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金属腐蚀理论及应用试题汇总.doc


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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总1/17金属腐化理论及应用试题汇总2014年金属腐化理论及应用试题一、名词解说:(5分)标准电位:指的是当温度为25℃,金属离子的有效浓度为1mol/L(即活度为1)时测得的均衡电位。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。均衡电位:金属与电解质溶液构成的系统中,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,就成立起电化学均衡(MMn++ne)。这类单调电极反响的电荷和物质互换均达到了均衡电极电位(φe·M)。它与其溶液中金属自己的离子活度(αMn+)之间的关系切合能斯特公式(Nernst)。腐化电位:广义的腐化电位指资料与环境间发生的化学或电化学相互作用而以致材料功能遇到损害的现象。狭义的腐化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,以致金属,环境及其构成系功能遇到损害的现象。绝对电位:当金属与溶液的界面上发生电极反响时,将会以致界面上双电层的形成,双电层双侧的电位差,即为电极电势(电位),也称绝对电极电势。选择性氧化:假如合金内氧的溶解度很低,合金元素B向外扩散的速度很快,并且B的含量比较高,此时直接在合金表面上生成外BO膜。即便在氧化早期,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的反响,氧化产物将转变成BO。以上两种情况被称之为合金的选择性氧化。二、回答以下问题:(15分),Cu-Al和不锈钢-Al两对电偶的电位差周边,但前者会造成Al的严重腐化,尔后者对Al的腐化稍微,试剖析其原由。金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总答:两对电偶的电位差周边,所以在腐化的开始阶段,两对电偶中作为阳极的Al的腐蚀速度是周边的。但以后,在Cu-Al电偶对的阳极Al表面会生成一层Al2O3钝化膜,降低了腐化电位差,使反响速率减小;在不锈钢-Al电偶对的阴极和阳极表面都会生成钝化膜,使腐化电位差降低的更大,腐化速率减小的更多。所以,后者对Al的腐化轻微。有三种材质及所流过的介质都完好同样的管道。此中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结合保护。请判断这三种管道哪一种最初穿孔,哪一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结合保护的管道寿命最长。在钢表面独自涂敷有机涂层,是因为有机涂层固有的真空腐化等缺点,必然会有水分子经过针孔渗透到刚表面以致腐化,因为钢腐化时形成的腐化产物对钢机体没有保护性,腐化持续进行,腐化产物膨胀使有机涂层开裂,零落,所以独自涂覆有机涂层的成效不好。采纳阴极保护时候,保护电流金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总大,成本及保护花费高。采纳有机涂层+阴极保护,用阴极保护解决有机涂层腐化出的缺点,有机涂层完好覆盖则能够减少整体的保护电流,成本降低,靠谱性增高。为何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化?答:温度高升,金属的孔蚀偏向增大。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Cl-离子,Cl-对锌的腐化促使作用很大。温度较低时,锌表面生成的氧化膜拥有保护作用,所以腐化发生的很慢;当温度较高时,Cl-会损坏氧化膜,使其失掉保护作用,从而使基体发生点腐化。三、比较18Cr-9Ni和17Cr-12Ni--的水溶液中的耐点蚀能力,解说其原由。(10分)答:18Cr-9Ni和17Cr-12Ni-,铬镍奥氏体不锈钢最大的弊端是在含***化物溶液中不耐应力腐化,易发生点蚀及空隙腐化。为了提升奥氏体不锈钢的耐腐化能力,要降低碳含量,提升奥氏体稳固元素的含量,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,奥氏体稳固元素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周边未加保护的管道(或其余设备)产生扰乱,加重未保护管道的腐化,请解说原由。(10分)答:假定A、B是相互接触的并且电位周边的资料的两种设备,假如对A进行外加电流阴极保护,则会使A的电位高升,从而使A与B之间有了较大的电位差,B作为阳极的效应增强,腐化加重。