蚀程度。②、海水腐蚀环境特点Ａ．海水高含盐量，电导率很高，非常有利于电化学腐蚀；Ｂ．溶解氧基本饱和，随水温和水深略有变化；Ｃ．海水流速

7、大，对腐蚀有加速作用；Ｄ．海洋生物附着金属上，易形成缝隙腐蚀。③、金属在土壤中的腐蚀特点ａ．土壤由固、气、液组成的多相质介质；ｂ．土壤成分变化较大，酸性、碱性和盐份等；ｃ．不均匀性，如长输管道的腐蚀介质，长距离的土壤腐蚀环境差别较大；ｄ．微生物的腐蚀；ｅ．地面各类建筑物杂散电流腐蚀影响。土壤电化学腐蚀原理：阳极：金属腐蚀；阴极：吸氧或析氢；4．请你讨论亚硝酸钠、苯骈三氮唑等添加到循环水中，金属腐蚀程度降低的原