金屬腐蝕與防護考試試卷及答案

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦金屬腐蝕與防護考試試卷及答案金屬腐蝕與防護試卷1

一、解釋概念:（共8分，每個2分）

鈍性，堿脆、SCC、縫隙腐蝕

二、填空題：（共30分，每空1分）

1．稱為好氧腐蝕，中性溶液中陰極反應為，好氧腐蝕要緊為操縱，其過電位與電流密度的關系為。

2．在水的電位-pH圖上，線?表示關系，線?表示關系，線?下方是的穩(wěn)定存在區(qū)，線?上方是的穩(wěn)定存在區(qū)，線?與線?之間是的穩(wěn)定存在區(qū)。

腐蝕較嚴峻的部位是，其腐蝕特征3．熱力系統(tǒng)中發(fā)生游離CO

2

腐蝕的措施是，運行中將給水的pH值操縱在范是，防止游離CO

2

圍為宜。

4．凝汽器銅管在冷卻水中的脫鋅腐蝕有和形式。淡水作冷卻水時易發(fā)生脫鋅，海水作冷卻水時易發(fā)生脫鋅。

5．過電位越大，金屬的腐蝕速度越，活化極化操縱的腐蝕體系，當極化電位偏離Ecorr腳夠遠時，電極電位與極化電密呈關系，活化極化操縱下決定金屬腐蝕速度的要緊因素為、。

6．為了防止熱力設備發(fā)生氧腐蝕，向給水中加入，使水中氧含量達到以下，其含量應操縱在，與氧的反應式為，加藥點常在。

7．在腐蝕極化圖上，若Pc>>Pa，極極化曲線比極極化曲線陡，這時Ecorr值偏向電位值，是操縱。

三、咨詢答題：（共24分，每小題4分）

1．講明協(xié)調磷酸鹽處理原理。

2．自然界中最常見的陰極去極化劑及其反應是啥？

3．鍋爐發(fā)生苛性脆化的條件是啥？

4．凝汽器銅管內用硫酸亞鐵造膜的原理是啥？

5．講明熱力設備氧腐蝕的機理。

6．講明腐蝕電池的電化學歷程，并講明其四個組成部分。

四、計算：（共24分，每小題8分）

1．在中性溶液中，F(xiàn)e+2=106-mol/L，溫度為25℃，此條件下碳鋼是否發(fā)生

析氫腐蝕？并求出碳鋼在此條件下別發(fā)生析氫腐蝕的最小pH值。（E0Fe2+/Fe=-）2．寫出V-與icorr的關系式及Vt與icorr的關系式，并講明式中各項的物理意義。