五、由热力学计算确立,为何在25℃时,铜在除气的酸溶液(PH=1)中不腐化,而在通气的同种溶液中会发生腐化?(已知:E°Cu2+/Zn,O2=,°=-/O2=)(10分)答:已知铜在含氧酸和无氧酸中的电极反响及标准电极电位:1)在不含氧的酸中Cu=Cu+2eE°Cu2+/Cu=+2e=HE°H+/H2=0VE°Cu2+/Cu=>2++2E°H+/H2=0V故在不通气的酸中铜不发生腐化。2)在含氧酸中1/2O2+2H++2e=H2OE°O2/H2O==-(PH*PO2)=-*2==Cu2++2eE°Cu2+/Cu=°Cu2+/Cu=<E°O2/H2O=。金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总4/17金属腐化理论及应用试题汇总3六、一个铝合金制造的工业储水槽,容量为225m,,不过使用了5年就发现产生了点蚀,。假如按水槽储满水后的第一天就开始发生金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总5/17金属腐化理论及应用试题汇总点蚀过程计算,该储槽达到腐化穿孔的节余寿命是多少?假如按储槽在4年后(即第五金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总年的头一天)才开始发生点蚀过程,该储槽抵达腐化穿孔的节余寿命是多少?(5分)金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总答:腐化速度为Vp=H/t==若从储水第一天开始发生点蚀,则节余寿命为金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总t=H余/Vp=(-)/=20a即节余寿命为20年。若从第五年开始发生点蚀,则节余寿命为)/=4年。七、假定你所在的工厂有一条钢自来水主管道已使用了20年,最近几年时时出现泄露,而且因管内结垢以致输送能力降落,已不可以知足生产用水的需求,公司决定利用停产检修期对该管道进行改造。请依据投资资本有限和资本充分分别提出两套改造方案,此中资本充分方案中还要依据20年、50年、100年的使用寿命分别提出3个方案。(不用真的保证100年,只需寿命长的防腐方法的确比使用寿命短的方法实质寿命长即对)(20分)答:一、投资资本有限的方案:除垢器(球)除垢技术+沥青涂层。聚氨醋软体除垢器是由优良入口聚氨醋原料和独到的发泡工艺制造而成,经过特别的加工工艺,关于垢质较硬的管道,可在软体除垢器的基础卜,加卜带有高强度的钢钉构成增强型软体除垢器。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。因为沥青根源宽泛、价钱廉价、工艺娴熟、绝缘、防水、粘接性能优秀等特色,在经济不甚宽裕的条件下,仍不该放弃。在日本,只管其经济状况其实不困难,仍有78,6的输水管线采纳了沥青防腐。特别是早期建设的管道,如完全改换沥青涂层,是不太实质的。所以,该套方案比较合适低投资方案。二、资本充分的方案:20年方案:换一套新管道+喷涂水泥沙浆:“喷涂”工艺是用水泥沙浆衬里作为管道内防腐化,它不单经过水泥沙浆层把水体与管壁封分开来,,起到了隔绝作用;更重要的是在金属表面形成一个超稳固的钝化区,这是因为涂衬的沙浆层呈碱性,与管壁形成pH值高达12的地区,即便水浸透到金属表面,仍有抵抗腐化的能力;沙浆衬里起了“拱”的作用,粘结力强,,仍旧能紧贴在管壁上;沙浆衬里的表面上会生成光滑层,有保护沙浆层不被水流冲洗掉的作用。灰口铸铁管经过除垢喷涂后,不单保证了管道内防腐化的长久性,增添管道使用寿命,并且减少了供水二次污染,拥有较强的适用价值。过去管道内壁采纳沥青涂层,化学性质不稳固,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。此刻经过水泥沙浆喷涂后,因为水泥沙浆金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总属于无机化合物,性能稳固,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响,形成反响物堆积并粘结在金属表面形成有必定强度的保护膜,使金属与腐化环境分开而达到防腐的目的。当前给水管道内多项选择用高模数的SN作为主剂再加入PN为协助剂的成膜剂并增添PN和LC作为促使剂以改良膜的性能。100年方案:换新管道+有机涂层+阴极保护。埋地管道的腐化是经过土壤与管道相接触来实现的,涂加合适的防腐涂层能够隔断管道与土壤之间的接触,减少腐化作用对管道的影响。