防腐蝕方法以及分類(lèi)

第六章防腐方法1、目前工程中最常用防腐方法？方法：金屬或非金屬材料覆蓋層，電化學(xué)保護(hù)，防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，介質(zhì)處理，添加緩蝕劑電化學(xué)保護(hù)法只適用于金屬在腐蝕性溶液中，應(yīng)用于船海洋類(lèi)2、什么是陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)？陰極保護(hù)：主要分為電保護(hù)與犧牲陽(yáng)極保護(hù)兩種形式。eq\o\ac(○,1).電保護(hù)：將被保護(hù)金屬設(shè)備與直流電源的負(fù)極相連，依靠外加陰極電流進(jìn)行陰極極化而使金屬得到保護(hù)的方法，叫外加電流陰極保護(hù)，簡(jiǎn)稱(chēng)電保護(hù)。eq\o\ac(○,2.)犧牲陽(yáng)極保護(hù)〔護(hù)屏保護(hù)〕：在被保護(hù)金屬設(shè)備上連接一個(gè)電位更負(fù)的強(qiáng)陽(yáng)極，促使陰極極化，這種方法叫犧牲陽(yáng)極保護(hù)，也稱(chēng)護(hù)屏保護(hù)。陽(yáng)極保護(hù)：將被保護(hù)的設(shè)備與外加直流電源的正極相連，在一定電解質(zhì)溶液中將金屬進(jìn)行陽(yáng)極極化至一定電位，在此電位下金屬能建立起鈍態(tài)并維持鈍態(tài)，那么設(shè)備腐蝕速度顯著降低，設(shè)備得以保護(hù)。3、防蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)〔1〕連接〔2〕設(shè)備殼體與接管〔3〕容器附件與管道4、其他防腐方法:緩蝕劑防腐蝕第五章1、常見(jiàn)有機(jī)高分子材料：塑料和橡膠2、高分子材料與金屬腐蝕的區(qū)別3、高材的腐蝕破壞形式eq\o\ac(○,1)、滲透與溶脹、溶解eq\o\ac(○,2)、化學(xué)腐蝕eq\o\ac(○,3)、老化eq\o\ac(○,4)、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂第四章1、簡(jiǎn)述金屬鉻鎳硅的耐蝕特點(diǎn)eq\o\ac(○,1)、鉻〔Cr〕：是不銹鋼的根本合金元素；熱力學(xué)不穩(wěn)定。與鐵基合金組成固溶體時(shí)，合金呈現(xiàn)不同程度的類(lèi)似鉻的耐蝕特性。在具備鈍化的條件下，含量越高，耐蝕性越好，在不能實(shí)現(xiàn)鈍化的條件下，隨著含量的增高，腐蝕速率反而加大eq\o\ac(○,2)、鎳〔Ni)：熱力學(xué)不夠穩(wěn)定。與Fe-Ni合金在硫酸、鹽酸和硝酸中的腐蝕速率都隨著鎳的含量的增加而減??；鎳在鐵的基體中的耐蝕性不是鈍化作用，而是使合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性提高；在氧化性介質(zhì)和復(fù)原性介質(zhì)中均有效。優(yōu)勢(shì)：與鉻配合參加鐵中獲得不銹鋼；形成奧氏體，具有良好的熱加工性、冷變形能力、可焊性、良好的低溫韌性。不利之處：隨鋼中鎳含量增加，會(huì)增加不銹鋼的晶間腐蝕傾向。