2025年化工設(shè)備腐蝕與防護(hù)考核試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某化工企業(yè)液氯儲(chǔ)罐內(nèi)壁出現(xiàn)局部小孔狀腐蝕，腐蝕深度超過壁厚的30%，周圍無明顯宏觀腐蝕產(chǎn)物。該腐蝕類型最可能為（）A.均勻腐蝕B.點(diǎn)蝕C.晶間腐蝕D.應(yīng)力腐蝕2.下列哪種環(huán)境條件最易引發(fā)奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）？（）A.常溫稀硫酸B.高溫含氯離子溶液C.低溫氫氧化鈉溶液D.干燥氯氣環(huán)境3.某煉油廠常減壓裝置換熱器管束采用316L不銹鋼，運(yùn)行1年后發(fā)現(xiàn)管內(nèi)壁出現(xiàn)沿晶界的腐蝕溝槽，且腐蝕產(chǎn)物較少。該現(xiàn)象屬于（）A.電偶腐蝕B.磨損腐蝕C.晶間腐蝕D.氫腐蝕4.犧牲陽極陰極保護(hù)系統(tǒng)中，陽極材料的標(biāo)準(zhǔn)電極電位需比被保護(hù)金屬（）A.更正B.更負(fù)C.相等D.無直接關(guān)系5.下列緩蝕劑中，屬于陽極型緩蝕劑的是（）A.硫脲B.鉬酸鹽C.十二烷基硫酸鈉D.苯并三氮唑6.衡量金屬材料耐全面腐蝕性能的關(guān)鍵指標(biāo)是（）A.點(diǎn)蝕電位B.腐蝕速率C.鈍化區(qū)間D.臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子7.某合成氨裝置的碳鋼管道長期接觸含H2S的濕天然氣，內(nèi)壁出現(xiàn)鼓泡和沿軋制方向的裂紋。該腐蝕機(jī)制主要為（）A.氫鼓泡（HB）與氫致開裂（HIC）B.應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂（SOHIC）C.硫化物應(yīng)力腐蝕開裂（SSCC）D.氫蝕（HE）8.熱噴涂鋁涂層用于海洋大氣環(huán)境中碳鋼設(shè)備防護(hù)時(shí)，其主要防護(hù)機(jī)理是（）A.物理屏蔽B.陰極保護(hù)C.形成鈍化膜D.犧牲陽極9.對(duì)于高溫高壓下的H2-H2S混合氣體環(huán)境，設(shè)備選材時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮（）A.Q235B碳鋼B.16MnR低合金鋼C.304不銹鋼D.抗氫鋼（如1Cr-0.5Mo）10.某化工廠酸性廢水儲(chǔ)罐（介質(zhì)pH=2，含F(xiàn)e3+、Cl?）采用環(huán)氧樹脂涂層防護(hù)，運(yùn)行半年后涂層出現(xiàn)鼓包、脫落。最可能的失效原因是（）A.涂層厚度不足B.介質(zhì)滲透導(dǎo)致底材腐蝕C.涂層耐溫性差D.機(jī)械磨損二、填空題（每空1分，共20分）1.電化學(xué)腐蝕的三要素是______、______和______。2.金屬鈍化的本質(zhì)是表面形成______，其穩(wěn)定性主要取決于______和______。3.犧牲陽極陰極保護(hù)中，常用的陽極材料有______、______和______（列舉三種）。4.緩蝕劑按作用機(jī)理可分為______、______和______三類。5.應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）的三個(gè)必要條件是______、______和______。6.高溫氧化腐蝕的速率通常遵循______規(guī)律，其控制步驟是______。7.衡量涂層防護(hù)性能的關(guān)鍵指標(biāo)包括______、______和______（列舉三個(gè)）。