3．已知銅在含氧酸中和無氧酸中的電極反應及其標準電極電位：

Cu=Cu2++2eE0Cu2+/Cu=+

H2=2H++2eE02H+/H=

2H2O=O2+4H++4eE0O2/H2O=+

咨詢銅在含氧酸和無氧酸中是否發(fā)生腐蝕？

五、分析：（共14分，每小題7分）

1．試用腐蝕極化圖分析鐵在濃HNO

3中的腐蝕速度為何比在稀HNO

3

中的腐蝕

速度低？

2.爐水協(xié)調磷酸鹽-pH操縱圖如圖1，怎么依照此圖實施爐水水質操縱，試

分析之。

圖1.協(xié)調磷酸鹽—pH操縱圖

金屬腐蝕與防護試卷2

一、解釋概念:（共8分，每個2分）

苛性脆化、SCC、自腐蝕電位、鈍性

二、填空：（共30分，每空1分）

1．發(fā)生析H

2

腐蝕的必要條件是，陰極反應為，析氫腐蝕為操縱，其過電位與電流密度的關系為。

2．在水的電位—pH圖上，線?下方是區(qū)，線?上方是區(qū)，線?與線?之間是區(qū)。

3．碳鋼在溶液中，奧氏體別銹鋼在溶液中易發(fā)生應力腐蝕破碎。

4．鐵在570℃以上氧化生成的氧化膜從里到外由、、組成，其中具有良好愛護性的是。

5．氧腐蝕常發(fā)生在熱力系統(tǒng)的、，其腐蝕特征為。為防止氧腐蝕，通常采納認為主，為輔助的防腐蝕辦法。使水中氧含量

可達以下。聯(lián)氨除氧時，給水中聯(lián)氨含量操縱在，其反應式為，通常加藥點在。

6．協(xié)調磷酸鹽處理的實質是把爐水的全部變?yōu)?，消除爐水中的，該法適用于條件。

7．Pa>>Pc時，腐蝕為操縱，Ecorr靠近電位；Pc>>Pa時，腐蝕為操縱，Ecorr靠近電位。

三、咨詢答題：（共24分，每小題4分）

1．凝汽器銅管用FeSO

4

成膜愛護的原理是啥？

2．為何并且有溶解氧和游離二氧化碳時腐蝕更加嚴峻？

3．講明腐蝕電池的電化學歷程。

4．鍋爐發(fā)生苛性脆化的條件是啥？

5．金屬氧化生成愛護性氧化膜應具備啥條件？

6．為何講對爐水舉行協(xié)調磷酸鹽處理是防腐防垢兼顧的辦法？

四、計算題：（共24分，每小題8分）

1．銅在介質中的腐蝕反應為：Cu→Cu2++2e,腐蝕電流密度為100μA/cm2,求其腐蝕速度V-(g/m2d)和Vt(mm/a)。已知ACu=,ρ=8.96g/cm3。

2．在中性溶液中，F(xiàn)e2+的濃度為10-6mol/L，溫度為25℃，試推斷在此條件下鐵是否發(fā)生析氫腐蝕？并求鐵在此條件下別發(fā)生析氫腐蝕的最低pH值。(已知

E0

Fe2+

/Fe

=

3．已知銅在含氧酸中和無氧酸中的電極反應及其標準電極電位：Cu=Cu2++2eE0Cu2+/Cu=+

H2=2H++2eE02H+/H=

2H2O=O2+4H++4eE0O2/H2O=+

咨詢銅在含氧酸和無氧酸中是否發(fā)生腐蝕？

五、分析題：（共14分，每小題7分）

1．具有鈍化行為金屬的陽極極化曲線如圖1，講明曲線上各特性點和特性區(qū)

的意義。

圖1.具有鈍化行為金屬的陽極極化曲線

2．畫出Fe-H

O體系的簡化電位-pH圖，標出腐蝕區(qū)、免蝕區(qū)、鈍態(tài)區(qū)。為

2

了使鐵別受腐蝕，使鐵的狀態(tài)條件移出腐蝕區(qū)的也許途徑有那些？

附：金屬腐蝕與防護實驗

名目

實驗部分

實驗1腐蝕試樣的制備電化學試樣的制備(2)

實驗2恒電位法測定陽極極化曲線(3)

實驗3塔菲爾直線外推法測定金屬的腐蝕速度(5)

實驗4失重法測定金屬的腐蝕速度(7)

實驗5線性極化法測定金屬的腐蝕速度(10)

實驗6電位-pH圖的應用(12)

實驗7動電位掃描法測定金屬的陽極極化曲線(14)

實驗8電偶腐蝕速度的測定(15)

實驗9閉塞電池腐蝕模擬實驗(17)

演示實驗部分

實驗1腐蝕原電池(18)

實驗2原電池的極化(19)

實驗3鋼在硝酸中的鈍化(20)

實驗4緩蝕劑的緩蝕效果(21)

實驗5陰極愛護——犧牲陽極法(22)

附錄1CR-3型多功能腐蝕測量儀的使用辦法(23)

附錄2PS-1型恒電位/恒電流儀的使用辦法(26)

綜合實驗部分

銹蝕碳鋼磷化及磷化膜性能檢驗試驗(30)

附錄一(34)

附錄二(42)

附錄三(45)

附錄四(46)

實驗部分

實驗1腐蝕試樣的制備電化學試樣的制備

一、目的

學會一種用樹脂鑲制電化學實驗用的金屬試樣的簡易辦法和焊接金屬樣品的辦法。

二、材料和藥品

金屬試樣

具有塑料絕緣外套的銅管

塑料套圈

金屬砂紙

電烙鐵

焊油

焊錫絲

玻璃板

玻璃棒

燒杯

托盤天平

乙二胺

環(huán)氧樹脂

三、實驗步驟

1．焊接金屬樣品

將金屬試樣的所有面金屬都用砂紙打磨光亮，用水沖洗潔凈后待用。

2．給電烙鐵通電加熱，待電烙鐵尖端呈紅群時，蘸少許焊油且接觸焊錫絲待焊錫絲熔化后，將帶塑料套圈的銅桿焊在金屬試樣上。

3．將鋸好的5mm厚的塑料套圈打磨平坦待用。

4．稱取100g環(huán)氧樹脂于燒杯中，再稱取5～8g固化劑乙二胺也倒入該燒杯中，用玻璃棒攪拌10min，然后把塑料圈放在光滑的玻璃板上，將金屬試樣放在塑料圈內中央部分。