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,国内外采纳的是石油沥青、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:埋地管道的腐化基本上都是经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化。管道的腐化状况与管道的自然电位、极化电位以及PH值有亲密关系,在不一样的极化电位和PH值条件下,金属的腐化偏向是不一样的,可经过调整电位和PH值来控制金属的腐化。往常可采纳三种方法将铁移出腐化区,以达到防腐的目的。经过外加负电流(阴极极化)使铁的电极电位负移到免蚀区,以实现阴极保护。经过外加正电流(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。也能够调整溶液的PH值,使其达到9-13范围,,有机涂层完好覆盖则能够减少整体的保护电流,成本降低,靠谱性增高。八、简述提升合金耐蚀性的可能门路。(10分)答:(1)提升合金热力学稳固性2)阻滞阴极过程3)降低合金的阳极活性4)表面形成完好的有保护性的腐化产物膜九、为何埋设在混凝土内的水管或钢筋,会发生腐化,请剖析其原由及提出防备举措。10分)答:管道或钢筋混凝土构造腐化可分为内部环境的腐化损坏和外面环境的腐化损坏,混凝土内部成分在外面受物理、化学及资料等要素的作用下发生腐化变化,以致混凝土承载力降低或失掉自己的性能,造成混凝土构造持久性较差。如环境中的水分、氧气、二氧化碳等酸性气体、***盐等侵害性离子以及相对湿度、温度等影响外面环境要素混凝土中腐化,甚至还有细菌等微生物活动的影响。(1)环境中Cl-等侵害性离子的影响金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总10/17金属腐化理论及应用试题汇总***离子惹起钢筋锈蚀的机理是钢筋表面被激活使铁原子失掉电子成为阳极而使钢筋腐化,这一点与混凝土碳化完好不一样。混凝土碳化主假如使钢筋混凝土PH快速降低,有益于***离子侵害损坏钢筋钝化膜;而***离子惹起钢筋锈蚀,此中***离子浓度在钢筋表面的达到钢筋腐化的临界浓度,不然不行能使钢筋锈蚀。当钢筋混凝土的表面的***离子浓度达来临界浓度时,拥有足够的空气和水分,钢筋混凝土腐化将会连续不停进行,直到腐化完好;而***离子在钢筋混凝土腐化过程中不过充任催化剂,在腐化过程中不会因反而耗费,那么提升混凝土持久性的特别重要的举措就是控制***离子的侵害。***离子是以致钢筋混凝土中混凝土发生腐化的最严重的侵害性离子,因此***化物的侵害在混凝土修建物造成重要损失相当严重。混凝土中的***离子由自由态***离子与化合态***离子构成,其实不是所有的***离子都会引起钢筋的腐化。此中只有自由态***离子起作用,损坏钢筋的钝化膜,使混凝土钢筋发生严重的腐化;而化合态***离子对钢筋混凝土的腐化不起作用。而混凝土中***离子侵入是一个很复杂的物理化学过程,有浸透、毛细吸附和自由***离子的扩散等三种不一样的侵入方式。实质工程构造中常常由这三种侵入方式的组合,造成混凝土受***离子的侵害作用,同时还遇到***离子与混凝土构成资料间的其余条件的影响,如化学和物理作用等。***离子的侵害机理为:(1)局部酸化作用。(2)形成“活化一钝化”腐化原电池(3)催化作用(4)降低混凝土电阻率的作用。(5)***离子与水泥作用生成“复盐”(2)环境中CO2:等酸性气体的影响混凝土内部大气中的二氧化碳在的扩散,与钢筋混凝土内部资料的氢氧化钙发生反应,生成难容的碳酸盐等物质,从而使混凝土原有的强碱性环境,混凝土中的pH降落到9以下,使得混凝土的钝化膜简单损坏,这类现象就称为混凝土的碳化。(3)环境中水分与氧气的影响钢筋腐化一定具备充分的水分和氧气(溶解态或许气态)等条件。水分浸透入混凝土构造物以后,与混凝土的孔隙内溶解盐类形成了导电的电解质溶液,形成了腐化电流的外面回路,构成腐化微电池所需的一个必需条件。水分以及此中所溶解的氧气一同发生反响生成了OH-,氧气还能够与阳极反响产物Fe2+生成Fe(OH)2,进一步氧化生成为Fe(OH)3,从而产生更多的酥松多孔的铁锈。作为反响物之一的O2在阴极反响的过程中起到了很重要的作用。若O2扩散的不充分以致O2供给不充分,就没法顺利参加阴极反应,即便在钢筋已经去钝化的条件下,腐化也不会很快进行,由此能够理解为与阴极极化有着很重要的关系。金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总11/17金属腐化理论及应用试题汇总主要的防备举措(1)对混凝土表面增添保护层(2)采纳外加剂减小混凝土的浸透性(3)加亚***钙腐化克制剂(4)使用控制浸透板(CPF})(5)改良施工工艺十、依据自己的研究方向,查找一个以上相关的腐化型式试验标准,对其简要描绘。(5分)答:一、铝合金加工产品的环形试样应力腐化试验方法:范围本标准规定了2XXX(%-%)系、7XXX(%-%)及6XXX系铝合金加工产品的环形试样应力腐化试验方法。