RBI分析师腐蚀及失效部分习题..

1、选择1以下哪种损伤形式和钢材的硬度密切相关？（D）A氢鼓泡B氢致开裂C应力导向氢致开裂D硫化物应力腐蚀开裂2下面几种材料之间比较，哪一种抗环烷酸腐蚀性能最好？（C）AQ245RB304LC316D3043下面几种材料中，那些是可能发生碱脆的？（ABCD）AQ245RB304CQ345RDCr5Mo4下面几种材料中，那些对二氧化碳腐蚀比较敏感？（CD）A304B321CQ245RDQ345R5下面几种材料中，对蠕变敏感的有哪些？（ABCD）A304BQ245RC25Cr35NiD3166下面几种材料中，可能发生连多硫酸应力腐蚀开裂的有哪些？（AC）A316BQ245RC304D15CrMoR7

2、大气腐蚀的影响因素有哪些？（ABD）A空气湿度B温度C材料硬度D大气成分8 土壤腐蚀的主要影响因素有哪些？（ABCD）A土壤电阻率B温度C水含量D微生物9 冷却水腐蚀的主要影响因素有哪些？（ABCD）A温度B氧含量C流速D水质10 以下哪些元素会增加材料的回火脆性？（BC）A碳B锰C硫D钼11铬钼钢在下面哪些温度下有发生回火脆化的可能？（AC）A. 500°CB. 200CC. 380CD. 600C12奥氏体不锈钢材料长期暴露在下面哪些温度中可能发生c相脆化？（CD）A. 500CB. 200CC. 680CD. 800C13 符合碳酸盐应力腐蚀开裂的特征有？（）A. 开裂常见于焊

3、接接头附近的母材，裂纹平行于焊缝扩展B. 裂纹主要为沿晶型，裂纹内一般会充满氧化物C. 裂纹细小并呈蜘蛛网状D. 热影响区的裂纹多为纵向，焊缝金属上的裂纹则以横向为主14 符合胺应力腐蚀开裂的特征有？（ABC）A. 裂纹主要为沿晶型，裂纹内一般会充满氧化物B. 表面裂纹的形貌和湿硫化氢破坏引发的表面开裂相似C. 热影响区发生的开裂通常平行于焊缝D. 易发生在奥氏体不锈钢的敏化区域，多为沿晶型开裂15属于解理断裂的微观形貌主要特征有？（AB）A河流花样B. 解理台阶C韧窝D叠波花样16 断口微观分析的内容主要有？（AC）A断口的产物分析B. 断口的颜色分析C断口的微观形貌分析17 宏观塑性过载断

4、裂，其断口上一般可以看到三个特征区，通常称为断口的“三要素”，下面属于“三要素”的是？（acd）A纤维区B细晶区C放射区D剪切唇18 塑性过载断裂的断口微观形貌特征一般为？（B）A解理B.韧窝19 应力腐蚀开裂的断口一般为？(A)A脆性断裂B塑性断裂20疲劳断裂按其断裂总周次的大小可以分为？(B)A弯曲疲劳和接触疲劳B高周疲劳和低周疲劳21 疲劳断裂的断口上一般可以观察到三个区域？(ABD)A疲劳源区B疲劳裂纹扩展区C疲劳辉纹D瞬断区22 腐蚀按照金属与介质的作用性质分类可分为？(ABC)A化学腐蚀B.物理腐蚀C电化学腐蚀D局部腐蚀23 可以对腐蚀产物进行微观分析的仪器有？(AB)AX射线衍射

5、仪B.俄歇能谱C超声探伤仪D金相显微镜24 断裂失效根据断裂时变形量的大小，可将断裂分为？(AB)A脆性断裂B.延性断裂C穿晶断裂D沿晶断裂25 按照裂纹走向和金相组织(晶粒)的关系，断裂失效可分为?(CD)A脆性断裂B.延性断裂C穿晶断裂D沿晶断裂26 应力腐蚀开裂的裂纹一般源于？(C)A晶界B.内部C表面27 可以用来分析断口产物的相结构的仪器是？(D)A金相显微镜B.扫描电镜C光谱仪DX射线衍射仪28 属于低周疲劳断裂的典型特征的有？(AD)A多疲劳源B.单个疲劳源C细小的疲劳辉纹D粗大的疲劳辉纹29 属于高周疲劳断裂的典型特征的有？(BC)A多疲劳源B单个疲劳源C细小的疲劳辉纹D粗大的

