金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及答案(6)

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2%六次甲基四胺，12%HCl溶液 三、 实验步骤及现象

1． 将试样用砂纸打磨，用丙酮脱脂、干燥。

2． 将配好的HCl溶液倒入玻璃皿内，用镊子放入试样并观察现象。 3． 5min后滴入缓蚀剂，观察现象。 四、 现象分析及结论

1． 在HCl中低碳钢试样发生析H2腐蚀，放出H2 。 2． 在HCl中加入缓蚀剂，抑制了碳钢的腐蚀。

3． 六次甲基四胺是一种缓蚀剂，加入腐蚀介质中可以抑制和降低金属的腐蚀速度。 4． 该缓蚀剂的缓蚀作用是由于在金属表面生成一层吸附性保护膜，防止了介质的侵蚀。 5． 在HCl溶液中，六次甲基四胺是一种阴极性缓蚀剂，抑制了阴极反应。减轻了腐蚀，其反应如下：

(CN2)6N4 + 6H2O + 4HCl = 6HCHO + 4NH4Cl

五、 思考题

在什么条件下采用缓蚀剂比较好？使用缓蚀剂需注意什么问题？

实验5 阴极保护—牺牲阳极法

一、 目的

了解牺牲阳极法阴极保护的原理。 二、 实验物品

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0.1MHCl溶液，烧杯，碳钢片，Zn片，高阻电子mV计（或数字电压表如PZ26）,甘汞电极，导线，夹子等。

三、 实验步骤及现象

1． 砂纸打磨试样、洗净、去脂、干燥。 2． 在盛有0.1MHCl溶液的二个烧杯中，分别放入碳钢片和Zn与碳钢相连的碳钢片，可看到碳钢片上面有气泡逸出，与Zn相连的碳钢片上也有气泡逸出。

3． 分别在放入后的20min和1h后，直接测量试样相对于甘汞电极的电极电位。 四、 现象分析与结论

1． 在HCl中碳钢试样发生析H2腐蚀，碳钢表面逸出H2气泡,碳钢本身既是阳极又是阴极，发生全面腐蚀。与Zn相连的碳钢片与Zn组成宏电池，Zn为阳极发生活性溶解，碳钢为阴极发生析H2反应，表面不被腐蚀。

2． 在电位测量中可知，碳钢的电位为其腐蚀电位。Zn与碳钢连接后，Zn电极为阳极，电位极化升高，碳钢电极为阴极，电位极化降低，最后的腐蚀电位落在碳钢电极与锌电极之间的一个数值上。

该腐蚀电位低于单个碳钢的腐蚀电位，若此腐蚀电位低于碳钢的阳极溶解反应的标准电位-0.44V,则认为碳钢被完全保护。腐蚀电位稍高于-0.44V时认为碳钢被部分保护。起保护作用都是以锌的腐蚀溶解为代价。 五、 思考题

金属怎样才能得到阴极保护？

附录1. CR-3型多功能腐蚀测量仪的使用方法

CR-3型多功能腐蚀测量仪是一台基于线性极化技术原理和电偶腐蚀原理的新型腐蚀测

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量仪，它可用于：

①腐蚀速度测量（线性极化法和弱极化法）； ②电偶电流测量； ③电偶电位测量 ； ④自腐蚀电位测量；

⑤各种恒电位条件下的极化测量； ⑥数字电表测量直流电流和直流电压 该仪器可用于评定金属耐蚀性、评价缓蚀剂、检验环境腐蚀性、测定牺牲阳极输出电流，用于工业设备腐蚀监测和装备阴极保护监测车，用于腐蚀研究、腐蚀失效分析及防腐设计等。 CR-3型多功能腐蚀测量仪可自动跟随自腐蚀电位。具有极化电位范围宽和电流测量范围大、控制精度高、工作性能稳定、使用简便以及体积小、重量轻等特点。该仪器采用三位半数字表显示测量值，并备有模拟量和数字量输出接口，可供连接记录仪、打印机和计算机使用，进行自动记录和数据处理，还备有直流电源插孔，可在野外或无交流电源供电的条件下使用。

1． 前面板元件功能说明

CR-3型多功能腐蚀测量仪的前面板元件结构如图5所示。

（1） 电极输入：线性极化测量和电偶测量时分别按表３接测量电极。

表３ 电极接线说明 电极输入导线 黄色 红色 兰色 线性极化测量 工作电极(W) 辅助电极(A) 参比电极(R) 电偶测量 电极Ⅰ 电极Ⅱ 参比电极

（2） 极化值：线性极化测量时，给定极化电位ΔE选择。

（3） 量程：用于线性极化测量和电偶测量时切换电流量程或电位量程选择。 4 3 2

CR—3型多功能腐蚀测量仪 极化

5 量程 极化值 采样

1

IA IC IA/C Ig Ek Eg 测量 电极输入 工作选择 校准 6

7

图5. CR-3型多功能腐蚀测量仪前面板元件结构图

（4） 数字显示屏：最大显示值为1999。电流测量时，“-”为阴极化数据，无符号（即“+”） 为阳极化数据；电位测量时，显示值为参比电极相对于工作电极的电位（注意：其

