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金属腐蚀理论及应用试题答案刘维港
2013金属腐蚀理论及应用试题
材硕1201-1200621-刘维港
一、名词解释：
（5分）
平衡电位：
当金属正离子进入溶液成为水合金属离子后，由于静电作用不仅水合了该金属正离子能回到金属中去，而且也能将溶液中水合了的其他正离子吸引到金属上去。
当这两个相反过程速率相等且又可逆时，会产生一个稳定的电极电位，称为平衡电位。
腐蚀电位：
在金属腐蚀过程中，腐蚀金属电极表面上常常有两个或更多个电极电极反应同时进行，当这些电极反应的阴极反应和阳极反应痛同时以相等的速率进行时，电极反应将发生相互耦合，阴、阳极反应的电位由于极化原因而相互靠拢，最后达到一个共同的非平衡电位，此电位称之为混合电位，也称为腐蚀电位。
绝对电位：
浸在某一电解质溶液中并在其界面发生电化学反应的导体称之为电极。
当金属和电解质溶液接触时，在金属/溶液界面处将产生电化学双电层，此双电层的金属相与溶液相直接的电位差称之为电极电位。
单个电极上的双电层电位差的绝对值称之为绝对电位。
但是单个电极的绝对电位无法测定。
AISI：
AISI是美国的一种行业标准，是“美国钢铁学会标准”的英文首字母缩写。
选择性氧化：
在多个元素氧化过程中，存在着竞争氧化的现象，即存在着某一个元素优先氧化的问题，这个现象叫做选择性氧化。
二、回答下列问题：
（15分）
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？
答：
（1）软水含有CO2呈酸性，为导电的腐蚀介质。
铜与锌、铁比较，无论标准电位还是电偶序，其电位数值都较高，因此，理论上会发生电偶腐蚀。
其原因有两种可能：
第一种可能性：
如果铜管与镀锌水箱直接连接，在连接处附近会发生电偶腐蚀，导致水箱泄漏。
第二种可能性：
如果采取了绝缘措施，对铜管而言，水中含氧可发生氧去极化腐蚀，即阳极Cu→Cu2++2e，阴极O2+4H++4e→2H2O,结果使水流经铜管后含有了Cu2+离子。
含有Cu2+离子的水进入水箱后，与锌发生置换反应，实质是发生了铜离子还原的阴极反应Cu2++2e→Cu（Cu2+是极强的氧化剂），使铜沉积于水箱的靠近进口的部分表面，这样沉积铜的表面为阴极，金属锌为阳极，发生了间接电偶腐蚀。
当镀锌层消耗后漏出铁时，铁仍为阳极，继续腐蚀，直至穿孔。
（2）不存在电偶腐蚀问题，发生的腐蚀为均匀腐蚀，而且镀锌层在常温水中耐腐蚀性较好，所以使用寿命更长。
2.为了防止双金属腐蚀，有人把涂料涂刷在贱金属（电位较负的金属）上，以防贱金属加速腐蚀，你对这种做法有何看法？
答：
这种做法是不对的，会加速贱金属的腐蚀，原因如下：
涂料一般指有机涂层，除添加锌粉等的特殊涂层外，一般有机涂层不导电，多为阴极性涂层，而且有空隙，避免不了水分子的渗透，因此单独使用涂料很容易出现大阴极小阳极的局部腐蚀电池情况。
而电化学腐蚀原理表明：
小阳极大阴极组合会加速阳极腐蚀，反之大阳极与小阴极的连接则会降低腐蚀速率。
因此，大阴极小阳极的组合不是过早穿孔，就是空隙处膜下发生腐蚀而产生的腐蚀产物使涂层鼓泡、脱落，其防腐寿命很短。
3.第二次世界大战后不久，美国制造了一艘豪华游船“海洋在召唤号”，船体用蒙乃尔（Monel）做外壳，用钢钉铆接。
可在海洋中试航不久，船体主要构架发生了严重的破坏，最后不得不报废了，请你分析一下是什么原因？
属于什么形态腐蚀，你认为用什么防护措施可以减轻或防止其腐蚀破坏。
答：
船体报废的原因：
船体用钢钉铆接后，钢钉与蒙乃尔合金的金属活泼性不同，在海水这种电解质溶液中形成原电池的原理，加速了两种金属中间的化学腐蚀，致使船体主要构架严重破坏，最后报废。
所属的腐蚀类型：