6、疲劳辉纹30 沿晶断裂的典型微观形貌特征一般为？(A)A冰糖块状B河流花样C舌状花样31 蠕变断裂的典型宏观特征有？(BC)A无明显的塑性变形B.明显的塑性变形C断口附近通常有许多裂纹32下面四种腐蚀中，那种是应力腐蚀？(B)ABCD33下面四种腐蚀中，那种是电偶腐蚀？(A)ABCD34下面哪个不是应力腐蚀需要具备三个基本条件：(D)A敏感材质B特定环境C拉伸应力D压应力35Nelson曲线是针对的哪一种氢损伤。(B)A氢脆B高温氢腐蚀C氢鼓泡D氢致开裂36电化学保护中将被保护电位负移至或接近免蚀区而防止或减小腐蚀的方式是属于那种电化学保护。（A）A阴极保护B阳极保护37 电化学保护中将被保护

7、金属通以阳极电流，电位移至钝化区而减小腐蚀的方式是属于那种电化学保护。（B）A阴极保护B阳极保护38 钢铁发生吸氧腐蚀时，负极发生的反应是（C）A2H+2eH2BFe-2eFe2+C2H0+0+4e40H-22DFe3+eFe2+39烟气露点腐蚀的主要影响因素有？（ABD）A. 温度B. 硫含量C. 氧含量D. 氯含量40硝酸盐应力腐蚀开裂的主要影响因素有？（ABCD）A. 烟气组分；B. 烟气露点温度；C. 金属壁温；D. 焊接接头硬度。简答:1 什么叫金属腐蚀?按腐蚀机理可以分为哪几类？金属在环境中，由于它们之间所产生的化学、电化学反应，或者由于物理溶解作用而引起的损坏或变质。按腐蚀机理分

8、为：化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀2 什么是腐蚀疲劳?其特征是什么?金属材料在周期载荷和腐蚀的共同作用下产生的开裂。绝大多数金属和合金在交变应力下任何介质中都可能发生，腐蚀疲劳不要求特定介质，只是在容易引起孔蚀的介质中更容易发生。断裂呈现脆断特征，裂纹多穿晶，与应力腐蚀开裂的形态相近，但腐蚀疲劳无分叉，并常常形成多条平行裂纹。3 承压设备损伤模式标准中损伤模式分为哪几类？腐蚀减薄、环境开裂、材质劣化、机械损伤4 碳钢和低合金钢在湿硫化氢环境下的腐蚀有哪些形式?氢鼓泡、氢致开裂、应力导向氢致开裂和硫化物应力腐蚀开裂四种形式。5 碱脆的损伤形态主要有哪些?1）碱应力腐蚀开裂通常发生在靠近焊缝的母材

9、上，也可能发生在焊缝和热影响区；2）碱应力腐蚀开裂形成的裂纹一般呈蜘蛛网状的小裂纹，开裂常常起始于引起局部应力集中的焊接缺陷处；3) 碳钢和低合金钢上的裂纹主要是沿晶型的，裂纹细小并组成网状，内部常充满氧化物；4) 奥氏体不锈钢的开裂主要是穿晶型的，和氯化物开裂裂纹形貌相似。6 什么是氢脆?氢脆的损伤形态主要有哪些?腐蚀过程中化学反应产生的氢或材料内部的氢，以氢原子形式渗入高强度钢，造成材料韧性降低，在材料内部残余应力及外加载荷应力共同作用下发生脆性断裂。损伤形态:a) 氢脆引起的开裂以表面开裂为主，也可能发生在表面下；b) 氢脆发生在高残余或三向应力的部位(缺口、紧缩)；c) 断裂时一般不会

10、发生显著的塑性变形；d) 强度较高的钢氢脆开裂一般形成沿晶裂纹。7 什么是连多硫酸应力腐蚀开裂?预防连多硫酸开裂的措施有哪些？1) 在停工期间设备表面的硫化物腐蚀产物，与空气和水反应生成连多硫酸，对于敏化后的奥氏体不锈钢易引起应力腐蚀开裂，一般为沿晶型开裂。2) 主要预防措施？a) 停工过程中或停工后立即用碱液或苏打灰溶液冲洗设备，以中和连多硫酸，或在停工期间用干燥的氮气，或者氮气和氨混合气进行保护，以防止接触空气；b) 加热炉保持燃烧室温度始终在露点温度以上，防止在加热炉管表面形成连多硫酸；c) 选用不易敏化的材质，如稳定化奥氏体不锈钢、低碳奥氏体不锈钢或双相不锈钢。8 环烷酸腐蚀的主要影响