5．把配制好的環(huán)氧樹脂倒入擺好金屬試樣的塑料圈內。

6．24h固化好金屬試樣能夠舉行磨制、拋光。

四、注意事項

1．焊接金屬試樣時，因電烙鐵尖端部位的溫度最高，要用尖端部位舉行焊接。焊接

時，要先在金屬試樣上焊上點焊錫絲，再將銅桿尖端也焊上些錫絲，然后把2個錫點舉行焊接，如此，即容易焊上又容易焊牢。

2．別要觸摸電烙鐵及金屬部分，以免燙傷。

實驗2恒電位法測定陽極極化曲線

一、目的

1．了解金屬活化、鈍化轉變過程及金屬鈍化在研究腐蝕與防護中的作用。

2．熟悉恒電位測定極化曲線的辦法。

3．經(jīng)過陽極極化曲線的測定，學會選取陽極愛護的技術參數(shù)。

二、基本原理

測定金屬腐蝕速度、推斷添加劑的作用機理、評選緩蝕劑、研究金屬的鈍態(tài)和鈍態(tài)破壞及電化學愛護，都需測量極化曲線。

測量腐蝕體系的極化曲線，實際算是測量在外加電流作用下，金屬在腐蝕介質中的電極電位與外加電流密度（以下簡稱電密）之間的關系。

陽極電位和電流的關系曲線稱為陽極極化曲線。為了推斷金屬在電解質溶液中采納陽極愛護的也許性，挑選陽極愛護的三個要緊技術參數(shù)–––致鈍電密、維鈍電密和鈍化電位（鈍化區(qū)電位范圍）。必須測定陽極極化曲線。

測量極化曲線的辦法能夠采納恒電位和恒電流兩種別同辦法。以電密為自變量測量極化曲線的辦法叫恒電流法，以電位為自變量的測量辦法叫恒電位法。

普通事情下，若電極電位是電密的單值函數(shù)時，恒電流法和恒電位法測得的結果是一致的。然而假如某種金屬在陽極極化過程中，電極表面壯態(tài)發(fā)生變化，具有活化/鈍化變化，這么該金屬的陽極過程只能用恒電位法才干將其歷程全部揭示出來，這時若采納恒電流法，則陽極過程某些部分將被掩蓋，而得別到完整的陽極極化曲線。

在許多事情下，一條完整的極化曲線中與一具電密相對應能夠有幾個電極電位。例如，關于具有活化/鈍化行為的金屬在腐蝕體系中的陽極極化曲線是非常典型的。由陽極極化曲線可知，在一定的電位范圍內，金屬存在活化區(qū)、鈍化過渡區(qū)、鈍化區(qū)和過鈍化區(qū)，還可知金屬的自腐蝕電位（穩(wěn)定電位）、致鈍電密、維鈍電密和維鈍電位范圍。

用恒電流法測量時，由自腐蝕電位點開始逐漸增加電密，當達到致鈍電密點時金屬開始鈍化，由于人為操縱電密恒定，故電極電位忽然增加到非常正的數(shù)值（到達過鈍化區(qū)），躍過鈍化區(qū)，當再增加電密時，所測得的曲線在過鈍化區(qū)。所以，用恒電流法測別出金屬進入鈍化區(qū)的真實事情，而是從活化區(qū)躍入過鈍化區(qū)。

碳鋼在NH4HCO3-NH4OH中算是在陽極極化過程中由活化態(tài)轉入鈍態(tài)的。用恒電位法測定其陽極極化曲線，正是基于碳鋼在NH4HCO3-NH4OH體系中有活化/鈍化轉變這一現(xiàn)象，并可對設備舉行陽極愛護。

三、儀器及用品

恒電位儀極化池飽和甘汞電極鉑金電極A3鋼電極粗天平

量筒1000mL；100mL燒杯1000mL溫度計電爐

NH4HCO3及NH3·H2O,無水乙醇棉，水砂紙。四、實驗步驟1．溶液的配制

（1）燒杯內放入700mL去離子水，在電爐上加熱到40℃左右，放入160gNH4HCO3，攪拌均勻，然后加入65mL濃NH3·H2O。（2）將配制好的溶液注入極化池中。2．操作步驟