8.氫脆的主要類型有______、______和______。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述電偶腐蝕的發(fā)生條件及防護(hù)措施。2.對(duì)比分析涂層防護(hù)與陰極保護(hù)的協(xié)同作用機(jī)理。3.說明不銹鋼晶間腐蝕的“敏化”現(xiàn)象及預(yù)防措施。4.列舉三種常見的局部腐蝕類型，并分別描述其典型特征。5.某化工裝置的304不銹鋼管道在輸送含Cl?的高溫循環(huán)水時(shí)發(fā)生泄漏，經(jīng)檢測(cè)泄漏點(diǎn)為沿晶界的裂紋，無明顯塑性變形。試判斷可能的腐蝕類型，并分析其形成條件。四、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某化肥廠合成氨裝置的碳鋼變換爐（介質(zhì)：300℃、含CO、CO?、H?O的混合氣體）運(yùn)行3年后，爐體壁厚減薄1.2mm（原壁厚8mm），局部區(qū)域出現(xiàn)蜂窩狀腐蝕坑。請(qǐng)結(jié)合介質(zhì)環(huán)境和材料特性，分析腐蝕類型及成因，并提出至少三種防護(hù)措施。2.某沿海煉油廠常減壓裝置的海水冷卻器（材質(zhì)：銅鎳合金B(yǎng)30）管束，運(yùn)行1年后發(fā)現(xiàn)管內(nèi)壁出現(xiàn)螺旋狀溝槽，溝槽內(nèi)有黑色腐蝕產(chǎn)物（主要成分為CuS），且靠近入口端腐蝕更嚴(yán)重。試分析腐蝕類型及可能原因，并提出防護(hù)建議。五、計(jì)算題（10分）某化工設(shè)備的低碳鋼部件在鹽酸介質(zhì)中發(fā)生均勻腐蝕，經(jīng)180天失重法測(cè)試，試樣尺寸為50mm×50mm×3mm（密度7.85g/cm3），初始質(zhì)量為58.92g，試驗(yàn)后質(zhì)量為57.14g。計(jì)算該部件的年腐蝕速率（單位：mm/a）。（已知：腐蝕速率公式R=87600×Δm/(ρ×A×t)，其中Δm為失重量（g），ρ為密度（g/cm3），A為表面積（cm2），t為時(shí)間（h））答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.C4.B5.B6.B7.A8.B9.D10.B二、填空題1.陽極（活潑金屬）、陰極（較不活潑金屬或?qū)щ娤啵?、電解質(zhì)溶液（離子導(dǎo)通路徑）2.致密氧化膜（鈍化膜）、膜的化學(xué)穩(wěn)定性、膜的完整性3.鋅基合金、鋁基合金、鎂基合金4.陽極型、陰極型、混合型5.拉應(yīng)力（殘余應(yīng)力或外加應(yīng)力）、特定腐蝕介質(zhì)、敏感材料6.拋物線、金屬離子或氧離子通過氧化膜的擴(kuò)散7.附著力、耐化學(xué)介質(zhì)性、厚度均勻性（或耐滲透性、耐候性）8.氫致延滯斷裂（氫脆）、氫鼓泡、氫蝕三、簡答題1.電偶腐蝕發(fā)生條件：①兩種電位不同的金屬或合金在電解質(zhì)中直接接觸；②存在離子導(dǎo)通的電解質(zhì)環(huán)境；③形成宏觀或微觀電偶對(duì)。防護(hù)措施：①避免異種金屬直接接觸（如加絕緣墊片）；②選擇電位相近的材料；③施加陰極保護(hù)；④涂覆絕緣涂層阻斷電連接；⑤控制介質(zhì)導(dǎo)電性（如降低電解質(zhì)濃度）。2.協(xié)同作用機(jī)理：涂層通過物理屏蔽阻隔介質(zhì)與金屬接觸，減少腐蝕反應(yīng)面積；陰極保護(hù)則通過外加電流或犧牲陽極，使金屬表面電位負(fù)移至免蝕區(qū)，即使涂層局部破損（如針孔、劃傷），陰極保護(hù)仍可抑制破損處的陽極溶解，防止涂層下腐蝕擴(kuò)展。