金属腐蚀理论及应用试题汇总
金属腐蚀理论总复习题
金属腐蚀理论及腐蚀控制复习题第一章 绪论 思考题1.举例说明腐蚀的定义，腐蚀定义中的三个基本要素是什么，耐蚀性和腐蚀性概念的区别。
答：腐蚀的定义：工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏 举例：工程材料和周围环境发生相互作用而破坏三个基本要素：腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。
耐蚀性：指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。
腐蚀性：指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。
2.金属腐蚀的本质是什么，均匀腐蚀速度的表示方法有哪些？答:⑴金属腐蚀的本质：金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后，腐蚀产物变为化合物或非单质状态；从能量观点看，金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系，腐蚀反应使体系能量降低。
⑵均匀腐蚀速度的表示方法：深度：年腐蚀深度 （p V ）V P =t h ∆=8.76d -V △h 是试样腐蚀后厚度的减少量，单位mm;V -代表失重腐蚀速度； t 是腐蚀时间，单位y ；d 是金属材料的密度；V P 所以的单位是mm/y 。
失重：失重腐蚀速度(-V )-V = StW -∆=St W W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量，单位g ； W1代表腐蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量，单位g ；S 代表试样暴露的表面积，单位m 2； t 代表腐蚀的时间，单位h 。
计算题计算题1. 根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp ，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
表1解：由题意得：（1）对碳钢在30%HNO 3( 25℃)中有： V ˉ=△W ˉ/st=(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001=0.4694 g/㎡∙h又d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y(25℃)中有：对铝在30%HNO3Vˉ=△Wˉ铝/st=(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6=0.3391g/㎡∙h/v=16.1820/(30×40×5×0.001)=2.697g/cm3d=m铝说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝在腐蚀的时候产生的是点腐蚀( 25℃)有：（2）对不锈钢在20%HNO3表面积S=2π×0.0152＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2∙h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y对铝有：表面积S=2π×0.022＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2∙h试样体积为：V=π×22×0.5=6.28 cm3d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y试样在98% HNO3(85℃)时有：对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
2011金属腐蚀理论及应用试题-答案
2011《金属腐蚀理论及应用》作业及试题——答案及点评一、关于学习方法及知识内涵的讨论本门课程开始给大家推荐了董进宇的《学习方法的革命》的视频。
对于学习方法，不同的人有不同的学习方法，没必要强求一致，只要不固步自封，注意吸取别人方法的长处，不断提高和完善自己的方法即可。