11、因素有哪些？1) 酸值：腐蚀速率随烃相酸值的增加而增大，烃相指不含游离水的热干烃，酸值通常用中和值或总酸值表征。原油中不同环烷酸其腐蚀性不一，腐蚀速率与总酸值的关系不能完全对应，是由实际介质成分决定的；2) 温度：通常发生在温度范围为218400°C的烃相介质中，随着温度的升高腐蚀加剧，超过这个温度范围偶见腐蚀发生；3) 硫含量：烃相中的硫可反应生成硫化亚铁保护膜，对环烷酸腐蚀有减缓作用，硫含量越低，对环烷酸腐蚀越有利；4) 流速：流速越高，腐蚀速率越大；5) 相态：两相流(气相和液相)、湍流区、蒸馏塔的气相露点部位腐蚀严重；6) 材料：合金中Mo元素可以提高耐蚀性，Mo含量下限为2

12、%(质量比)，具体Mo含量可根据原油及物料中的总酸值确定。9 从材料角度，说出几种控制高温硫化物腐蚀的措施？1) 材质升级：提高材料中Cr的含量；2) 复合层防护：采用复合层为奥氏体不锈钢或铁素体不锈钢的复合材料；3) 低合金钢渗铝：可降低硫化速率，但无法提供彻底防护。10 分析一下在常减压装置中，那些设备及工段易发生环烷酸腐蚀？常减压装置加热炉炉管、常压和减压转油线、减底油管线、常压瓦斯油循环系统，减压渣油和减压瓦斯油循环系统。常压塔、减压塔内构件在闪蒸区、填料和高酸物流凝结或高速液滴冲击的部位易发生腐蚀11 什么是蠕变?举5种以上易发生该种损伤的炼化设备金属材料在外力作用下，缓慢而连续不断

13、的发生塑性变形，这样的一种现象称为蠕变现象。如热壁加氢反应器、加热炉炉管、裂解炉炉管、焦化炉炉管、焦炭塔、催化再生器、主蒸汽管道、高温烟气管道等12 金属材料中点蚀形核的敏感部位有哪些？金属材料表面组织和结构的不均匀性使表面钝化膜的某些部位较为薄弱，从而成为点蚀容易形核的部位：晶界、夹杂、位错和异相组织。13 阐述一下材料中的硫化物夹杂物对点蚀的影响？硫化物夹杂是碳钢、低合金钢、不锈钢等材料萌生点蚀最敏感的位置。常见的FeS和MnS夹杂容易在稀的强酸中溶解，形成空洞或狭缝，成为点蚀的起源。同时，硫化物的溶解将产生H+或H2S，它们会起活化作用，妨碍蚀孔内部的再钝化，使之继续溶解。在氧化性介质中

14、，特别是中性溶液中，硫化物不溶解，但促进局部电池的形成，作为局部阴极而促进蚀孔的形成。14 什么是缝隙腐蚀？容易发生缝隙腐蚀的地方有哪些？缝隙腐蚀是有电解质溶液存在，在金属与金属及金属和非金属之间构成狭窄的缝隙内，介质的迁移受到阻滞时而产生的一种局部腐蚀形态。缝隙腐蚀常发生在裂隙中有停滞溶液的地方，例如在螺栓头、垫片、垫圈的下面，以及在螺纹接头和搭接接缝中。在湿的盘根或保温层下方，在管子与管板的压接缝里，以及在腐蚀产物的下方，都会发生缝隙腐蚀。15 什么是晶间腐蚀？采用哪些方法可以防止或消除晶间腐蚀？金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶粒边界或晶界附近发生腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部

15、破坏的腐蚀现象。1) 采用低碳等级不锈钢，如304L、316L或317L，这些不锈钢含碳很少，不足以形成碳化铬。2) 采用化学性能稳定的合金等级，如321型(钛基)和347型(铌)，在这些材料中，合金元素与碳紧紧系在一起。3) 将不锈钢加热到1093°C后再用水淬冷，这样固溶退火处理可以重新溶解任何沉析出的碳化铬，并使铬均匀地分布在金属的显微结构内。16 应力腐蚀裂纹的特点主要有哪些？1) 裂纹起源于表面2) 裂纹的长宽不成比例，相差几个数量级3) 裂纹扩展方向一般垂直于主拉伸应力的方向4) 裂纹一般呈树枝状5) 断口表面颜色暗淡，往往可见腐蚀坑和二次裂纹6) 晶间断裂呈冰糖块状，穿

