化工行业化工设备防腐工程师考试题目及答案

化工行业化工设备防腐工程师考试题目及答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题1.下列哪种腐蚀形式主要发生在金属表面存在缝隙或孔洞的情况下？A.均匀腐蚀B.点蚀C.应力腐蚀开裂D.腐蚀疲劳2.在外加电流阴极保护系统中，阳极的电位通常被控制在与被保护金属的电位相比处于什么状态？A.更正极性B.更负极性C.相同极性D.更正极性或更负极性均可3.对于输送含氯离子的碱性介质的碳钢管道，哪种腐蚀形式最为常见？A.应力腐蚀开裂B.晶间腐蚀C.缝隙腐蚀D.均匀腐蚀4.下列哪种材料通常不适用于高温环境下的设备防腐？A.玻璃钢(FRP)B.聚四氟乙烯(PTFE)C.环氧树脂涂料D.氧化铝陶瓷5.牺牲阳极阴极保护法适用于哪种情况？A.保护面积较小、电流需求低的场合B.需要精确控制保护电位的场合C.保护土壤中的金属结构D.所有上述情况6.提高金属表面pH值是哪种防腐方法的原理之一？A.添加缓蚀剂B.阴极保护C.涂层防腐D.阳极保护7.在腐蚀检测中，使用超声波检测的主要目的是检测什么？A.表面微小裂纹B.腐蚀产物厚度C.材料内部缺陷D.腐蚀速率8.下列哪种措施不属于化工设备设计中的防腐措施？A.选择耐腐蚀材料B.保证结构有足够的壁厚C.尽量减少设备焊缝数量D.定期进行防腐涂层修复9.涂料涂层在防腐体系中通常起什么作用？A.提供阴极保护B.作为牺牲阳极C.隔离金属与环境D.提高金属的导电性10.对于埋地碳钢管道，除了牺牲阳极保护外，还可以采用什么方法进行阴极保护？A.阳极保护B.注入缓蚀剂C.外加电流阴极保护(ICCP)D.涂层加牺牲阳极联合保护二、判断题1.()缓蚀剂是通过加速腐蚀反应来保护金属的。2.()热浸镀锌主要依靠锌层与钢基体形成电偶作用来防腐。3.()晶间腐蚀只发生在不锈钢中。4.()腐蚀电池的存在是金属发生电化学腐蚀的必要条件。5.()超声波检测可以用于测量涂层厚度。6.()外加电流阴极保护系统中，阳极的腐蚀通常比被保护金属的腐蚀更严重。7.()对于强酸性介质，通常优先选用橡胶作为设备衬里材料。8.()阴极保护会显著提高金属的阳极极化曲线。9.()防腐涂料的附着力是影响其防腐效果的关键因素之一。10.()化工设备的腐蚀通常只发生在设备内部。三、填空题1.金属发生电化学腐蚀的基本过程包括阳极______和阴极______。2.根据腐蚀速度，腐蚀可分为______腐蚀、______腐蚀和______腐蚀。3.牺牲阳极阴极保护法中，常用的牺牲阳极材料有镁、锌和______。4.为了确保涂层具有良好的防腐性能，对金属表面的______要求很高。5.测量腐蚀速率的挂片法，通常需要定期称重并记录______、介质成分和温度等参数。6.在化工生产中，不锈钢常用的牌号有304、316和______等。7.缝隙腐蚀通常发生在金属表面存在______、______或______等部位。8.阴极保护技术的两种主要方式是______和______。四、简答题1.简述电化学腐蚀的基本原理。2.简述选择化工设备防腐材料时需要考虑的主要因素。3.简述牺牲阳极阴极保护法的基本原理及其适用条件。4.简述涂层防腐失效的常见原因。五、论述题某化工厂输送稀硫酸（约5%）的碳钢管道，运行一段时间后出现腐蚀迹象。请分析可能存在的腐蚀形式，并提出相应的防腐措施建议，说明理由。---试卷答案一、选择题1.B解析：点蚀（PittingCorrosion）是在金属表面存在缝隙、孔洞、沉积物下或表面缺陷处，局部发生迅速腐蚀，形成深坑或孔洞的一种常见的局部腐蚀形式。2.B解析：在外加电流阴极保护（ICCP）系统中，需要向被保护金属（阴极）施加外加直流电流，使其电位相对于参比电极（通常更负）变得更负，从而降低腐蚀速率。阳极（通常是牺牲阳极或辅助阳极）的电位会变得更正。3.B解析：不锈钢在含氯离子（Cl-）的碱性环境中容易发生晶间腐蚀（IntergranularCorrosion），尤其是在焊接或热处理不当导致晶界富集铬的奥氏体不锈钢中。