给大家看这个视频的主要目的是想让大家思索什么是知识，怎样学到真知。
下面我根据同学们的答案及讨论，以玩冰壶球这项运动来说明知识的内涵，当然这只是我的理解。
（我没看有关专业的书籍及论文，只是根据自己的感悟及同学们的答案总结的）有同学从网上搜索到了知识的10种分类方法，但这样的分类对于非专业人士来说是很难完全理解和掌握的。
我的思维习惯是先根据自己的思考对事物想出一种分类及定义，然后再参考别人的来丰富和完善。
我把知识分类为自然的、行为的和情感的三类。
自然的主要包括自然科学和技术，也即客观知识，是客观存在的，不受人的影响。
行为的主要包括历史、经济、政治、军事、哲学等，即与竞争有关的行为知识。
情感的主要包括音乐、美术、文学、诗歌、宗教、迷信等，与人的主观感受有关的知识。
那么对这样分类的三种知识，我们怎么去形象地理解呢？下面以不同的玩冰壶球的方式来说明：首先假定某一物质或事物的真实客观规律——真知，就是冰壶球场的那个圆心点，玩者把冰壶推到离圆心点越近，就表示对知识的理解越正确。
（一）自然客观知识自然客观知识我们要从两方面来理解：一个方面是知识本身的正确程度，另一方面是我们对知识的理解程度。
知识本身的正确程度，不同学科是不一样的。
比如天体运行规律人类已经基本掌握，而人类对自己身体内部的运行规律却知之有限。
所以我们学自然科学知识时要有疑问或怀疑的想法。
不是所有已发表的知识都是完全正确的，诚如有的同学说的“书本知识只是信息”。
个体对于知识的理解程度，就如同一个教练训练一个冰壶球队员，超级智商的队员即使没有教练也能够自己琢磨着把冰壶球推到中心点——无师自通，按我多年教学对学生们的统计，这样超级智商的学生大概占5%左右。
金属腐蚀复习题
金属腐蚀理论及应用复习题一、解释名词1.平衡电位2.腐蚀电位3.过电位4.致钝电位5.法拉第电位6.孔蚀电位（击穿电位）7.析氢腐蚀，吸氧腐蚀8.极化9.闭塞电池10.金属氧化膜完整性的PB原理（须写出表达式）11.Frenkel型缺陷12.内氧化，选择性氧化二、回答下列问题：1.含有二氧化碳的软水，通过两套不同的供水系统，（1）软水流经铜管进入镀锌的钢水槽，半年左右镀锌的钢水槽发生穿孔腐蚀；（2）软水流经镀锌管后进入镀锌的钢水槽，四年多尚未发现镀锌的钢水槽有局部腐蚀。
请问这是为什么？2.为什么在使用搪瓷盆时，若不小心局部磕碰掉瓷后，会很快腐蚀穿孔？3.两块铜板用钢螺栓固定，将会出现什么问题？应采取何种措施？4.碳钢在不同浓度氯化钠溶液中腐蚀速度呈现什么规律？如何解释？5.为什么含①1%Hg、②1%Pt和③1%Fe的三种不同锌合金在0.5mol/LH2SO4溶液中腐蚀速度相差较大，而同样的合金在在充气的0.5mol/LKCl溶液中腐蚀速度几乎相同？6. 什么是腐蚀？腐蚀的研究对象是什么？简述腐蚀研究的意义。
7.何谓合金的内氧化，合金的选择性氧化？简述合金由内氧化向外选择性氧化转变的条件。
8.什么叫阳极性镀层？什么叫阴极性镀层？试举例说明其特点。
9.什么叫缓蚀剂保护？什么叫缓蚀率？按作用机理及按成膜特征可分为哪几类？请在每一类中举述一个常用缓蚀剂。
10.有三种材质及所流过的介质都完全相同的管道。
其中①管内为裸管，②管内有涂层，但涂层质量较差，③管内有涂层与线状牺牲阳极联合保护。
请判断这三种管道哪种最先穿孔，哪种管道使用寿命最长？三、判断以下几种情况，埋在土壤中管道的哪个部位腐蚀更为严重，为什么？（12分）1.管道在沥青路面下通过；2.管道穿越河道；3.管道通过混凝土结构；4.阴极保护安装绝缘法兰，一端通电，一端不通电；5.管道通过含盐浓度不同的地段；6.管道穿过粘土与沙土地段。
四、试论述18-8奥氏体不锈钢发生晶间腐蚀的原因。
金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及问题详解
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）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 = + 0.337VH 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。
金属腐蚀理论复习题
金属腐蚀理论复习题金属腐蚀理论及腐蚀控制复习题第一章绪论思考题1.举例说明腐蚀的定义，腐蚀定义中的三个基本要素是什么，耐蚀性和腐蚀性概念的区别。