本标准合用于2XXX(%-%)系、7XXX<%-%)及6XXX系的铝合金板、管、棒、型、锻件等加工产品。方法原理本方法采纳对C形环试样施加恒变应力,全浸或间浸式浸人试验溶液中,在规定的时间内查验资料能否腐化破碎,来评定资料的应力腐化敏感性及耐应力腐化能力。(ρ2,13g/mL)。()。***化钠()。4蒸馏水或去离子水。试验溶液***化钠水溶液(ρ35g/L,pH:-):用***化钠(()和蒸馏水或去离子水()配制,用氢氧化钠()或盐酸()调整。试验设备切合国家或行业标准规定的各样环形试样应力腐化试验装置。试样1取样试样的取样应切合产品标准的规定,产品标准未规准时,按本方法履行。、棒、型材产品的C环取样如图1所示。轧制板材产品的C环取样如图2所示。锻压产品的C环取样如图3所示。金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总12/17金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总13/,但一定保证试样的直径为16mm-32mm,直径与厚度的比值在10-16范围内。试样的精加工应在热办理后进行,免得产生较大的节余应力。、凹坑、毛刺等缺点。加工过程应防止试样产生塑性变形。试样的型式如图4所示。单位为mm图4C环试样的型式图OD-圆环的外径;ID-圆环的内径;t-圆环的厚度;B-圆环的宽度。3试样数目金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总14/17金属腐化理论及应用试题汇总试样的数目应切合产品标准的规定,产品标准未规准时,按表1规定履行。4表面办理用有机溶剂(如汽油、酒精等)去除试样表面的油污。,但不得造成试样损害。,溶液体积和试样面积比应许多于30mL/,试验的温度为27℃+1℃,并控制试验空间的相对湿度在45%+6%的范围内。。试验应力及试验时间应切合产品标准的规定。产品标准未规定时,按表2规定履行,表2未规定的合金、状态或品种的加工产品应两方磋商。金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总15/,螺母。扭紧拉力螺栓,即可使C环处表面遇到拉应力金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总的作用,按公式(1)计算C环的径向压缩量。再按公式(加力螺栓方向上丈量,精准度达到+.2)计算加力后C环的外径。C环直径在金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总(1)式中:-环的径向压缩量,单位为毫米(mm);f-试验应力,单位兆帕(MPa);D-C环的中径(D=OD-t),单位为毫米mm;E-资料的弹性模量,单位为兆帕(MPa);金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总t-C环的壁厚,单位毫米mm;金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总19/17金属腐化理论及应用试题汇总Z-曲折梁修正系数(拜见图5).ODf=OD-金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总式中:ODf----加力后C环外径,单位毫米mm;金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总OD-----加力前C环外径,单位毫米mm;金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总----C环的径向压缩量,单位毫米mm;金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总5试样加力后要用耐水涂料对螺栓、螺母和与它们相周边的小部分试样表面涂覆。6用塑料线将试样固定在试验设备上,使试样能全浸或间浸在试验溶液中。,加力后到开始试验的最大间隔时间一般不超出4h8试验采纳全浸或是间浸试验应切合产品标准的规定。产品标准未规准时,试验按循环周期进行间浸试验,循环周期为每小时在试验溶液中浸泡10min,接着在空气中曝露50min9在浸渍时期试样不得相互接触,也不得接触任何其余裸露金属。化学成分同样的资料可置于同一槽内。10因为蒸发而消耗的水分,每天一定补加蒸馏水或去离子水,以保持溶液的浓度。且每两礼拜对试验溶液更新一次。11在改换溶液和检查试样时同意临时中止试验。12用肉眼或借助放大镜察看,记录试样腐化破碎时间。,为了便于察看,可用表3中的任一种冲洗剂冲洗试样。金属腐化理论及应用试题汇总金属腐化理论及应用试题汇总17/17金属腐化理论及应用试题汇总

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