eq\o\ac(○,3)、硅〔Si)：在相應(yīng)的合金中具有耐氯化物腐蝕破裂、耐孔蝕、耐濃熱硝酸、抗氧化、耐海水腐蝕等作用；不銹鋼隨硅含量的增加，耐應(yīng)力腐蝕破裂性能顯著改善〔依靠加硅形成富硅保護(hù)膜〕優(yōu)良的耐氯離子腐蝕特性〔耐氯化物應(yīng)力腐蝕破裂〕；改善耐孔蝕性能〔提高了鋼的鈍態(tài)穩(wěn)定性〕；耐強(qiáng)氧化物腐蝕：形成富集Si,Cr,O的外表膜；Si與Cr,Mo與Cu配合，可以得到各種耐海水鋼。2、常用結(jié)構(gòu)材料獲得耐蝕能力的途徑有哪些？并舉出每種途徑常見(jiàn)金屬。eq\o\ac(○,1)、依靠鈍化獲得耐蝕能力的金屬，主要有18-8不銹鋼、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、硅鑄鐵等eq\o\ac(○,2)、可鈍化或腐蝕產(chǎn)物穩(wěn)定的金屬，主要有碳鋼和鑄鐵鉛與鉛合金eq\o\ac(○,3)、依靠自身熱力學(xué)穩(wěn)定而耐蝕的金屬，主要有銅及銅合金3、結(jié)構(gòu)材料的選擇原那么eq\o\ac(○,1)、根據(jù)工藝條件分析對(duì)設(shè)備材料的要求〔1〕介質(zhì)的特性與溫度、壓力〔2〕工藝條件對(duì)材料的限制〔3〕設(shè)備的功能和結(jié)構(gòu)〔4〕運(yùn)轉(zhuǎn)及開(kāi)停車(chē)的條件eq\o\ac(○,2)、掌握材料的根本特性首先了解各種材料的共性，然后分析某些材料的特殊性質(zhì)，全面掌握各種材料的根本特性。eq\o\ac(○,3)、材料選擇的根本要點(diǎn)耐蝕性；力學(xué)物理特性；加工成型工藝性能；材料價(jià)格與來(lái)源。4、簡(jiǎn)述鈦及鈦合金的耐蝕特點(diǎn)？(1)鈦及鈦合金鈦是熱力學(xué)不穩(wěn)定金屬，其標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-1.21V，但它的鈍化能力比鋁硅都要更強(qiáng)。耐蝕特點(diǎn)：①在各種氧化性介質(zhì)中都非常耐蝕；②中性和弱酸性氯化物溶液中有良好的耐蝕性。但對(duì)純的非氧化性酸是不不耐蝕的；③在海水中十分穩(wěn)定并且耐氣蝕和孔蝕④在稀堿溶液NaOH溶液，王水，次氯酸鈉，氯水及濕氯氣中耐蝕⑤鈦在無(wú)水的氧化性介質(zhì)中，或含水量低于2%，當(dāng)存在著氯氣或含NO2的硝酸等強(qiáng)氧化劑時(shí)，那么會(huì)發(fā)生劇烈的發(fā)火反響；鈦及鈦合金容易發(fā)生氫脆。第三章1、金屬氧化膜可能的三種形態(tài)：〔固態(tài)〕〔液態(tài)〕或〔氣態(tài)〕2、簡(jiǎn)述氫腐蝕發(fā)生的階段、產(chǎn)生條件及特點(diǎn)？金屬受高溫高壓的氫氣作用而變脆甚至破裂的現(xiàn)象稱(chēng)為氫腐蝕。氫腐蝕發(fā)生的階段：氫脆階段和氫侵蝕階段產(chǎn)生條件：氫腐蝕要在一定的溫度和氫分壓條件下才會(huì)發(fā)生(1)氫脆階段:當(dāng)溫度和壓力比擬低，或者溫度、壓力隨不低，但鋼材與氫氣接觸時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，鋼的氫腐蝕不嚴(yán)重，只是韌性降低，材料變脆。