答：腐蚀的定义：工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏举例：工程材料和周围环境发生相互作用而破坏三个基本要素：腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。
耐蚀性：指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。
腐蚀性：指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。
2.金属腐蚀的本质是什么，均匀腐蚀速度的表示方法有哪些？答:⑴金属腐蚀的本质：金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后，腐蚀产物变为化合物或非单质状态；从能量观点看，金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系，腐蚀反应使体系能量降低。
⑵均匀腐蚀速度的表示方法：①深度：年腐蚀深度?hV-VP==△h 是试样腐蚀后厚度的减少量，单位mm;V-代表失重腐蚀速度；t td是腐蚀时间，单位y；d是金属材料的密度；VP所以的单位是mm/y。
②增重：W0?W1?W?V= =W0代表腐蚀前金属试样的质量，单位g；W1代表腐蚀以StSt+后经除去腐蚀产物处理的试样质量，单位g；S代表试样暴露的表面积，单位m2；t代表腐蚀的时间，单位h。
③失重：失重腐蚀速度(V?) ?W?W0?W1V= = W0代表腐蚀前金属试样的质量，单位g；W1代表腐StSt?蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量，单位g；S代表试样暴露的表面积，单位m2；t 代表腐蚀的时间，单位h。
计算题计算题 1. 根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
表1 解：题意得：对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有：Vˉ=△Wˉ/st =()/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×= g/㎡?h 又d=m/v=/20×40×=/cm2?h Vp=ˉ/d=×/=/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有：Vˉ=△Wˉ铝/st =()/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6 =/㎡?h d=m铝/v=/(30×40×5×)=/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝在腐蚀的时候产生的是点腐蚀对不锈钢在20%HNO3( 25℃)有：表面积S=2π×＋2π××= m2 Vˉ=△Wˉ/st=()/×400= g/ m2?h 试样体积为：V=π××= cm3 d=W/V=/= g/cm3 Vp=ˉ/d=×/=/y 对铝有：表面积S=2π×＋2π××= m2 Vˉ=△Wˉ/st=()/×20= g/ m2?h 试样体积为：V=π×22×= cm3 d=W/V=/= g/cm3 Vp=ˉ/d=×/=/y 试样在98% HNO3(85℃)时有：对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st =()/×2= g/ m2?h Vp=ˉ/d=×/=/y 对铝：Vˉ=△Wˉ/st=()/×40=/ m2?h Vp=ˉ/d=×/=/y 说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
金属腐蚀理论及腐蚀控制考试重点题
RT nF
㏑(Po2/ aO4H -)
=0.401＋ 0.0591 lg(0.21/10 ) 16
4
=0.627V
(1) 当阳极反应为 Fe= Fe 2 ＋2 e
有 Fe 2 ＋2 OH =Fe(OH)2↓
查得 Ksp Fe(OH)2=1.87×10 15
a( Fe 2 )=Ksp /a Fe(OH) [OH ] 2 =1.87×10 / 15 10 8 =1.87×10 7 mol/L
=0.0148V>0