（1）用水砂紙打磨工作電極表面，并用無水乙醇棉擦試潔凈待用。

（2）將輔助電極和研究電極放入極化池中，甘汞電極浸入飽和KCl溶液中，用鹽橋連接二者，鹽橋魯金毛細管尖端距離研究電極1～2mm左右。按圖1連接好線路并舉行測量。（3）測A3鋼在NH4HCO3-NH4OH體系中的自腐蝕電位約為,穩(wěn)定15min，若電位偏正，可先

用非常小的陰極電流（50μA/cm2

左右）活化1～2min再測定。

圖1恒電位極化曲線測量裝置

1鹽橋；2輔助電極；3研究電極；4參比電極；極化池

43

（4）調節(jié)恒電位（從自腐蝕電位開始）舉行陽極極化，每隔2min增加50mV，并分不讀取別同電位下相應的電流值，當電極電位達到+左右時即可停止試驗。

五、結果及數(shù)據(jù)處理

1．求出各點的電密，添入自個兒設計的表格。

2．在半對數(shù)坐標紙上用所得數(shù)據(jù)作E—lgi曲線。

3．指出碳鋼在NH4HCO3-NH4OH中舉行陽極愛護的三個基本參數(shù)。

六、考慮題

1．陽極極化曲線對實施陽極愛護有何指導意義？

2．極化曲線測量對研究電極、輔助電極、參比電極和鹽橋的要求是啥？

實驗3塔菲爾直線外推法測定金屬的腐蝕速度

一、目的

1．掌握塔菲爾直線外推法測定金屬腐蝕速度的原理和辦法。

2．測定低碳鋼在1MHAc+1MNaCl混合溶液中腐蝕電密ic、陽極塔菲爾歪率ba和陰極塔菲爾歪率bc。

3．對活化極化操縱的電化學腐蝕體系在強極化區(qū)的塔菲爾關系加深明白。

4.學習用恒電流法繪制極化曲線。

二、實驗原理

金屬在電解質溶液中腐蝕時，金屬上并且舉行著兩個或多個電化學反應。例如鐵在酸性介質中腐蝕時，F(xiàn)e上并且發(fā)生反應：

Fe→Fe2++2e

2H++2e→H2

在無外加電流經(jīng)過時，電極上無凈電荷積存，即氧化反應速度ia等于還原反應速度ic,同時等于自腐蝕電流Icorr,與此對應的電位是自腐蝕電位Ecorrr。

假如有外加電流經(jīng)過時，例如在陽極極化時，電極電位向正向挪移，其結果加速了氧化反應速度ia而擬制了還原反應速度ic,此刻，金屬上經(jīng)過的陽極性電流應是：

Ia=ia-|ic|=ia+ic

同理，陰極極化時，金屬上經(jīng)過的陰極性電流Ic也有類似關系。

Ic=-|ic|+ia=ic+ia

從電化學反應速度理論可知，當局部陰、陽極反應均受活化極化操縱時，過電位（極化電位）η與電密的關系為：

ia=icorrepxη/ba)

ic=-icorrexpη/bc)

因此Ia=icorr[expη/ba)-expη/bc)]

Ic=-icorr[expη/bc)-expη/ba)

當金屬的極化處于強極化區(qū)時，陽極性電流中的ic和陰極性電流中的ic都可忽略，于是

得到：

Ia=icorrexpη/ba)

Ic=-icorrexpη/bc)

或寫成：η=-balgicoor+balgia

η=-bclgicorr+bclgic

能夠看出，在強極化區(qū)內若將η對lgi作圖，則能夠得到直線關系[見《熱力設備腐蝕與腐蝕》—12（a）]。該直線稱為塔菲爾直線。將兩條塔菲爾直線外延后相交，交點表明金屬陽極溶解速度ia與陰極反應（析H2）速度ic相等，金屬腐蝕速度達到相對穩(wěn)定，所對應的電密算是金屬的腐蝕電密。

實驗時，對腐蝕體系舉行強極化（極化電位普通在100～250mV之間），則可得到E–lgi的關系曲線。把塔菲爾直線外延至腐蝕電位。lgi坐標上與交點對應的值為lgic,由此可算出腐蝕電密icorr。由塔菲爾直線分不求出ba和bc。