特點(diǎn):物理階段可復(fù)原，暫時(shí)脆化，可逆(2)氫侵蝕階段:當(dāng)溫度和壓力較高，或者鋼材與氫氣接觸時(shí)間很長(zhǎng)，那么鋼材將由氫脆階段開(kāi)展為氫侵蝕階段，溶解在鋼中的氫將與鋼中滲碳體發(fā)生脫碳反響生成甲烷Fe3C+2H2→3Fe+CH4甲烷在鋼內(nèi)擴(kuò)散困難，集聚在晶界微觀空隙內(nèi)，愈聚愈多，產(chǎn)生很大的內(nèi)壓力，形成局部高壓，造成應(yīng)力集中，引起鋼材出現(xiàn)裂紋和氣泡，這就使鋼的強(qiáng)度和韌性降低。特點(diǎn)：永久退化，不可逆?？箽涓g方法：①參加強(qiáng)碳化物形成元素，把鋼中的碳優(yōu)先結(jié)合成穩(wěn)定的碳化物②采用微碳純鐵3、金屬在大氣中的腐蝕：金屬在大氣自然環(huán)境下〔通常是指在常溫的潮濕空氣中〕發(fā)生的腐蝕，稱(chēng)為大氣腐蝕。實(shí)質(zhì)：是在金屬外表上的薄層電解液膜中進(jìn)行的電化學(xué)腐蝕。機(jī)制：主要是材料受大氣中所含的水分、氧氣和腐蝕介質(zhì)〔包括NaCl、CO2、SO2、煙氣、外表沉積物〕的聯(lián)合作用而引起的破壞，其中水和氧是決定大氣腐蝕速度和腐蝕歷程的主要因素影響大氣腐蝕的因素：(1)氣候因素：大氣的相對(duì)濕度；氣溫；降雨；風(fēng)向和風(fēng)速；降塵(2)大氣中的污染物質(zhì)：主要含有硫化物(3)金屬外表因素：金屬外表狀態(tài)；金屬外表潔凈程度；腐蝕產(chǎn)物大氣腐蝕的防護(hù)：(1)合理選材：低合金鋼、不銹鋼等(2)外表涂覆：涂料、鍍層保護(hù)屏蔽氧和水；(3)保持外表清潔(4)介質(zhì)控制：降低空氣濕度〔加熱空氣、使用吸濕劑〕、減少污染物、使用緩蝕劑等。4、簡(jiǎn)述土壤腐蝕的形式及防護(hù)措施〔一〕★土壤腐蝕常見(jiàn)的幾種形式：(1)因充氣不勻引起的腐蝕---氧的濃差電池腐蝕，由于土壤的多相性和不均勻性常常引起氧的滲透率差異，因而造成因充氣不均形成的供氧差異腐蝕電池，常造成地下設(shè)備和管線的嚴(yán)重腐蝕。(2)由雜散電流引起的地下金屬設(shè)備和管線的腐蝕，如：電焊機(jī)、電氣火車(chē)等設(shè)備漏電的情況下，漏到地下的電流經(jīng)常引起附近地下金屬設(shè)備的腐蝕，特別是直流電漏電引起的這種腐蝕破壞速度較大。(3)由微生物引起的腐蝕，土壤中的微生物經(jīng)發(fā)酵分解，可產(chǎn)生腐蝕物質(zhì)引起局部腐蝕，如硫桿菌：污物發(fā)酵→硫代硫酸鹽→硫桿菌作用→硫酸〔二〕土壤腐蝕的防護(hù)(1)涂層保護(hù)：石油瀝青涂層，煤焦油瀝青涂層，環(huán)氧煤瀝青涂層，環(huán)氧粉末涂層，塑料膠帶防腐層，泡沫塑料防腐層(2)陰極保護(hù)和涂料聯(lián)合5、在海水中的腐蝕特點(diǎn)、影響因素、防護(hù)措施分別是什么？海水腐蝕的特點(diǎn)：(1)中性海水溶解氧較多，除鎂及其合金外，絕大多數(shù)都遭受腐蝕。一切有利于供氧的條件，如海浪、飛濺、增加流速，都會(huì)促進(jìn)氧陰極去極化反響，促進(jìn)鋼腐蝕。(2)因海水中氯離子的含量很高，因此大多數(shù)金屬，如鐵、鋼、鑄鐵、鋅、鎘等，在海水中是不能建立鈍態(tài)的。腐蝕速度相當(dāng)高。(3)由于海水的電導(dǎo)率很大，海水腐蝕的電阻性阻滯很小，所以海水腐蝕中金屬外表形成的微電池和宏觀電池都有較大的活性。海水中不同金屬接觸時(shí)很容易發(fā)生電偶腐蝕，即使兩種金屬相距數(shù)十米，只要存在電位差并實(shí)現(xiàn)電連接，就可發(fā)生電偶腐蝕。(4)海水中易出現(xiàn)小孔腐蝕，孔深也較深。