腐蚀及防护课后作业.docVIP

请你谈谈对金属高温腐蚀的理解。（20分） 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 高温腐蚀并无严格的界限，通常认为，工作温度达到其的0.3～0.4以上时，就可认为是高温腐蚀环境。 2Me + O2 = 2MeO 当DG 0，金属发生氧化，转变为氧化物MeO。DG 的绝对值愈大，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。 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； 影响因素：影响高温腐蚀形成保护层在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。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。1—10nm；潮大气腐蚀（Ⅱ）：10nm—1μm；湿大气腐蚀（Ⅲ Ⅳ）：≥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、苯三氮唑 解答：亚硝酸钠、苯并三氮唑 按缓蚀剂对金属表面的物理化学作用，水处理用缓蚀剂可分为氧化膜型缓蚀剂（如亚硝酸盐、钨酸盐、钼酸盐、铬酸盐、重铬酸盐等等膜）、沉淀膜型缓蚀剂（聚磷酸盐、锌盐、苯骈三氮唑（BTA）和羧基苯骈三氮唑（MBT））、吸附膜型缓蚀剂（含N、S、P、O原子的极性有机物，如长键脂肪胺、酸胺、咪唑啉）。其缓蚀剂机理为：在金属表面形成一层或薄或厚的膜，将金属表面与水环境隔离，从而达到缓蚀的目的。 ②、亚硝酸钠（NaNO2）降低金属腐蚀程度的原理： ⑴、亚硝酸钠为白色粉末状晶体，密度2.618g/cm3(20℃)，熔点271℃。微带咸味。易潮解，易溶于水（19℃时为44.9%）和液氨中，水溶液呈碱性(pH≈9)，微溶于甲醇、乙醇、乙醚。用酸加热则释放出NO和NO2。久置于空气中能吸收氧而逐渐转变为硝酸钠。 ⑵、亚硝酸钠是对碳钢具有良好缓蚀效果的缓蚀剂。一般认为他是阳极型缓蚀剂，它可以使碳钢以及铜、锌等合金钝化，形成γ-氧化铁钝化膜，从而抑制多种金属的腐蚀。亚硝酸盐在碳钢表面形成的钝化膜对Cl-、SO2-4较为敏感，在Cl-、SO2-4浓度较高时，容易产生局部腐蚀，必须投加高浓度的缓蚀剂，故用作金属防锈时，亚硝酸盐浓度高达0.1%~1.5%以上，有的甚至超过2%。由于他比铬酸盐类缓蚀剂的毒性低，而且容易被微生物分解，所以在敞开的水系统中使用困难。在密闭式的循环冷却水系统中，在充分采用抑制微生物的措施后，可以使亚硝酸盐作缓蚀剂。一般用作冷却设备酸洗后的钝化剂。 ⑶、亚硝酸钠是一种不需要有溶解氧存在即可使金属钝化的阳极抑制剂，故主要用于密闭循环冷却水系统。属于危险性缓蚀剂，使用浓度不足时，不仅没有缓蚀作用，反而加速腐蚀，使用浓度通常为300~500mg/L。水质的浊度低于30mg/L，总铁离子低于3 mg/L对亚硝酸盐缓蚀性能基本无影响，亚硝酸盐使用水质pH 值最佳范围在8~10，故常与300~600mg/L的Na2CO3共同使用。水质pH 值小于6时，亚硝酸盐易分解，失去缓蚀作用，而促使金属腐蚀。实际使用时亚硝酸盐配成浓度为2%~3%水溶液，并加入0.3%~0.6%的Na2CO3配合使用。 ③、苯并三氮唑BTA降低