即氧压力增大到原来的 10 倍时有氧电极平衡电位正移 0.0148V
（3）当溶液 pH 值下降 1 时有
Ee
''' 3
=E＋
RT nF
㏑(Po2/
a 4' OH
-)=E＋
RT nF
ln
Po2－
4RT nF
㏑
aO' H
-
ΔE3=
Ee’’’－Ee=E＋ RT ln
nF
Po2－
4RT nF
解：（1）
根据失重腐蚀 V- = w st
0.1 20 104
50
1g / m2.h
∴Vp=8.76 V =8.76×1/7.8=1.12 mm/y d fc
∴有△h=Vp.t=1.12×50/(365×24)=0.0064mm
即样品的厚度加少量为 0.0064mm
(2)根据 v
A nF
icor 可知有：
所以 Ecor = -0.64 – 0.125 lg│icor│ + Eec = -0.64 – 0.125×（lg0.9606×10-4）–0.059
= -0.707V (vs SHE)
金属腐蚀与防护技术在压力容器中的应用考核试卷
B.防护工艺的应用
C.使用环境
D.容器形状
14.下列哪种材料具有较好的耐腐蚀性能？（）
A.碳钢
B.不锈钢
C.铸铁
D.铜合金
15.以下哪个场合不适合使用阳极保护技术进行金属腐蚀防护？（）
A.酸性环境
B.碱性环境
C.海水环境
D.油田开采
16.在金属腐蚀防护中，电镀技术的应用主要包括哪些方面？（）
4.下列哪种防护技术不属于金属腐蚀的防护方法？（）
A.涂层防护
B.阴极保护
C.阳极保护
D.火焰喷焊
5.金属涂层防护的主要作用是什么？（）
A.隔绝金属与腐蚀环境
B.提高金属表面硬度
C.防止金属表面氧化
D. A和B
6.在阴极保护技术中，通常采用哪种方法进行保护？（）
A.外加电流
B.牺牲阳极
C.电流互感器
A.降低容器强度
B.增加容器泄漏风险
C.影响容器内产品质量
D.所有上述方面
11.以下哪种方法不能用于检测金属腐蚀程度？（）
A.超声波检测
B.磁粉检测
C.涡流检测
D.目视检测
12.压力容器中金属腐蚀防护的目的是什么？（）
A.延长容器使用寿命
B.确保容器安全运行
C.节省能源和资源
D. A和B
13.以下哪种因素不会影响金属腐蚀防护效果？（）
3.在金属腐蚀防护中，阳极保护适用于所有金属结构。（）
4.牺牲阳极材料必须比被保护金属更活泼。（√）
5.压力容器中的金属腐蚀可以通过增加容器壁厚来完全避免。（）
6.涂层防护可以隔绝金属与外界的接触，从而防止腐蚀。（√）
7.金属腐蚀速率与温度成正比关系。（）
腐蚀工艺考试题及答案
腐蚀工艺考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 腐蚀的定义是什么？A. 材料在环境介质的作用下发生的化学变化B. 材料在环境介质的作用下发生的物理变化C. 材料在环境介质的作用下发生的生物变化D. 材料在环境介质的作用下发生的机械变化答案：A2. 以下哪种金属对腐蚀的抵抗力最强？A. 铁B. 铜C. 不锈钢D. 铝答案：C3. 腐蚀速率的单位是什么？A. 毫米/年B. 微米/年C. 米/年D. 纳米/年答案：B4. 电化学腐蚀中，阳极发生的反应是什么？A. 氧化反应B. 还原反应C. 电解反应D. 电离反应5. 以下哪种环境介质对金属腐蚀的影响最大？A. 干燥空气B. 淡水C. 盐水D. 真空答案：C6. 金属腐蚀的防护方法中，哪种方法效果最差？A. 涂层保护B. 阴极保护C. 阳极保护D. 自然氧化答案：D7. 以下哪种材料是典型的耐腐蚀材料？A. 碳钢B. 镀锌钢C. 铝合金D. 钛合金答案：D8. 腐蚀电池中，阳极材料的电位通常如何变化？A. 升高B. 降低C. 不变D. 先升高后降低答案：B9. 以下哪种金属在海水中腐蚀速率最快？B. 铁C. 铝D. 铅答案：B10. 金属腐蚀的类型中，哪种腐蚀最常见？A. 均匀腐蚀B. 点蚀C. 应力腐蚀D. 疲劳腐蚀答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 腐蚀过程中，金属失去电子的过程称为______。
答案：氧化2. 金属腐蚀的防护措施之一是______保护。
答案：涂层3. 在腐蚀电池中，电位较高的电极是______极。
答案：阴4. 金属腐蚀速率的快慢与______有关。
答案：环境介质5. 金属腐蚀的类型包括均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀和______。