这种腐蚀是一种电化学腐蚀，是电偶腐蚀，也是缝隙腐蚀，均是局部腐蚀的一种形式。
电偶腐蚀是两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀介质内相互接触而引起的电化学腐蚀，又称接触腐蚀或双金属腐蚀。
缝隙腐蚀它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内，这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成。
防护措施：
电偶腐蚀的主要防止措施有：
①选择在工作环境下电极电位尽量接近（最好不超过50毫伏）的金属作为相接触的电偶对；
②减小较正电极电位金属的面积，尽量使电极电位较负的金属表面积增大；
③尽量使相接触的金属电绝缘,并使介质电阻增大；
④充分利用防护层，或设法外加保护电位。
选择防护方法时应考虑面积律的影响，以及腐蚀产物的影响等。
三、奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢均会产生晶间腐蚀，它们的机理有何异同？
（10）
答:
奥氏体不锈钢晶间腐蚀的机理主要有“贫Cr理论”,晶界区选择性溶解理论，阳极相理论，吸附理论
（1）“贫Cr理论”
含碳量较高的奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是由于晶界区的贫铬所引起的。
C在奥氏体中的饱和溶解度<0.02%，不锈钢的C含量一般都高于这一数值。
当不锈钢固溶处理后，C处于过饱和状态。
当不锈钢再次经过敏化温度范围（600~800℃）加热后又处于腐蚀介质中时,由于在加热过程中沿晶界析出了铬的碳化物，导致晶界附近铬的含量下降而出现贫铬区，当贫铬区铬的含量低于某种腐蚀介质的最低耐蚀铬含量要求时，贫铬区作为阳极被腐蚀。
由于贫铬区很窄，又紧挨着晶界，所以表现为晶界腐蚀。
（2）晶界区选择性溶解理论
不锈钢在强氧化性介质中也会发生晶间腐蚀，但不发生在经过敏化处理的不锈钢，而是发生在经固溶处理的不锈钢上。
对于这类晶间腐蚀显然不能用贫Cr理论来解释，可用晶界区选择性溶解理论来解释。
当晶界上析出了σ相（FeCr金属间化合物），或是有杂质（如P、Si）偏析，在强氧化性介质中便会发生选择性溶解，以致发生晶间腐蚀.而敏化加热时析出的碳化物有可能使杂质不富集或者程度减轻，从而消除或减少晶间腐蚀倾向。
（3）阳极相理论
随着冶炼工艺的提高，已能够生产出低碳、超低碳不锈钢，因而碳化物析出而引起的晶间腐蚀已大为减少。
然而当超低碳不锈钢，特别是高Cr、Mo钢在650~800℃受热后在强氧化性介质中也会发生晶间腐蚀，但不发生在经过敏化处理的不锈钢，而是发生在经固溶处理的不锈钢上对于这类晶间腐蚀显然不能用贫Cr理论来解释。
这是因为在晶界形成了Fe-Mo或Mo-Fe金属间化合物，在过钝化条件发生了选择性溶解。
（4）吸附理论
杂质（如P、Si）的偏析，在强氧化性介质中便会发生选择性溶解，以致发生晶间腐蚀。
铁素体不锈钢晶间腐蚀的机理主要有亚稳相溶解理论，亚稳沉淀相理论，贫铬理论
（1）亚稳相溶解理论
这种理论认为高温在晶界形成奥氏体薄膜，这种膜是富C而贪Cr的。
有人认为在化学介质中晶间腐蚀就是沿着这种不稳定的奥氏体薄膜进行的；而也有人认为受腐蚀的是这种奥氏体所转变成的马氏体。
（2）亚稳沉淀相理论
这种理论认为高温（约高于1000℃）时，晶界富集碳而形成奥氏体，快速冷却时，在
界面沉淀易于腐蚀的碳化物，故有晶间腐蚀趋势。
在750℃的附近加热，碳化铁转化为碳化铬，故耐晶间腐蚀。
（3）贫铬理论
这种理论指出，敏化处理时，碳向晶界的扩散较铬为快，因此在晶界及其邻近区域的铬由于（CrFe）23C6在晶界的沉淀而发生贫铬现象。