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符号与电化学理论中习用的“研究电极相对于参比电极的电位”的符号相反）。测量值超出显示范围时，数字全暗，改换量程即可重新显示。

（5） 指示灯：指示线性极化测量时仪器逻辑工作的极化时间（红灯）和采样时间（绿灯），电偶测量和自腐蚀电位测量时指示灯不变。

（6） 工作选择：可供选择线性极化测量时的阳极化(A)、阴极化(C)和阳/阴极交替极化(A/C)以及自腐蚀电位（Ek=Ecorr）测量；电偶测量时的电极Ⅰ或电极Ⅱ的自腐蚀电位(Ek)、电偶电位(Eg)和电偶电流(Ig)。

（7） 校准/测量：按下此键为校准状态，内部输入端与测量电极断开，接入一1KΩ标准电阻，可进行模拟极化状态下的校准，此键弹出时为测量状态。 2． 后面板元件功能说明

CR-3型多功能腐蚀测量仪的后面板元件结构如图6所示。

11

10 开 关 9 北京中腐防蚀科技发展公司 机号 出厂日期 编号 调零 Ⅰ Ⅱ 数 据 输 直流输出 E I 6V 0.5A 8

AC 220V 12 13 14 15

图6. CR-3型多功能腐蚀测量仪后面板元件结构图

（8） 电源插孔：交流220V输入 （9） 电源开关

（10） 调零Ⅱ：电压调零 （11） 调零Ⅰ：电流调零

（12） 数据输出：BCD代码数字打印输出，可接中腐防蚀科技发展公司产品CR-5 型数字打印机及其他型号打印机，可用于线性极化测量时极化电流和电偶腐蚀测量时电偶电流、电偶电位及自腐蚀电位测量的自动打印记录。本仪器数据输出为串行输出，接线图如图7所示。

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个 拾 佰 千

位 位 位 位 1 2 4 8 a.接地

b.打印指令

c.接地为十位小数点

d.接地为佰位小数点

e.接地为?A

f.高电平为千位小数点

a b c d e g.高电为mA

f f g

图7. 打印输出接线说明

（13） 直流输出：即模拟信号输出，接记录仪。E输出为电偶电位的输出端，I输出为极化电流或电偶电流Ig的输出端。 （14） 6V插孔：直流6V输入 （15） 0.5A电源保险丝 3． 线性极化测量

（1） 把电极插头插入“电极输入”插孔（1），按表3连接待测的三电极系统。 （2） 接通电源，数码管亮，预热15min 。 （3） 置“量程”（3）于2V挡，按下“Ek”键，数字显示值即为参比电极相对于工作电极的自腐蚀电位。负值表示工作电极电位高于参比电极电位，正值反之（注意：其符号与电化学理论中习用的“研究电极相对于参比电极的电位”的符号相反）。 （4） 根据测量所需选择极化值和极化方向，调整“量程”（3）至合适的电流量程范围。此时仪器内部按设计逻辑自动进行，首先经过约32s的自腐蚀电位跟随时间，然后开始恒电位极化（红灯亮），在极化过程结束前定时采样（绿灯亮），数字显示该次极化的测量电流值，并一直保持到下一个极化周期的采样时刻。 4． 电偶腐蚀测量

（1） 把电极插头插入“电极输入”插孔（1），按表3连接待测的三电极系统。根据测量所需，电极Ⅰ和电极Ⅱ可以互换。

（2） 接通电源，数码管亮，预热15min 。 （3） 置“量程”（3）于2V挡，按下“Ek”键，数字显示值即为参比电极相对于电极Ⅰ的自腐蚀电位。

（4） 按下“Eg”键，电偶对（电极Ⅰ和电极Ⅱ）自动短路偶接，此时数字显示值为参比电极相对于该电偶对的混合电位，即电偶电位。注意电位符号。

（5） 按下“Ig”键，调整“量程”至合适的电流量程范围，数字显示值为该电偶对中流过的零电阻电流，即电偶电流。 5． 直流电压和直流电流测量

CR-3型多功能腐蚀测量仪可用作数字电表，测量直流电压和直流电流。

（1） 直流电压测量：将工作电极夹和参比电极夹分别接到待测直流电压两端，接通电源，置“量程”（3）于2V挡，按下“Ek”键，数字显示值即为该电压值。

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