16、晶裂纹往往有河流花样、扇形花样、泥状花样等形貌特征17 什么是石墨化？主要预防措施是什么？长期暴露在427596°C温度范围内的金属材料，其珠光体颗粒分解成铁素体颗粒和石墨的过程。材料中添加Cr元素，可防止石墨化。18 什么是回火脆化？低合金钢长期暴露在343593C范围内，操作温度下材料韧性没有明显降低，但降低温度后发生脆性开裂的过程。19 什么是球化？材料在高温长期使用过程中，珠光体中渗碳体(碳化物)形态由最初的层片状逐渐转变成球状的过程。20 475C脆化损伤的主要预防措施有哪些？主要预防措施：1)选用铁素体含量低的合金、无铁素体合金，或避免敏感材料在脆化温度范围内服役；2)改

17、变合金成分，增加材料的抗脆化能力；3) 在593°C或更高温度下进行脱脆热处理，并快速冷却，但须充分预计到其后在相同服役条件下,脱脆后的部件脆化速率比未脱脆部件更快。综合题一裂解装置中的汽油气提塔的工艺参数及材质如下表所示，请分析该设备主要的失效机理及失效部位.设备名称操作压力(MPa)操作温度(C)介质材质壳体塔盘汽油汽提塔0.074塔顶/塔釜：46/103裂解汽油16MnR/SM41BSUS410答:汽油汽提塔主要的失效机理及失效部位：1) HS+CO+HO型腐蚀，发生在汽油汽提塔顶、塔釜；2222) 湿硫化氢腐蚀破坏湿硫化氢破坏包括氢鼓包、氢致开裂、应力导向氢致开裂、硫化物应力

18、腐蚀开裂，发生在汽油汽提塔顶、塔釜；二 通过对下面材料的分析，回答以下问题1 详细分析该环氧乙烷塔开裂的原因?2提出控制措施某石化公司环氧乙烷精制塔在今年出现泄漏。进行着色渗透检测发现开裂位置为下封头和裙座之间焊缝的热影响区，裂纹均垂直于焊缝。着色渗透照片如图1所示。该环氧乙烷精制塔筒体和裙座的材质均为SUS304,工作压力为0.334MPa，工作温度为146C。图1失效部位着色渗透图2.1 化学成分在开裂部件靠近筒体一侧取样进行化学成分分析，数据表明，材质化学成分符合GB4237-92标准要求。2.2 显微组织在下封头与筒体环焊缝外表面取包含裂纹的试样，在未经草酸浸蚀前，在扫描电镜进行观察，

19、如图2所示，将其制备成金相试样，经10%草酸电解浸蚀后，图3为主裂纹形貌，图4显示在焊接热影响区的组织.图2未浸蚀时裂纹处扫描照片图3主裂纹形貌25X图4浸蚀后热影响区微裂纹显微组织100X2.3 选取一处裂纹，将其打开形成断口。用扫描电镜进行观察。如图5所示.断面上可以发现有腐蚀产物对其进行能谱分析，其中氯含量为12.45%（质量分数）.图5断口形貌(SEM)2.4 对环氧乙烷精制塔塔釜液取样进行分析，结果如表1所示。表1环氧乙烷精制塔塔釜液取样分析结果项目检测结果硫酸盐2.948mg/l氯化物1.904mg/l钠离子0.100mg/l硫化物(S2-)<0.02mg/lPH6.1答:1

20、通过金相和断口分析，可以确定该环氧乙烷精制塔的筒体和下封头间的焊缝在焊接过程中受到不同程度的敏化影响，使钢中过饱和的碳向晶界处扩散析出，在晶界附近和铬形成铬的碳化物。该碳化物沿晶沉淀导致碳化物周围的基体中铬浓度的降低，形成贫铬区。贫铬区的钝化能力显著降低，电位较高。因此在晶界附近的贫铬区就成为阳极，而晶粒本身为阴极，这就构成了具有大阴极-小阳极的面积比2的微电池，加速了沿晶粒间界的腐蚀。在对断口腐蚀产物的能谱分析中检测出了氯元素，说明造成的腐蚀是和氯离子有关系的。在含微量氯离子的环境中引起的应力腐蚀断裂一般表现为穿晶断裂，只有在敏化态时才是沿晶断裂。综上所述，由于该环氧乙烷精致塔在焊接过程中在