如果铬量降低到钝化所需的铬量极限以下，由于构成大阴极一小阳极的微电池，加速了沿晶粒间界的腐蚀。
贫铬理论不仅长期以来可以满意地说明奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题，近年来也较满意地解释铁素体不锈钢的晶间腐蚀问题。
铁素体不锈钢晶间腐蚀的特点：
1.铁素体不锈钢从约925℃以上急速冷却（变为敏化态），易发火晶间腐蚀，另外，从冷却速度的影响来看，以空冷后的晶间腐蚀倾向最大；
2.焊后的普通铁素体不锈钢产生晶间腐蚀的位置是在焊接接头的紧邻熔合线处；
3.对于已处于晶间腐蚀敏感状态的铁素体不锈钢，一般经由大约700~800℃短时间回火处理便可减少或消除晶间腐蚀倾向；
4.与奥氏体不锈钢不一样，铁索体不锈钢碳含量降低至超低碳钢级（0.03％C），还不足以避免晶间腐蚀倾向，而须要更高的纯度。
四、以海上采油平台（材料为Q235钢）为例，说明海洋腐蚀的特点？
（10分）
答:
海水是一种含有多种盐类的电解质溶液，除了电位很负的镁及其合金外，大部分金属材料在海水中都氧去极化腐蚀。
对于处于海水环境中的海上采油平台来说，如同轮船一样飘浮在海面上，制造平台的Q235碳钢分别处于全浸区、潮汐区、飞溅区和大气区，锚固金属处于海泥区。
海洋环境腐蚀机理为阴极氧去极化控制的电化学腐蚀过程，因此其腐蚀速度主要由海水的含氧量决定，氧含量高则腐蚀性强。
1）全浸区：
平均低潮线以下的位置为海水全浸区。
根据海洋的深度不同，又分为浅海区和深海区，二者并无确切的深度界限，一般所说的浅海区大多指100～200m以内的海水。
海洋环境因素如温度、含氧量、盐度、pH值等随海洋的深度而变化，所以海水深度必然影响到全浸区金属的腐蚀行为。
其中是最为主要的因素是温度和含氧量。
全浸区中钢铁的腐蚀速度在0.07~0.18mm/a。
浅海区海水氧处于饱和态，温度高，海水流速大腐蚀比深海区大，海洋生物会粘附在金属材料上。
一般来说，20m水深以内的海水较深层海水具有更强的腐蚀性。
深海区的含氧量较小，温度接近0℃，海洋生物的活性减小。
2）潮汐区：
指平均高潮位与平均低潮位之间的区段，对于海洋平台金属，潮汐区海水含氧多为阴极区域，全浸区含氧低为阳极区域，结果导致靠近平均低潮线的全浸区腐蚀速度大于潮汐区。
金属表面与含氧充分的海水周期性地接触，引起腐蚀。
与飞溅区相比，潮汐区的氧扩散没有飞溅区那样快，也无强烈的海水冲击。
潮汐区金属表面温度受气温影响也受海水温度的影响，通常接近于表层海水温度。
潮汐区的腐蚀通常是平均高潮位和平均低潮位最为严重，这是氧浓差电池的作用。
潮差段因供氧充分，成为阴极，受到一定程度的保护，腐蚀减轻。
低潮位以下全浸区因供氧相对较少成为阳极，使腐蚀加速。
在工程设计上，有时把潮差区并入飞溅区一起考虑，并不是因为两段间的腐蚀是一样的，而是从施工、维护和阴极保护方面加综合考虑，使之协调一致。
3）飞溅区：
指平均高潮线以上海洋飞溅所能湿润的位置。
在这个部位，金属材料表面连续不断地被海水湿润，海水又与空气充分接触，含氧量充分，含盐量很高，加上海水的冲击作用，腐蚀在这个部位最为严重。
当很高的风速和海流速造成强烈的海水运动时，海水的冲击会在飞溅区成磨耗－腐蚀联合作用的破坏。
同时强烈的海水冲击不断地破坏腐蚀产物和保护涂层，增加了飞溅区的腐蚀。
4）大气区：
飞溅区以上为海洋大气区，金属表面液膜中含导电粒子量低于海水，所以腐蚀速度最低。
5）海泥区：
主要由海底沉积物构成，含盐度高，电阻率低，因此是良好的电解质，对金属的腐蚀要比陆地上土壤要高。
由于氧浓度十分低，所以海泥区的腐蚀比全浸区要低。
五、锡在电动序表中相对铁是阴极,为什么大量用镀锡板制作食品包装的罐头盒;而锌相对铁是阳极,为什么在高于60℃使用时,镀锌管反而会加速基体铁管的腐蚀?