妨礙測量結果的因素如下：

（1）體系中由于濃差極化的干擾或其他外來干擾；

（2）體系中存在一具以上的氧化還原過程（塔菲爾直線通常會變形）。故在測量為了能獲得較為準確的結果，塔菲爾直線段必須延伸至少一具數(shù)量級以上的電流范圍。

三、儀器和用品

恒電位儀

數(shù)字電壓表

磁力攪拌器

極化池

鉑金電極（輔助電極）

飽和甘汞電極

A3鋼電極（研究電極），工作面積1cm2

Zn電極（研究電極）

粗天平

秒表

量筒1000mL,50mL

燒杯2000mL，1000mL

HAc，NaCl，無水乙醇棉，水砂紙

介質為1MHAc+1MNaCl混合溶液

四、實驗步驟

1．配制1MHAc+1MNaCl溶液

2．將工作電極用水砂紙打磨，用無水乙醇棉擦洗表面去油待用。

3．將研究電極、參比電極、輔助電極、鹽橋裝入盛有電解質的極化池，鹽橋毛細管尖端距研究電極表面距離可操縱為毛細管尖端直徑的兩倍。

4．按附錄2“PS-1型恒電位/恒電流儀使用辦法”連接好線路舉行測量。

5．測量時，先測量陰極極化曲線，然后測量陽極極化曲線。

6．開動磁力攪拌器，旋轉速度為中速，舉行極化測量。

7．先記下i=0時的電極電位值，這是曲線上的第一具點，先舉行陰極極化。分不以相隔10s的間隔調節(jié)極化電流為、-1、-2、-3、-4、-5、-10、-20、-30、-40、-50、-60mA，并記錄對應的電極電位值，迅速將極化電流調為零，待電位穩(wěn)定后舉行陽極極化。此刻應分不

調節(jié)極化電流為、1、2、3、4、5、10、20、30、40mA，并記錄對應的電極電位值。應注意，極化電流改變時，調節(jié)時刻應快，普通在5秒之內完成，實驗結束后將儀器復原。五、結果處理

1．將實驗數(shù)據(jù)繪在半對數(shù)坐標紙上。2．依照陰極極化曲線的塔菲爾線性段外延求出鋅和碳鋼的腐蝕電流，并比較它們的腐蝕速度。

3．分不求出腐蝕電密ic、陰極塔菲爾歪率bc和陽極塔菲爾歪率ba。

六．考慮題

1．從理論上說，陰極和陽極的塔菲爾線延伸至腐蝕電位應交于一點，實際測量的結果怎么？為啥？

3．假如兩條曲線的延伸線別交于一點，應怎么確定腐蝕電密？

實驗4失質法測定金屬的腐蝕速度

一、目的

1．掌握某些因素如介質及其濃度、緩蝕劑等對金屬腐蝕速度的妨礙。2．掌握質量法測定金屬腐蝕速度的辦法。二．原理

使金屬材料在一定條件下（溫度、壓力、介質濃度等）經(jīng)腐蝕介質作用一定時刻后，比較腐蝕前后該材料的質量變化從而確定腐蝕速度。

關于均勻腐蝕，依照腐蝕產(chǎn)物易除去與否可分不采納失質指標和增質指標來表示腐蝕速度。

失質指標V-為：

增質指標V+為：

式中：S試樣面積，m2

；t試驗時刻,h；

m0腐蝕前試樣的質量,g；

m1腐蝕后試樣的質量（清除腐蝕產(chǎn)物后），g；m2腐蝕后試樣的質量（清除腐蝕產(chǎn)物前）,g；

關于均勻腐蝕，非常易將以上腐蝕速度指標換算成以深度指標Vt表示的腐蝕速度：

式中：ρ金屬的密度，g/cm3

St

mmV1

-=-St

mmV0

2-=

+ρ

ρ

-

-

?=??

=

V

VVt67.8100036524

質量法適于室內外多種腐蝕實驗，可用于材料的耐蝕性能評定、挑選緩蝕劑、改變工藝條件時檢查防腐效果等。本實驗是碳鋼在放開的酸溶液中的全浸實驗，用質量法測定其腐蝕速度。

金屬在酸中的腐蝕普通是電化學腐蝕。酸類對金屬的腐蝕規(guī)律要緊取決于酸的氧化性。非氧化性酸，如鹽酸，其陰極過程是氫去極化過程；氧化性酸，其陰極過程則要緊是氧化劑的還原過程。但我們不會把酸類截然分成氧化性酸和非氧化性酸，例如，當HNO3比較稀時，碳鋼的腐蝕速度隨酸濃度的增加而增加，是氫去極化腐蝕，當HNO3濃度超過30%時，碳鋼的腐蝕速度迅速下落，HNO3濃度達到50%時，碳鋼的腐蝕速度最小，此刻碳鋼在HNO3中腐蝕的陰極過程是：

NO3-+2H++2e→NO2-+H2O

酸中加入適量緩蝕劑能阻撓金屬腐蝕或落低金屬腐蝕速度。

三、儀器