兩者結(jié)合可顯著提高防護(hù)效率，延長設(shè)備壽命。3.敏化現(xiàn)象：奧氏體不銹鋼在450~850℃（敏化溫度區(qū)間）加熱時(shí)，晶界處的Cr與C結(jié)合形成Cr??C?，導(dǎo)致晶界附近Cr含量低于12%（鈍化所需最低Cr含量），晶界失去耐蝕性，在腐蝕介質(zhì)中優(yōu)先溶解。預(yù)防措施：①采用超低碳不銹鋼（如304L，C≤0.03%）；②添加穩(wěn)定化元素（如Ti、Nb，優(yōu)先與C結(jié)合形成碳化物）；③固溶處理（1050~1150℃水淬，使碳化物重新溶解）；④避免在敏化溫度區(qū)間長期加熱。4.（1）點(diǎn)蝕：局部小孔狀腐蝕，孔徑小、深度大，周圍無明顯腐蝕產(chǎn)物，常見于含Cl?介質(zhì)中的不銹鋼、鋁合金；（2）晶間腐蝕：沿晶界優(yōu)先溶解，表面無明顯宏觀變化，但材料強(qiáng)度顯著下降，斷口呈冰糖狀，如不銹鋼敏化后在硝酸中腐蝕；（3）應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）：裂紋沿應(yīng)力方向擴(kuò)展，斷口無塑性變形，裂紋分支狀，如奧氏體不銹鋼在含Cl?高溫溶液中的開裂。5.腐蝕類型：氯離子應(yīng)力腐蝕開裂（Cl?-SCC）。形成條件：①材料敏感：304不銹鋼為奧氏體組織，對(duì)Cl?-SCC敏感；②拉應(yīng)力：管道內(nèi)壓或焊接殘余應(yīng)力；③特定介質(zhì)：含Cl?的高溫循環(huán)水（Cl?破壞鈍化膜，高溫加速離子遷移）；④氧或氧化劑（循環(huán)水中溶解氧促進(jìn)陽極溶解）。四、綜合分析題1.腐蝕類型及成因：（1）高溫氧化腐蝕：300℃含CO?、H?O的環(huán)境中，碳鋼表面形成FeO、Fe?O?氧化膜，高溫下膜層疏松，氧離子擴(kuò)散導(dǎo)致持續(xù)氧化；（2）水煤氣反應(yīng)腐蝕：CO?、H?O與Fe反應(yīng)提供Fe?O?和H?（3Fe+4H?O→Fe?O?+4H?↑；Fe+CO?→FeO+CO），H?滲入鋼中可能引發(fā)氫鼓泡；（3）局部腐蝕（點(diǎn)蝕或坑蝕）：氧化膜局部破損，介質(zhì)滲透導(dǎo)致坑狀腐蝕。防護(hù)措施：①選用抗高溫氧化的低合金鋼（如15CrMo）；②表面熱噴涂鋁或滲鋁，形成Al?O?保護(hù)膜；③采用高溫緩蝕劑（如硅酸鹽類）抑制氧化反應(yīng)；④控制介質(zhì)濕度（降低H?O含量）或添加還原性氣體（如H?）抑制氧化。2.腐蝕類型及原因：（1）磨損腐蝕（沖刷腐蝕）：海水流速較高（入口端更明顯），水流對(duì)管束內(nèi)壁產(chǎn)生機(jī)械沖刷，破壞表面鈍化膜；（2）硫化物腐蝕：海水中含硫酸鹽還原菌（SRB），將SO?2?還原為S2?，與Cu反應(yīng)提供CuS（黑色產(chǎn)物）；（3）局部湍流加速腐蝕：管束入口端流速突變，形成湍流，加劇膜破壞和腐蝕產(chǎn)物剝離。防護(hù)建議：①優(yōu)化管束結(jié)構(gòu)（如入口端加導(dǎo)流板），降低局部流速；②采用陰極保護(hù)（犧牲陽極或外加電流），維持銅鎳合金電位在免蝕區(qū)；③投加殺菌劑（如次氯酸鈉）抑制SRB繁殖；④表面涂覆耐磨涂層（如環(huán)氧樹脂+碳化硅）提高抗沖刷能力；⑤定期清洗管束，清除腐蝕產(chǎn)物和生物膜。五、計(jì)算題解：（1）失重量Δm=58.92g-57.14g=1.78g（2）試樣表面積A=2×(5×5+5×0.3+5×0.3)=2×(25+1.5+1.5)=2×28=56cm2（注：厚度3mm=0.3cm）（3）時(shí)間t=180天=180×