（10）
答：
锡在电动序及含氧的介质中对铁是阴极。
但在作为食品包装罐头盒的情况下，属于缺氧环境，食品中含有有机酸，电化学腐蚀过程为阴极氢去极化的过程。
一方面锡易与食品中羰酸形成络合物而使锡离子浓度极低通过能斯特方程式计算，当腐蚀产生的离子与络合剂络合后，溶液中离子含量极低，实际电极电位变得更负，另一方面氢在锡上析出的过电位很高，所以在缺少氧去极化剂的情况下锡优先铁而溶解，为阳极，而且腐蚀速度很慢，铁为阴极而被保护。
关键是锡形成络合物，铁不形成络合物，所以导致实际电位次序改变。
锌在高于60℃的水中使用时，形成疏松颗粒状的腐蚀产物，没有保护性。
由于锌的电位很负，腐蚀速度很高，之所以用作耐腐蚀材料是因为腐蚀产物的保护性而使腐蚀速度减小，一旦腐蚀产物失去保护性，镀锌层很快就会被消耗掉。
因为镀锌层在60～90℃水中腐蚀速度极快，是否发生了电化学极性逆转已不重要，所以镀锌层不能用于热水中。
六、引起冷却水（淡水和海水）系统中材料腐蚀的主要影响因素有哪些？
其基本防护途径是什么？
（10分）
答:
引起冷却水（淡水和海水）系统中材料腐蚀的主要影响因素有:
（1）水中溶解氧
循环冷却水系统中，冷却水含有丰富的溶解氧，在正常情况下，循环冷却水在30℃左右时，水中含氧4~6mg/L。
溶解氧对钢铁有两个相反的作用，一是参加阴极反应，加速钢铁腐蚀；二是钢铁表面形成氧化膜，抑制钢铁的腐蚀。
一般，主要因素往往不会超过临界点值，所以溶解氧是加速腐蚀的主要因素。
（2）水中溶解盐的浓度
水中溶解盐的浓度对腐蚀的影响综合起来有以下三个方面。
①水中Cl1-、SO42-等离子的含量高时，将使水的导电性增大，容易发生电化学作用，使腐蚀加剧。
②水中的PO43-、CrO42-等离子能钝化钢铁或生成难溶沉淀沉积于金属表面，起到防腐作用。
如产生Fe（OH）2的胶体状沉淀物下降，腐蚀速度减慢。
③可使氧的溶解度下降，进而使阴极过程减弱，导致腐蚀速度减慢。
（3）水的温度
像大多数化学反应一样，水的温度对腐蚀的影响，其速率随着水温的升高而成比例的增加。
一般情况下水温每升高10℃，钢铁的腐蚀速率增加30%，主要是由于水温升高导致氧扩散系数增大，溶液电导增加，腐蚀电流增大。
但是，水温升高可使水中溶解氧浓度减少。
因此，多方面的因素对实际装置的影响表现是不一样的。
（4）水的PH值
在正常温度下，水的pH值一般在4.3~10.0之间，碳钢在这样的水溶液中，它的表面常形成Fe（OH）2覆盖膜，此时腐蚀速率几乎与pH值无关，pH值在10.0以上时，铁表面被钝化，腐蚀速率继续下降。
当pH值低于4.0时，铁表面保护层被溶解，水中H+浓度因而发生析氢反应，腐蚀速率将急剧增加。
由于水中钙硬的存在，CaCO3保护膜在PH值偏酸性时不易形成，其腐蚀速度比偏碱时高。
（5）水流速度
碳钢在冷却水中被腐蚀的主要原因是氧的去极化作用，而腐蚀的速度又与氧的扩散速度有关。
流速的增加将使金属壁和介质接触面的层流便薄而有利于溶解氧扩散到金属表面。
同时，流速增大时，可冲去沉积在金属表面的腐蚀、结垢等生成物，使溶解氧更易于向金属表面扩散，导致腐蚀加速，所以碳钢的腐蚀速度随水流速度的增加而加大。