海水腐蝕的影響因素：含鹽量的影響；氧、CO2、碳酸鹽的影響；pH值的影響；溫度的影響；海水流速的影響；海生物的影響海水腐蝕的防護(hù)：(1)合理選材(2)合理設(shè)計(jì)海洋工程結(jié)構(gòu)：在選材、設(shè)計(jì)和施工中要防止造成電偶腐蝕和縫隙腐蝕。與高流速海水接觸的設(shè)備(泵、推進(jìn)器、海水冷卻器等)要防止湍流腐蝕和空泡腐蝕。(3)外表保護(hù)，有機(jī)涂層保護(hù)、金屬?lài)娡繉印⒔饘侔矊?、襯里(4)陰極保護(hù)，陰極保護(hù)與涂料聯(lián)合應(yīng)用是最有效的防護(hù)方法?，F(xiàn)在海洋船舶、軍舶普遍采用這種防護(hù)方法。第二章1、應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的條件，發(fā)生階段及防止途徑(1)三個(gè)根本條件：敏感材料、特定介質(zhì)環(huán)境和拉應(yīng)力三者缺一不可。(2)發(fā)生階段：第一階段為腐蝕引起裂紋或蝕坑的階段，也是導(dǎo)致應(yīng)力集中的裂紋源生核孕育階段，常把相應(yīng)的這一階段時(shí)間稱(chēng)為潛伏期或誘導(dǎo)期或孕育期。接著為裂紋擴(kuò)展階段，即由裂紋源或蝕坑開(kāi)展到單位面積所能承受最大載荷的所謂極限應(yīng)力值時(shí)的階段。最后是失穩(wěn)純力學(xué)的裂紋擴(kuò)展階段，即為破裂期。(3)防止或減少SCC的措施比擬有效而廣泛應(yīng)用的方法是消除或降低應(yīng)力值。①降低設(shè)計(jì)應(yīng)力，使最大有效應(yīng)力或應(yīng)力強(qiáng)度降低到臨界值以下。②合理設(shè)計(jì)與加工減少局部應(yīng)力集中。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能想法降低最大有效應(yīng)力。③采用合理的熱處理方法消除剩余應(yīng)力，或改善合金的組織結(jié)構(gòu)以降低對(duì)SCC的敏感性。④其它方法：合理選材。⑤材料處理：如果條件允許的場(chǎng)合，亦可采用去除介質(zhì)中有害成分，添加緩蝕劑：添加緩蝕劑的方法防止SCC。⑥采用陰極保護(hù)：基于陽(yáng)極溶解理論，也可減緩或阻止SCC。2、孔蝕與縫隙腐蝕的區(qū)別？哪些措施可防止孔蝕？孔蝕又叫坑蝕，俗稱(chēng)點(diǎn)蝕、小孔腐蝕，它只發(fā)生在金屬外表的局部地區(qū)。粗糙外表往往不容易形成連續(xù)而完整的保護(hù)膜，在膜缺陷處，容易產(chǎn)生孔蝕；一旦形成了蝕孔，如果存在力學(xué)因素的作用，就會(huì)誘發(fā)應(yīng)力腐蝕或疲勞腐蝕裂紋?？孜g時(shí)，雖然金屬失重不大，但由于腐蝕集中在某些點(diǎn)、坑上，陽(yáng)極面積很小，因而有很高的腐蝕速度；加之檢查蝕孔比擬困難，因?yàn)槎鄶?shù)蝕孔很小，通常又被腐蝕產(chǎn)物所遮蓋，直至設(shè)備腐蝕穿孔后才被發(fā)現(xiàn)，所以孔蝕是隱患性很大的腐蝕形態(tài)之一。易鈍化的金屬在含有活性陰離子(最常見(jiàn)的是Cl-)的介質(zhì)中，最容易發(fā)生孔蝕?？孜g的過(guò)程大體上有蝕孔的形成與成長(zhǎng)兩個(gè)階段?？