4.C解析：环氧树脂涂料的热稳定性相对较差，其使用温度上限通常在150°C左右，不适用于高温环境（例如高于200°C）。5.A解析：牺牲阳极阴极保护法适用于保护面积较小、电流需求不大的场合，或者作为临时性保护或辅助保护措施。对于需要精确控制电位的大型设施，通常优先选用外加电流阴极保护。6.A解析：提高金属表面pH值可以改变介质的腐蚀性，对于许多金属，特别是在酸性环境中，可以提高其钝化倾向，从而起到缓蚀作用，这也是某些缓蚀剂的作用原理。7.C解析：超声波检测（UT）利用超声波在介质中传播的特性，可以探测材料内部的缺陷，如裂纹、夹杂、疏松等，也可以用于测量涂层厚度等。8.B解析：保证结构有足够的壁厚主要是为了满足强度、刚度和承载能力的要求，与直接的防腐措施关系不大。其他选项如选择耐腐蚀材料、减少焊缝（降低缺陷和应力集中）、定期修复涂层都是直接的防腐措施。9.C解析：涂层防腐的主要原理是通过物理隔离或化学屏障，将金属基体与腐蚀性介质（如氧气、水分、酸碱盐等）隔离开来。10.C解析：外加电流阴极保护（ICCP）是利用外部电源向被保护金属（埋地碳钢管道）提供直流电流进行阴极保护的一种方法。牺牲阳极保护适用于土壤环境，但ICCP适用于需要大电流或保护面积广的情况。二、判断题1.×解析：缓蚀剂是通过化学反应改变腐蚀反应机理或降低腐蚀速率，从而保护金属的化学物质，并非加速腐蚀。2.√解析：热浸镀锌是使钢铁构件浸入熔融锌液中，利用铁锌合金层（Fe-Zn合金）的阴极保护作用和锌层本身的物理隔离作用来防止钢铁腐蚀。3.×解析：虽然不锈钢是晶间腐蚀最典型的材料，但其他金属（如钛、镍基合金等）在特定条件下也可能发生晶间腐蚀。4.√解析：腐蚀电池（CorrosionCell）是构成电化学腐蚀的基本单元，包括阳极区、阴极区和腐蚀电流通路。没有腐蚀电池，金属就不会发生电化学腐蚀。5.√解析：超声波检测（UT）可以非接触式地测量涂层与基体之间的界面距离，从而推算出涂层厚度。6.√解析：ICCP系统中，阳极（通常是埋地或水中的金属结构）会发生阳极溶解，其腐蚀程度通常比阴极（被保护金属）的腐蚀更为严重。7.×解析：橡胶在强酸性介质中也可能被腐蚀，且其耐温性通常不高。对于强酸性介质，尤其是高温下，常选用耐腐蚀金属（如不锈钢）或非金属衬里（如聚氟乙烯、聚烯烃等）。8.×解析：阴极保护是使金属的电位变得更负，抑制其作为阳极发生氧化反应。它提高了金属的阴极极化能力（或降低了阳极极化曲线），使金属更难失去电子而被腐蚀。9.√解析：涂层与金属基体的附着力是影响涂层整体防腐性能的关键因素之一。附着力差会导致涂层起皮、脱落，失去保护作用。10.×解析：化工设备的腐蚀不仅发生在内部，外部（如大气腐蚀、土壤腐蚀）和设备不同部位（如焊缝、死角、应力集中区）也可能发生腐蚀。三、填空题1.氧化/溶解，还原/析氢解析：金属在阳极发生失电子的氧化反应（通常是金属原子失去电子形成离子），而在阴极发生得电子的还原反应（通常是氧气或氢离子得到电子形成氢氧根或氢气）。2.慢速，中速，快速解析：根据腐蚀速度的快慢，腐蚀可分为慢速腐蚀、中速腐蚀和快速腐蚀（或按时间长短分为瞬时腐蚀、准静态腐蚀和动态腐蚀）。3.铝解析：常用的牺牲阳极材料包括镁（Mg）、锌（Zn）和铝（Al）。选择哪种材料取决于保护环境（如土壤、海水）、电流需求、保护期等因素。4.表面处理解析：涂层与金属表面的结合力（附着力）很大程度上取决于表面的清洁度、粗糙度和化学状态，因此对表面处理要求很高。5.时间解析：挂片法测量腐蚀速率，需要精确记录挂片暴露在腐蚀介质中的时间，这是计算腐蚀速率的基本参数。6.316L解析：316和316L（L表示低碳）是常用的奥氏体不锈钢牌号，具有较好的耐腐蚀性，尤其对氯离子有较好的抵抗能力。321也是常用牌号之一。7.缝隙，沉积物，连接处解析：缝隙腐蚀易发生在金属表面存在的缝隙、沉积物下或不同金属部件的连接处等能够形成闭塞环境的部位。8.牺牲阳极保护，外加电流阴极保护解析：这是阴极保护技术的两种主要原理和实现方式。