答案：疲劳腐蚀6. 金属腐蚀的防护方法中，______保护是一种有效的电化学保护方法。
答案：阴极7. 金属腐蚀过程中，金属表面形成的氧化物膜可以是保护性的，也可以是______的。
答案：破坏性8. 金属腐蚀的防护措施之一是使用______材料。
化工腐蚀试题及答案
化工腐蚀试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 金属腐蚀的类型包括（）。
A. 化学腐蚀B. 电化学腐蚀C. 物理腐蚀D. 所有以上答案：D2. 金属腐蚀的防护措施不包括（）。
A. 涂层保护B. 阴极保护C. 阳极保护D. 腐蚀性介质的更换答案：D3. 以下哪种金属更容易发生电化学腐蚀？（）A. 铁B. 铜C. 铝D. 不锈钢答案：A4. 金属腐蚀速率的测定方法不包括（）。
A. 失重法B. 增重法C. 电化学测试D. 热力学分析答案：D5. 腐蚀电池的组成部分包括（）。
A. 阳极B. 阴极C. 电解质D. 所有以上答案：D6. 以下哪种金属的耐腐蚀性最好？（）A. 镁B. 铝C. 钛D. 铅答案：C7. 金属的腐蚀速率受哪些因素的影响？（）A. 温度B. 介质C. 金属本身的性质D. 所有以上答案：D8. 以下哪种金属腐蚀属于化学腐蚀？（）A. 铁在潮湿空气中的腐蚀B. 铁在稀硫酸中的腐蚀C. 铁在海水中的腐蚀D. 铁在干燥空气中的腐蚀答案：B9. 金属腐蚀的防护措施中，哪种方法不涉及电化学原理？（）A. 涂层保护B. 牺牲阳极保护C. 外加电流阴极保护D. 电镀答案：A10. 金属腐蚀的类型中，哪种腐蚀速度最快？（）A. 均匀腐蚀B. 点蚀C. 应力腐蚀D. 腐蚀疲劳答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 金属腐蚀的基本原理是金属原子的________。
答案：氧化2. 金属腐蚀的电化学腐蚀类型中，阳极发生________反应。
答案：氧化3. 金属腐蚀的防护措施中，________保护是一种常见的方法。
答案：涂层4. 金属腐蚀的电化学腐蚀类型中，阴极发生________反应。
答案：还原5. 金属腐蚀速率的测定方法中，失重法是通过测量金属腐蚀前后的________来计算腐蚀速率的。
答案：质量差6. 金属腐蚀的防护措施中，牺牲阳极保护是利用________的腐蚀来保护被保护金属。
答案：牺牲阳极7. 金属腐蚀的类型中，化学腐蚀不涉及________。
金属腐蚀理论复习题
金属腐蚀理论与腐蚀控制复习题第一章 绪论 思考题1.举例说明腐蚀的定义，腐蚀定义中的三个基本要素是什么，耐蚀性和腐蚀性概念的区别。
答：腐蚀的定义：工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏 举例：工程材料和周围环境发生相互作用而破坏三个基本要素：腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。
耐蚀性：指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。
腐蚀性：指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。
2.金属腐蚀的本质是什么，均匀腐蚀速度的表示方法有哪些？答:⑴金属腐蚀的本质：金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后，腐蚀产物变为化合物或非单质状态；从能量观点看，金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系，腐蚀反应使体系能量降低。
⑵均匀腐蚀速度的表示方法： ①深度：年腐蚀深度 〔p V 〕V P =t h ∆=d-V △h 是试样腐蚀后厚度的减少量，单位mm;V -代表失重腐蚀速度； t是腐蚀时间，单位y ；d 是金属材料的密度；V P 所以的单位是mm/y 。
②增重：V +=St W +∆ = StW W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量，单位g ；W 1代表腐蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量，单位g ； S 代表试样暴露的表面积，单位m 2； t 代表腐蚀的时间，单位h 。