一般来说，水流速在0.6~1m/s时，腐蚀速度最小。
基本防护途径：
（1）材料的选定
材料的选定是海水直流冷却系统防腐设计的首要原则。
海水直流冷却系统常用材料如下:
①海水取放水管:
通常为钢管（或衬里）或钢筋混凝土管。
②海水配管:
主要为铸铁管（或衬里）,也有少量塑料管（聚氯乙烯、聚乙烯）、不锈钢管和混凝土管。
③海水换热器:
换热管材通常为铝黄铜（HAl-77-2A）、白铜（铜镍合金、B10、B30）和钛管（TA2）,也有少量采用耐海水不锈钢管;管板通常为锡黄铜（Cu-40Zn-112Sn）、铝青铜（Cu-9Al-3Fe-1Mn-1Ni）、白铜（B10、B30）和钛板。
④海水泵:
通常为低镍铸铁,也有铜合金和316L不锈钢等材质。
（2）阴极保护
阴极保护是海水直流冷却系统中重要防腐技术之一。
在绝大多数情况下,金属在海水中的腐蚀为电化学腐蚀。
在一定条件下,将金属进行阴极极化以减小和防止金属腐蚀的方法称之为阴极保护法。
阴极保护技术包括:
外加电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护两种方法。
适用于铸铁、低碳钢、低合金钢、不锈钢、铜合金、铝合金、钛等设备的防腐。
其不仅可以防止均匀腐蚀,对防止孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等也是有效的。
对于海水直流冷却系统,需要进行阴极保护的主要结构与设备有：
取水头及引水钢管、拦污栅、清污机、海水泵、旋转滤网、二次滤网、凝汽器、收球网、冷却器、管道和埋地侧管线等。
（3）涂层防腐
涂层防腐是海水直流冷却系统中重要防腐技术之一。
主要用于低碳钢和低合金钢设备的防腐。
其防腐效果主要取决于涂料的性能,但配套品种和施工工艺亦十分重要。
用于海水体系的防腐涂层主要包括金属涂层和有机涂层。
金属涂层主要包括纯Zn、纯Al和Zn-Al合金涂层,其中又以Zn-Al合金（Al>30%）涂层防腐效果最好,经验表明：
金属涂层和有机涂层配套使用,在海洋条件下的保护寿命可达10a以上。
有机涂层作为海水体系防腐涂层种类主要有：
环氧树脂漆、乙烯树脂漆、氯化橡胶漆、聚氨酯漆、无机富锌底漆等。
另外,涂层与阴极保护联合使用,是经济、有效的防腐方法。
（4）缓蚀剂
亚铁离子成膜是目前发电厂铜合金凝汽器海水直流冷却系统中广泛采用的一种防腐方法,对铜合金的冲击腐蚀、脱锌腐蚀和应力腐蚀都有明显效果。
成膜所需的亚铁离子可以由加入硫酸亚铁提供或采用电解法直接产生。
成膜方式可以是一次造膜、运行中定期加入或低浓度连续注入。
亚铁离子成膜工艺直接影响成膜效果,成膜不当则没有保护效果,甚至会加速腐蚀;另外,对于污染海水特别是H2S等还原性物质污染时,亚铁造膜亦没有保护效果。
（5）联合保护
在海水直流冷却系统中,通常采用多种防腐对策进行联合保护,才能达到良好效果。
以电厂凝汽器为例,防止铜合金管泄漏的较有效措施为采用海绵球清洗、亚铁成膜及阴极保护三者的联合保护。
海水管路通常采用涂层、阴极保护等防腐措施进行联合保护。
七、有一条钢自来水管从城市的地下通过,试提出两种合理的防腐措施对其进行有效的保护.