四、简答题1.简述电化学腐蚀的基本原理。解析：电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生的电化学过程。当金属与周围环境（电解质）构成腐蚀电池时，金属作为阳极发生氧化反应（失去电子），电子通过外电路流向阴极。在阴极区域，发生还原反应（得到电子）。阳极金属不断溶解，导致腐蚀。腐蚀电池的形成需要金属表面存在电位差，这通常由不同的金属、合金组分、表面状态（如氧化膜破损）、环境因素（如氧气浓度差、离子浓度差）等造成。2.简述选择化工设备防腐材料时需要考虑的主要因素。解析：选择化工设备防腐材料时需考虑：①介质特性：包括腐蚀性（酸、碱、盐、温度、压力、氧化还原性等）、流动性、杂质等。②设备结构与环境：包括设备形状、温度、压力、应力状况、是处于大气、土壤、浸没还是干燥环境等。③经济性：包括材料成本、加工成本、维护成本、预期寿命等。④材料的耐腐蚀性能：需在特定介质和温度下具有足够的耐腐蚀性。⑤材料的物理机械性能：如强度、硬度、韧性、耐磨性等是否满足要求。⑥与基体材料的兼容性及连接可靠性。⑦施工与维护的方便性。⑧环保法规要求。3.简述牺牲阳极阴极保护法的基本原理及其适用条件。解析：牺牲阳极阴极保护法的基本原理是：将一种电位更负、更容易失去电子的活泼金属（如镁、锌、铝）作为牺牲阳极，与被保护的金属结构（阴极）连接。在外加直流电源的作用下（实际上是利用牺牲阳极自身电位驱动），牺牲阳极失去电子而被腐蚀溶解，同时被保护的金属结构得到电子，其电位变得更负，从而受到保护，减缓腐蚀速率。适用条件：通常适用于保护面积较小、电流需求不大的设备或结构，如埋地管道、储罐、码头桩基等。对于大型或需要精确控制保护电位的设施，通常不适用。此外，牺牲阳极材料的消耗需要定期补充或更换。4.简述涂层防腐失效的常见原因。解析：涂层防腐失效的常见原因包括：①物理损伤：如冲击、刮擦、振动导致涂层开裂、脱落。②化学破坏：如介质对涂层材料本身的溶解、腐蚀，或涂层与基体、环境发生反应。③电化学破坏：如涂层破损后形成腐蚀电池，加速局部腐蚀（如点蚀、缝隙腐蚀）。④生物侵害：如微生物（细菌、藻类）生长产生粘液，包裹腐蚀介质，形成微生物腐蚀（MIC）。⑤附着力差：由于基体处理不当、涂料选择不当或施工工艺问题导致涂层与基体结合不牢，易起皮、脱落。⑥老化和降解：如紫外线照射、热老化、氧化等导致涂层性能下降。⑦设计缺陷：如存在尖锐边角、应力集中区、易积水部位等，这些部位容易发生优先腐蚀。五、论述题某化工厂输送稀硫酸（约5%）的碳钢管道，运行一段时间后出现腐蚀迹象。请分析可能存在的腐蚀形式，并提出相应的防腐措施建议，说明理由。解析与建议：1.可能存在的腐蚀形式分析：*均匀腐蚀：稀硫酸对碳钢有明显的腐蚀性，尤其是在没有有效防腐措施的情况下，碳钢管道会发生相对均匀的腐蚀，导致壁厚减薄。这是最直接和常见的腐蚀形式。*点蚀：如果管道表面存在微小缺陷、锈蚀点或沉积物，在稀硫酸作用下，这些部位可能形成局部腐蚀电池，导致点蚀。点蚀会迅速形成深坑，对管道安全构成严重威胁。*缝隙腐蚀：如果管道系统存在焊缝、法兰连接处、密封垫片等缝隙，且缝隙内介质流通不畅或存在沉积物，可能发生缝隙腐蚀。*应力腐蚀开裂（SCC）：如果管道在运行中承受应力（如拉伸应力、弯曲应力），且稀硫酸环境具有应力腐蚀敏感性（尽管稀硫酸对碳钢的SCC倾向相对较低，但在某些特定条件下仍可能发生），则可能发生应力腐蚀开裂。2.相应的防腐措施建议：*内壁涂层防腐：*环氧树脂涂料：环氧树脂与碳钢附着力强，耐酸性能良好（尤其对稀硫酸），常用于化工设备内壁防腐。建议选用耐酸性环氧涂料，并确保良好的表面处理。这是最常用的方法之一。*聚四氟乙烯（PTFE）涂料/衬里：PTFE具有优异的耐化学药品性，几乎能抵抗所有强酸、碱和溶剂的腐蚀，耐温范围宽。如果腐蚀要求极高或环境较复杂，可考虑PTFE涂层或衬里，但施工相对复杂，成本较高。*玻璃鳞片涂料：玻璃鳞片具有耐化学腐蚀、耐高温、抗渗透性好等特点，特别适用于强腐蚀性介质。将玻璃鳞片