③失重：失重腐蚀速度(-V )-V = StW -∆=St W W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量，单位g ； W1代表腐蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量，单位g ； S 代表试样暴露的表面积，单位m 2； t 代表腐蚀的时间，单位h 。
计算题计算题1. 根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp ，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
表1解：由题意得：〔1〕对碳钢在30%HNO 3( 25℃)中有： V ˉ=△W ˉ/st=(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694 g/㎡∙h又d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm 2∙h Vp=8.76V ˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO 3(25℃)中有： V ˉ=△W ˉ铝/st=(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6 =0.3391g/㎡∙hd=m/v=16.1820/(30×40×5×0.001)=2.697g/cm3铝说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝在腐蚀的时候产生的是点腐蚀〔2〕对不锈钢在20%HNO( 25℃)有：3表面积S=2π×0.0152＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2∙h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y对铝有：表面积S=2π×0.022＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2∙h试样体积为：V=π×22×0.5=6.28 cm3d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y试样在98% HNO3(85℃)时有：对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
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2014年金属腐蚀理论及应用试题一、名词解释：（5分）标准电位：指的是当温度为25C,金属离子的有效浓度为1mol/L （即活度为1）时测得的平衡电位。
标准电极电位是以标准氢原子作为参比电极，即氢的标准电极电位值定为0，与氢标准电极比较，电位较高的为正，电位较低者为负。
平衡电位：金属与电解质溶液构成的体系中，在金属-溶液两相间，当金属离子在两相中的电化学位相等时，就建立起电化学平衡（MMn++n）这种单一电极反应的电荷和物质交换均达到了平衡电极电位（© e • M。
它与其溶液中金属本身的离子活度（a Mn+之间的关系符合能斯特公式（Nernst ）。
腐蚀电位：广义的腐蚀电位指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。
狭义的腐蚀电位是指金属与环境间的物理-化学相互作用，使金属性能发生变化，导致金属，环境及其构成系功能受到损伤的现象。
绝对电位：当金属与溶液的界面上发生电极反应时，将会导致界面上双电层的形成，双电层两侧的电位差，即为电极电势（电位），也称绝对电极电势。
选择性氧化：如果合金内氧的溶解度很低，合金元素B向外扩散的速度很快，而且B的含量比较高，此时直接在合金表面上生成外BO膜。
即使在氧化初期，合金表面生成AO,但组元B与氧的亲和力大，将发生：B + AO - A +BO的反应，氧化产物将转变为BO。
以上两种情形被称之为合金的选择性氧化。
二、回答下列问题：（15分）1. 在中性水溶液中，Cu-Al和不锈钢-Al两对电偶的电位差相近，但前者会造成Al的严重腐蚀，而后者对Al的腐蚀轻微，试分析其原因。