答:
水管的腐蚀环境：
自来水管在城市地下通过，管内遭受自来水腐蚀，管外遭受土壤腐蚀及杂散电流腐蚀。
管内防腐措施：
（1）管道衬里自来水不能被污染，所以一般不使用普通有机涂层。
可以使用无机涂层、金属镀层或无毒有机涂层，无机涂层常用水泥砂浆衬里，适用于直径较大管道；金属涂层可用热浸镀锌或热浸镀铝钢管；无毒有机涂层可使用聚氨酯涂层等。
（2）高压水射流清洗
可以采用用高压水射流对水管进行周期性清洗的方法,高压水射流清洗是一种比较普遍采用地方法,它是利用从高压泵打出来的高压水经水管到达喷嘴,然后把高压力低流速的水转换为低压力高流速的射流对管道内部进行连续不断的冲洗,从而使管道内部的垢物脱落下来,这样可以抑制管道内部的腐蚀,恢复了管道的通水能力,经试验研究这种方法有很好的效果,并且达到了高效,节能的效果。
（3）在钢管内使用塑料衬里管道。
管外防腐措施：
腐蚀比管内严重，是防腐的重点。
首先用抛光机将表面的锈除净，用破布将浮锈、灰尘、油污擦拭干净，露出金属光泽。
然后涂刷涂层。
使用的涂层可以是:
（1）熔结环氧粉末防腐层
熔结环氧粉末防腐层是将防腐用环氧粉末通过静电涂覆技术，涂覆在230度左右的钢管上，环氧粉末在钢管表面熔融并固化。
（2）三层聚乙烯防腐层
三层聚乙烯防腐层的结构为溶解环氧-共聚物胶粘剂-聚乙烯防腐层，简称三层PE。
该防腐层是以环氧粉末涂料为底漆，以改性聚烯烃为中间层，以聚乙烯为面层，由于改性聚烯烃分子链上接枝了马来酸酐，因此可以与环氧底漆形成化学结合，同时又可以和面层形成物理融合，从而形成统一的整体，表现出优异的性能。
（3）石油沥青涂层（石油沥青+玻璃布+表面聚氯乙烯膜），特点是技术成熟，成本较低。
（4）石油沥青涂层+阴极保护。
或聚氨酯涂层、2PE、3PE等。
八、根据腐蚀反应的特点，用系统防护的观点，控制金属腐蚀，有哪些途径和方法？
（10）
答:
（1）合理设计结构，在设计设备时就从设备的形状、安装等方面来防止或减缓腐蚀速度。
考虑制造加工方法对防腐蚀的影响及防腐施工的方便性。
（2）合理选择材料。
根据金属材料的腐蚀数据，选择对特定环境腐蚀率低、价格便宜、性能好的材料，是常用的、简便的控制腐蚀的方法，可以使设备获得经济、合理的使用寿命。
（3）在界面上采取防腐措施，如电化学保护，施加防护涂层等。
金属保护中常用对其表面进行处理以防止腐蚀。
金属在接触使用环境之前，先用钝化剂或成膜剂（铬酸盐、磷酸盐、碱、硝酸盐和亚硝酸盐混合液等）处理，表面生成稳定密实的钝化膜，抗蚀性大大增加。
用有机涂料保护大气中的金属结构是应用最广的传统防腐手段。
（4）改进环境条件，如对介质进行处理，添加缓蚀剂等，如果能消除金属材料和设备在使用环境中引起腐蚀的各种因素，腐蚀就会中止或减缓。
但是多数环境条件是无法控制的，如大气和土壤中的水分、海水中的氧等都不可能除去。
生产流程也是不能任意改动的，这时可以调整局部环境。
例如锅炉进水先去氧（加入脱氧剂Na2SO3和N2H4等），可保护锅炉管少受腐蚀；先除去密闭仓库进入空气的水分，可免贮存金属部件生锈；在水中经常加入碱或酸以调节pH至最佳范围（通常接近中性），可以防止冷却水对换热器和其他设备的结垢、穿孔；炼制石油的工艺中也常加碱或氨，使生产流体保持中性至弱碱性。