孜g的防止方法：(1)主要從材料上考慮如何降低有害雜質(zhì)含量和參加適量的能提高抗孔蝕能力的合金元素；(2)改善熱處理制度，或者設(shè)法降低介質(zhì)中尤其是鹵素離子的濃度；(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)注意消除死區(qū)，防止溶液中有害物質(zhì)的濃縮。此外，也可以采用陰極保護(hù)。3、縫隙腐蝕的概念及其防護(hù)措施有哪些？當(dāng)金屬與金屬或金屬與非金屬之間存在很小的縫隙(一般為0.025～0.1mm)時(shí)，縫內(nèi)介質(zhì)不易流動(dòng)而形成滯留狀態(tài)，促使縫隙內(nèi)的金屬加速腐蝕，這種腐蝕稱(chēng)為縫隙腐蝕。防護(hù)措施：縫隙腐蝕的防止，主要是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上如何防止形成縫隙和能造成外表沉積的幾何構(gòu)形。(1)為了防止?jié)獠罡g，或防止溶液濃縮引起的腐蝕，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)盡量防止積液和死區(qū)。(2)假設(shè)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不可能采用無(wú)縫隙方案，也應(yīng)使結(jié)構(gòu)能夠妥善排流，以利于沉積物及時(shí)去除。亦可采用固體填充料將縫隙填實(shí)。(3)設(shè)計(jì)選材時(shí)，采用某些耐縫隙腐蝕的材料，可以延長(zhǎng)設(shè)備壽命。4、電偶腐蝕的原理及防止途徑？電偶腐蝕：異種金屬彼此接觸或通過(guò)其他導(dǎo)體連通，處于同一個(gè)介質(zhì)中，會(huì)造成接觸部位的局部腐蝕。其中電位較低的金屬，溶解速度增大，電位較高的金屬，溶解速度反而減小，這種腐蝕稱(chēng)為電偶腐蝕，或稱(chēng)接觸腐蝕、雙金屬腐蝕。防止電偶腐蝕的途徑：影響電偶腐蝕的因素很多，因此防止電偶腐蝕的方法必然也有多種途徑，但最有效的還是從設(shè)計(jì)上解決。eq\o\ac(○,1)、選擇相容性材料產(chǎn)生電偶腐蝕時(shí)動(dòng)力來(lái)自接觸的兩種不同金屬的電位差。eq\o\ac(○,2)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)盡量防止小陽(yáng)極大陰極的結(jié)構(gòu)。相反，陽(yáng)極面積大陰極面積小的結(jié)構(gòu)，往往電偶腐蝕并不顯著。(2)將不同金屬的部件彼此絕緣。(3)插入第三種金屬。當(dāng)絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有困難時(shí)，可以在其間插入能降低兩種金屬間電位差的另一種金屬或者采用鍍層過(guò)渡。(4〕將陽(yáng)極性部件設(shè)計(jì)成為易于更換的，或適當(dāng)增厚以延長(zhǎng)壽命。eq\o\ac(○,3)、電偶效應(yīng)的正確利用—犧牲陽(yáng)極保護(hù)。工業(yè)上最常用的犧牲陽(yáng)極材料有鋅及鋅合金、鋁合金、鎂合金等。5、焊接缺陷及其腐蝕原因有哪些？缺陷：焊瘤、咬邊、飛濺及電弧熔坑等腐蝕原因：eq\o\ac(○,1)、異種金屬焊接eq\o\ac(○,2)、焊接剩余應(yīng)力eq\o\ac(○,3)、焊接熱影響區(qū)6、防止晶間腐蝕的方法有哪些？(1)固溶處理。(2)穩(wěn)定化退火。(3)超低碳法。