21、敏化温度范围内停留时间较长，发生了晶界弱化。又处在含微量氯离子及较大残余应力的状态，所以晶间腐蚀和应力腐蚀两种腐蚀机理相互作用，就形成了晶间型应力腐蚀。2为了预防环氧乙烷精致塔的晶间应力腐蚀开裂现象，可从以下方面入手：采用超低碳的316L甚至是双相钢，或者采用超纯铁素体不锈钢，如E-brite(00Cr26Mo)；从源头上杜绝腐蚀性介质：控制氯离子、硫元素和溶解氧的含量，降低酸值等，但在目前工艺条件下，实现起来难度比较大；在焊接过程中控制好焊接工艺，减少敏化程度，并尽可能降低焊接残余应力和装配应力。三 通过对下面案例的分析,回答以下问题1分析该管道的损伤机理?2对该管道进行焊后热处理是否可以有

22、效降低它的开裂可能性？并简要说明原因3控制钢材的纯净度是否可以有效降低它的开裂可能性？并简要说明原因4针对这种失效机理，提出三种以上的控制措施。某加氢裂化装置A101空冷器出口管道进行检验，发现该管道部分管段有夹层，截取出该部分一段长度约为400mm的管段，检查发现内壁有明显的鼓包。对鼓包部位进行宏观检查，发现管段内外壁腐蚀情况均较轻微，无明显的腐蚀坑。外壁无明显变形，在管段内壁可以发现多处较为明显的鼓包.管道基本情况如下表所示.名称A101空冷器出口管主体材质ASTMSA515GR.B65主要规格（P406（16）X26mm设计压力17.7MPa设计温度60°C操作压力16.84M

23、Pa操作温度49°C介质馏份油、氢气、硫化氢、氨、水、瓦斯等混合物A101空冷器出口管道的鼓包处内壁发现表面裂纹两处，金相照片如图1所示.对母材化学成份分析和材料力学性能分析均未发现异常，符合所采用标准的要求。鼓包位置的扫描电镜图如图2所示，其中1号位置能谱分析如图3所示。图1裂纹处形貌图2鼓包位置断口电镜扫描图，700Xc:£(lax32jeliesisgenmdps.spc?5-A|)r-2D0t1T:2B:22<Pt.1PeducdRasterLSecs:163.8-iElementWi%At%SK32.3645.13MnK53.9843.94FeK13.661

24、0.94MxitixCorrectionZAP2.3-KCivtEnergy-keV图31#位元素能谱分析答：1从上述材料可以看出该管道发生了湿硫化氢环境下的氢致开裂和氢鼓包，2 焊后热处理可以有效地降低焊缝发生硫化物应力腐蚀开裂的可能性，并对防止应力导向氢致开裂起到一定的减缓作用，但对本案例中的氢鼓泡和氢致开裂不产生影响。3 提高钢材纯净度能够提升钢材抗氢鼓泡、氢致开裂的能力。钢材在接触湿硫化氢的环境下，由于毒化剂（H2S、S2-）的作用，阴极反应生产的H原子不易形成氢分子逸出，富集在钢材表面。H原子体积非常小，在浓度梯度的推动下向钢材内部扩散，在钢材内部材料不连续处，如晶界、位错、夹杂物、

25、裂纹、孔洞等（这些位置通常被称作“氢陷阱”），H原子易发生集聚，并结合成为氢气分子，氢气分子的体积大的多，无法再向钢材内部渗透，只能停留下来，随着聚集的氢分子越来越多，形成很高的气相压力，致使应力水平超过材料的承受极限，引发裂纹的萌生和扩展。钢材轧制过程中MnS等硫化物夹杂被拉长变形，这类氢陷阱一般体积或者面积较大，H原子聚集也相对容易一些，发生开裂或断裂的几率比较高。41）管道内壁采用防腐涂层或复合层，阻止湿硫化氢与母材基体的直接接触，这样可以避免H原子的产生和渗透；2）使用具有抗HIC性能的钢可以有效地减小HIC破坏3）材料订货要求应提高S元素含量的控制要求，且钢材的品质要均匀，可以采用超声波探伤等方法检测材料内部的缺陷，如果发现较大的缺陷建议不要使用。4）如果工艺条件允许，应注入更多的水来稀释介质，降低介质的浓度；5）控制溶液的pH值，一般来说略高于7为宜，推荐控制在7-9之间；四 试分析加氢裂化装置中分馏系统存在的腐蚀机理及其对应的损伤形态。答：加氢装置分馏系统的腐蚀主要是由于硫化氢、氯化氢、氨等腐蚀介质所引起，主要腐蚀如下：（1）低温氢损伤，主要表现为氢鼓泡及氢脆；（2）低温部位由H2SH2O等腐蚀介