（5）通过各种合理的管理措施，加强对关键部位的监控和改善维修等措施来最终达到提高整个设备运行中的耐腐蚀能力。
九、某电站海水循环冷却系统原设计用材为耐海水腐蚀低合金钢10CrMoAl，但在使用5年后出现严重的腐蚀泄漏，检修切开管道发现管内壁被锈层覆盖，锈层中含有大量锈瘤，锈瘤外壳呈黄褐色，较为致密，打破外壳后内层为比较疏松的浮锈，锈层下的金属基体腐蚀严重，呈不均匀的溃疡状腐蚀，个别腐蚀坑深度较大，出现穿孔。
在损坏的阀门内壁有水流状腐蚀沟槽。
试用腐蚀失效分析方法分析与推测腐蚀失效原因。
（10）
答:
腐蚀失效分析方法一般分为两步:
（1）现场调查；
（2）实验室分析。
（1）在现场调查的过程中要了解以下几点：
1.了解失效设备的名称、尺寸、形状、材料牌号、制造厂家及全部的制造工艺历史（了解冶炼、铸造、加工、热处理及装配等情况）、投入运行日期、运行记录、维修记录、工艺流程及操作规程等。
2.了解失效设备或部件的结构和制造特征以及失效部件和碎片的腐蚀外观,如附着物和腐蚀生成物的收集以及一切可疑的杂物和痕迹的观察等。
3.了解腐蚀失效设备或管线的服役条件及服役历史（介质环境、温度、压力和以前相关的监测情况）,应特别注意环境细节和异常工况,如突发超载、温度变化、压力和偶然与强腐蚀介质的接触等。
4.听取操作人员及佐证人介绍发现腐蚀失效的情况及其相应的处理方法。
5.收集同类或相似部件过去曾发生过的腐蚀失效情况。
（2）实验室分析。
题目中已经写明现场调查所需要得到的主要内容，所以以下着重从所观察的现象上分析腐蚀失效原因。
1.题目中指出发现管内壁被锈层覆盖，锈层中含有大量锈瘤这可能是因为循环冷却水在冷却塔散热时暴露在空气中，会有粉尘，微生物,细菌等进入,而循环水中的环境特别适宜这类生物在里面生存,并大量繁殖,时间久了形成大量污垢,粘泥等附着在管道内壁上.对内壁造成腐蚀,剥落下来的铁锈与粘泥混杂后再与水中的钙离子镁离子等结合产生氧化铁碳酸钙碳酸镁等等的混合物,成分复杂.因此可以在管道内部发现大量呈黄褐色的锈瘤，并且锈瘤在肉眼下观察时，显得比较致密。
2.腐蚀介质：
从腐蚀介质方面考虑，在循环水处理过程中，大多数用自来水补充。
而自来水中一般都溶解有一定量的氯离子、O2、CO2，并且还溶解有各种各样的盐类，包括Na盐，Ca盐和Mg盐等，这些物质都会与循环水设备即管道形成原电池。
3.基体严重腐蚀及穿孔的原因：
一方面，在水的重复利用过程中，随着水分的蒸发，水中的溶解盐类、悬浮固体及非挥发性有机物浓度逐步增大，超过一定浓度时在管道、设备特别是在换热面上发生结垢；另一方面，在水中有溶解氧存在的条件下，以及铁的阳极发生反应，可以促进形成腐蚀电池，造成严重的垢下腐蚀；锈瘤覆盖下的贫氧区与裸露的富氧区之间也能形成氧浓差电池，使金属遭受局部腐蚀，当形成氧浓差电池后，局部区域会由于发生强烈的点蚀而产生穿孔。
4.阀门内壁有水流状腐蚀沟槽的分析：
材料的耐点蚀性能与钢中夹杂物特性、脱氧程度、磷含量及其偏析等冶金因素有关。
钢表面形成的腐蚀沟槽，与材料中的带状组织有关。
平行腐蚀沟槽与钢中的磷偏析有很好的对应性。
同时，具有磷偏析的钢通常会形成铁素体和珠光
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