答：两对电偶的电位差相近，所以在腐蚀的开始阶段，两对电偶中作为阳极的Al的腐蚀速度是相近的。
但之后，在Cu-Al电偶对的阳极Al表面会生成一层AI2O3钝化膜，降低了腐蚀电位差，使反应速率减小；在不锈钢-Al电偶对的阴极和阳极表面都会生成钝化膜，使腐蚀电位差降低的更大，腐蚀速率减小的更多。
所以，后者对Al的腐蚀轻微。
2. 有三种材质及所流过的介质都完全相同的管道。
其中①管内为裸管，②管内有涂层，但涂层质量较差，③管内有涂层与线状牺牲阳极联合保护。
请判断这三种管道哪种最先穿孔，哪种管道使用寿命最长？答：内为裸管的管道将先穿孔，管内有涂层与线状牺牲阳极联合保护的管道寿命最长。
在钢表面单独涂敷有机涂层，是因为有机涂层固有的真空腐蚀等缺陷，必定会有水分子通过针孔渗透到刚表面导致腐蚀，因为钢腐蚀时形成的腐蚀产物对钢机体没有保护性，腐蚀继续进行，腐蚀产物膨胀使有机涂层开裂，脱落，所以单独涂覆有机涂层的效果不好。
采用阴极保护时候，保护电流大，成本及维护费用高。
采用有机涂层+阴极保护，用阴极保护解决有机涂层腐蚀出的缺陷，有机涂层完全覆盖则可以减少总体的保护电流，成本降低，可靠性增高。
3. 为什么镀锌的水桶在温度较低的自来水中很耐蚀，而在热水中使用易发生穿孔腐蚀？答：温度升高，金属的孔蚀倾向增大。
当温度低于某个温度，金属不会发生孔蚀。
这个温度称为临界孔蚀温度（CPT），CPT愈高，则金属耐孔蚀性能愈好。
自来水中含有CI- 离子，CI-对锌的腐蚀促进作用很大。
温度较低时，锌表面生成的氧化膜具有保护作用，所以腐蚀发生的很慢；当温度较高时，CI-会破坏氧化膜，使其失去保护作用，进而使基体发生点腐蚀。
三、比较18Cr-9Ni和17Cr-12Ni-2.5Mo两种不锈钢在含CI-的水溶液中的耐点蚀能力，解释其原因。
（10分）答：18Cr-9Ni和17Cr-12Ni-2.5Mo均为奥氏体不锈钢，铬镍奥氏体不锈钢最大的缺点是在含氯化物溶液中不耐应力腐蚀，易发生点蚀及缝隙腐蚀。
为了提高奥氏体不锈钢的耐腐蚀能力，要降低碳含量，提高奥氏体稳定元素的含量，和降低铁素体形成元素的含量。
以上两种钢，前者含碳量较后者高，且铁素体形成元素Cr较后者要高，奥氏体稳定元素Ni的含量又较后者低，后者更利于奥氏体相形成，耐点蚀能力更强。
四、外加电流阴极保护会对邻近未加保护的管道（或其他设施）产生干扰，加重未保护管道的腐蚀，请解释原因。
（10分）答：假设A、B是相互接触的并且电位相近的材料的两种设施，如果对A进行外加电流阴极保护，则会使A的电位升高，进而使A与B之间有了较大的电位差，B作为阳极的效应加强，腐蚀加重。
五、由热力学计算确定，为什么在25 T时，铜在除气的酸溶液（PH=1 ）中不腐蚀，而在通气的同种溶液中会发生腐蚀？（已知：E° cu2+/zn=0.337V, P O2=0.21大气压，E° OH-/O2=0.401V）（10 分）答：已知铜在含氧酸和无氧酸中的电极反应及标准电极电位：1）在不含氧的酸中2+ +Cu=Cu +2e E° CU2+/CU=0.337V 2H +2e=H2 E° H+/H2=0V E° CU2+/CU =0.337V>E° H+/H2=0V故在不通气的酸中铜不发生腐蚀。
2）在含氧酸中1/2O2+2H++2e=H2O E°O2/H2O=1.229V E O2/H2O=1.229-0.0591lg（PH*P o2）=1.229-0.0591*2=1.1108V Cu=Cu2++2e E°u2+/cu=0.337VE°CU2+/CU=0.337V< E O2/H2O=1.1108V故在通气的酸中铜能发生腐蚀六、一个铝合金制造的工业储水槽，容量为225m3,壁厚为8.25mm,仅仅使用了5年就发现产生了点蚀，最大点蚀深度为 1.65mm如果按水槽储满水后的第一天就开始发生点蚀过程计算，该储槽达到腐蚀穿孔的剩余寿命是多少？如果按储槽在 4 年后（即第五年的头一天）才开始发生点蚀过程，该储槽到达腐蚀穿孔的剩余寿命是多少？（5 分）答：腐蚀速度为V p=H/t=1.65/5mm/a=0.33mm/a 若从储水第一天开始发生点蚀，则剩余寿命为t=H 余/V p =（8.25-1.65）/0.33=20a 即剩余寿命为20 年。
若从第五年开始发生点蚀，则剩余寿命为（8.25-1.65）/1.65=4 年。