(4)合金化。(5)通過(guò)焊接材料向焊縫摻入鐵素體形成元素〔鈦鋁硅等〕，使焊縫呈奧氏體-鐵素體雙向組織，也能提高抗晶間腐蝕能力。第一章1.腐蝕控制通常有兩種措施，一是補(bǔ)救性控制，即腐蝕發(fā)生后再消除它；二是預(yù)防性控制，即事先采取防止腐蝕的措施，防止或延緩腐蝕，盡量減少可能引起的其他有害影響。2、腐蝕的定義與分類(lèi)腐蝕是金屬與其周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞。腐蝕有不同的分類(lèi)方法。按照腐蝕機(jī)理可以將金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕兩大類(lèi)。按照金屬破壞的特征，可分為全面腐蝕和局部腐蝕兩類(lèi)。3、電極電位、平衡電極電位的概念電極電位通常把由電極反響使電極和溶液界面上建立起的雙電層電位躍稱(chēng)為電極電位〔也稱(chēng)為電極電勢(shì)，electrodepotential．簡(jiǎn)稱(chēng)電位〕，是一個(gè)矢量，其數(shù)值由電極本身、電解液濃度、溫度等因素決定，包括平衡電極電位和非平衡電極電位。平衡電極電位當(dāng)電極反響正逆過(guò)程的電荷和物質(zhì)都處于平衡狀態(tài)時(shí)的電極電位稱(chēng)為平衡電極電位或可逆電位，用E0表示。以規(guī)定為零的標(biāo)準(zhǔn)氫電極電位為分界線，電位比氫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位負(fù)〔低〕的金屬稱(chēng)為負(fù)電性金屬，電位比氫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位正〔高〕的金屬稱(chēng)為正電性金屬。4、構(gòu)成金屬外表電化學(xué)不均一性的主要原因是什么？原因：eq\o\ac(○,1)、化學(xué)成分不均一eq\o\ac(○,2)、組織結(jié)構(gòu)不均一eq\o\ac(○,3)、物理狀態(tài)不均一eq\o\ac(○,4)、外表膜不完整5、腐蝕速度的計(jì)算方法有哪些？eq\o\ac(○,1)、重量法：失重法、增重法eq\o\ac(○,2)、深度法7、金屬腐蝕速度的影響因素有哪些？(1)金屬本身：電極電位、超電壓、鈍性、組成、組織結(jié)構(gòu)、外表狀態(tài)、腐蝕產(chǎn)物性質(zhì)等(2)熱處理工藝：影響合金的盈利狀態(tài)和晶相結(jié)構(gòu)等；(3)介質(zhì)環(huán)境：組成、濃度、PH值↓、溫度↑、壓力↑、流速↑等；(4)其他環(huán)境：電偶效應(yīng)、微量氯離子、微量氧、微量高價(jià)離子、析出氫等。8、極化產(chǎn)生的原因及三種極化形式作用的含義是什么？產(chǎn)生極化現(xiàn)象的根本原因是陽(yáng)極或陰極的電極反響與電子遷移速度存在差異引起的。(1)電化學(xué)極化：電極反響速度<電子遷移速度；(2)濃差極化：去極劑或反響產(chǎn)物在溶液中的擴(kuò)散速度<電極反響速度；(3)膜阻極化：金屬外表形成的保護(hù)性薄膜阻滯了陽(yáng)極反響，使陽(yáng)極電位急劇正移；同時(shí)由保護(hù)膜的存在，系統(tǒng)電阻大大增加。極化的實(shí)質(zhì)是一種阻力，增大極化，有利于降低腐蝕電流和腐蝕速度，對(duì)防腐