七、假设你所在的工厂有一条钢自来水主管道已使用了20 年，近年不时出现泄漏，而且因管内结垢导致输送能力下降，已不能满足生产用水的需求，企业决定利用停产检修期对该管道进行改造。
请根据投资资金有限和资金充足分别提出两套改造方案，其中资金充足方案中还要根据20 年、50 年、100 年的使用寿命分别提出 3 个方案。
（不必真的保证100年，只要寿命长的防腐方法确实比使用寿命短的方法实际寿命长即对）（20 分）答：一、投资资金有限的方案：除垢器（球）除垢技术+沥青涂层。
聚氨醋软体除垢器是由优质进口聚氨醋原料和独特的发泡工艺制造而成，经过特殊的加工工艺，对于垢质较硬的管道，可在软体除垢器的基础卜，加卜带有高强度的钢钉组成加强型软体除垢器。
除垢过程中，除垢器在压力的作用下，对管道内壁的垢进行刮削，达到除垢的目的。
此种方法简单易行，安全环保，投资低。
由于沥青来源广泛、价格便宜、工艺熟练、绝缘、防水、粘接性能良好等特点，在经济不甚宽裕的条件下，仍不应放弃。
在日本，尽管其经济状况并不困难，仍有78,6 的输水管线采用了沥青防腐。
特别是早期建设的管道，如彻底更换沥青涂层，是不太实际的。
因此，该套方案比较适合低投资方案。
二、资金充足的方案：20 年方案：换一套新管道+喷涂水泥砂浆：“喷涂”工艺是用水泥砂浆衬里作为管道内防腐蚀，它不仅通过水泥砂浆层把水体与管壁封隔开来，管壁接触不到水. 不受水的侵蚀，起到了隔离作用; 更重要的是在金属表面形成一个超稳定的钝化区，这是因为涂衬的砂浆层呈碱性，与管壁形成pH值高达12的区域，即使水渗透到金属表面，仍有抵御腐蚀的能力; 砂浆衬里起了“拱”的作用，粘结力强，在金属管变形的情况下. 不易发生壳落. 其裂缝甚小，仍然能紧贴在管壁上; 砂浆衬里的表面上会生成滑腻层，有保护砂浆层不被水流冲刷掉的作用。
灰口铸铁管通过除垢喷涂后，不仅保证了管道内防腐蚀的持久性，增加管道使用寿命，而且减少了供水二次污染，具有较强的实用价值。
过去管道内壁采用沥青涂层，化学性质不稳定，使用时间长就会发生老化，并微量溶于水中，污染水质，影响饮水卫生。
现在通过水泥砂浆喷涂后，由于水泥砂浆属于无机化合物，性能稳定，不易影响管道输送水质。
50年方案：换新管道+化学成膜，化学成膜剂防腐是指利用化学物质与金属发生反应，形成反应物沉积并粘结在金属表面形成有一定强度的保护膜，使金属与腐蚀环境隔开而达到防腐的目的。
目前给水管道内多选用高模数的SN作为主剂再加入PN为辅助剂的成膜剂并增加PN和LC作为促进剂以改善膜的性能。
100年方案：换新管道+有机涂层+阴极保护。
埋地管道的腐蚀是通过土壤与管道相接触来实现的，涂加适当的防腐涂层可以隔绝管道与土壤之间的接触，减少腐蚀作用对管道的影响。
从某种程度上讲，防腐层的质量决定了管道的使用寿命。
在管道外防腐涂层方面，国内外采用的是石油沥青、煤焦油沥青、熔结环氧粉末、双层PE 和三层聚乙烯（3PE）等。
阴极保护和牺牲阳极保护：埋地管道的腐蚀基本上都是通过自然电位差来实现的，也就是说，纯金属一般不发生在溶液中的自腐蚀。
管道的腐蚀状况与管道的自然电位、极化电位以及PH值有密切关系，在不同的极化电位和PH值条件下，金属的腐蚀倾向是不同的，可通过调整电位和PH值来控制金属的腐蚀。
通常可采用三种方法将铁移出腐蚀区，以达到防腐的目的。
通过外加负电流（阴极极化）使铁的电极电位负移到免蚀区，以实现阴极保护。
通过外加正电流（阴极极化）使铁的电极电位正移到钝化区，达到阳极保护的目的。
也可以调整溶液的PH值，使其达到9-13范围，使铁进入钝化区.用阴极保护解决有机涂层腐蚀出的缺陷，有机涂层完全覆盖则可以减少总体的保护电流，成本降低，可靠性增高。
八、简述提高合金耐蚀性的可能途径。
（10分）答：（1）提高合金热力学稳定性（2）阻滞阴极过程（3）降低合金的阳极活性（4）表面形成完整的有保护性的腐蚀产物膜九、为什么埋设在混凝土内的水管或钢筋，会发生腐蚀，请分析其原因及提出防护措施。
（10 分）答:管道或钢筋混凝土结构腐蚀可分为内部环境的腐蚀破坏和外部环境的腐蚀破坏，混凝土内部成分在外部受物理、化学及材料等因素的作用下发生腐蚀变化，致使混凝土承载力降低或失去自身的性能，造成混凝土结构耐久性较差。
如环境中的水分、氧气、二氧化碳等酸性气体、氯盐等侵蚀性离子以及相对湿度、温度等影响外部环境因素混凝土中腐蚀，甚至还有细菌等微生物活动的影响。
（1）环境中CI■等侵蚀性离子的影响氯离子引起钢筋锈蚀的机理是钢筋表面被激活使铁原子失去电子成为阳极而使钢筋腐蚀，这一点与混凝土碳化完全不同。