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序論：在您撰寫金屬腐蝕與防護論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
作者簡介：馮佃臣（1977-），男，內蒙古烏蘭察布人，內蒙古科技大學材料與冶金學院，講師；宋義全（1963-），男，河北撫寧人，內蒙古科技大學材料與冶金學院，教授。（內蒙古?包頭?014010）
基金項目：本文系內蒙古科技大學校內基金項目資助（項目編號：JY2009003）的研究成果。
中圖分類號：G642.3?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2011）11-0128-01
一、“金屬腐蝕與防護”課程概況
金屬材料作為社會經濟發展的必需品被各行各業大量使用，而金屬材料在絕大多數情況下與腐蝕性環境介質接觸就會發生腐蝕，因此，金屬的腐蝕與防護是一個重要的學科門類。
在化學、石油、造紙等工業中，金屬腐蝕造成設備的跑、冒、滴、漏會導致大量有毒物質的泄漏，污染環境，危害人民的健康。因此，研究與解決材料的腐蝕問題與防止環境污染、保護人民的健康息息相關。金屬的腐蝕甚至會帶來災難性的后果。在油氣田的開發中，從油水井管道和儲罐以及各種工藝設備都會遭受嚴重的腐蝕，造成巨大的經濟損失。1966年某天然氣井的套管發生硫化物應力腐蝕開裂，引發井噴和特大爆炸，造成人員傷亡，日產百萬立方米的高產氣井報廢。1971年某天然氣管線發生腐蝕斷裂，產生爆炸，直接經濟損失達7000萬元。1997年某化工廠?18個乙烯原料儲罐由于硫化物腐蝕引起大火，停產半年，直接損失達2億多元，間接損失巨大。1985年日本的一架波音747客機，由于應力腐蝕斷裂而墜毀，導致500余人喪生。
腐蝕破壞所造成的直接經濟損失也是十分驚人的。每年由于腐蝕可損失大約10～20％的金屬。2003年世界的鋼產量達到9.625億噸，中國的鋼產量高達2.2億噸，美國的鋼產量為0.914億噸。按下限計算，世界每年腐蝕掉的鋼大于美國的鋼產量；中國一年就有2200萬噸鋼被腐蝕掉，相當于腐蝕掉一個大型鋼鐵企業的年產量。通過普及腐蝕與防護知識，推廣應用先進的防腐蝕技術，可挽回經濟損失30％～40％。因此研究腐蝕規律、解決腐蝕破壞已成為國民經濟中迫切需要解決的重大問題。所以許多高校的工科專業開設了“金屬腐蝕與防護”課程。
“金屬腐蝕與防護”是金屬材料工程專業學生的一門專業選修課。主要介紹金屬腐蝕與防護方面的基礎知識，掌握有關金屬腐蝕與防護的基本理論和基礎知識，重點是電化學腐蝕的原理，以拓寬金屬材料專業學生的專業面，并使學生能夠在該領域從事基本的應用與研究工作。要求學生了解幾種常見的局部腐蝕的形式以及自然環境中的幾個腐蝕種類，了解各種環境腐蝕發生的影響因素及其防護措施。本科程為一門理論性與實用性并重的專業課，要求學生既要掌握扎實的理論基礎，又有較強的分析問題、解決問題的實踐能力，以適應社會的需求。
二、教學改革
之前本課程只是作為一門選修課，在課堂上以板書教學為主，學生以筆試的方式完成期末考核。近年來，材料研究課題有很多牽涉到材料的腐蝕方面的研究內容，本科生和碩士生的畢業論文工作又和指導教師的研究課題密切相關。有許多本科生畢業論文就是金屬腐蝕與防護相關的課題。但大多數學生對材料腐蝕的實驗方法了解甚少，甚至有時茫然不知所措，直接影響到了學生畢業論文的完成進度和完成質量。據統計，內蒙古科技大學材料與冶金學院（以下簡稱“我院”）2006年和2010年本科生畢業論文工作過程中，涉及到腐蝕實驗的學生占畢業生總數的20～30%，因而，使學生能較熟練地掌握材料的腐蝕研究實驗方法和研究體系勢在必行。
一直以來，我院材料工程和材料成型專業學生由于受較傳統的教學體制的影響，對材料的組織與性能方面等傳統實驗方法學習和實踐環節較多，而對其他實驗方法如電化學腐蝕等實驗和研究方法的學習和掌握較少甚至是空白。目前，由于國家對材料環境腐蝕的不斷重視，[1-2]特別是在國防現代化方面的投入和研究力度的加大，材料在自然環境中或特定腐蝕環境條件下的腐蝕特性和腐蝕規律的研究日益增多，[3-4]因而要求材料專業的學生應對材料的腐蝕的實驗方法進行學習，掌握材料腐蝕研究方法的實驗體系，以能應對和滿足今后工作和學習的進一步需求。
1.多媒體教學和傳統板書巧妙配合提高課堂效率
隨著教學輔助手段日益發展，“金屬腐蝕與防護”課程教學現在大量采用多媒體與板書相結合的教學形式。多媒體教學的特點是能夠顯示豐富的色彩、能容納大量的信息，可節約大量的課堂時間，教學直觀、易懂，能讓教學內容形聲化、表現手法多樣化，對學生的感官進行多路刺激，便于開展情境教學。例如，在介紹全面腐蝕和局部腐蝕時，可以利用圖片很容易說明每種腐蝕的形貌特點。
“尺有所短，寸有所長”，多媒體教學具有傳統教學所不具備的優勢，但也不能完全替代板書。多媒體教學攜帶的信息量大，給學生留下的思考時間就相對減少，學生沒有遞進式的思考和探究，往往跟不上教師的進度和思路，在講述基礎內容時板書的教學效果將更加明顯。例如，在講述腐蝕電化學原理一章中陰陽極的腐蝕反應方程式時，可以充分利用板書將腐蝕過程的反應方程依次列出，在重難點處可以進一步在黑板上進行擴展，學生看著黑板聽著教師的講解或描述，把思路集中在教學內容上，教師在黑板上表達清楚，有血有肉，有理有據，在下面聽的學生不斷思考，在對話交流的過程中讓學生感受到教師和學生的互動，這樣才能隨時迸發出思想的火花，發現值得探究的現象，產生引入深思的問題。
2.增設網絡課件，延伸教學體系
不管課堂教學如何內容豐富，但時效性很強。無論課堂組織多么優秀，學生也不可能在90分鐘內一直全神貫注聽講。為了便于學生及其他相近專業學生自主學習，為了做到資源共享，課題組還開發了“金屬腐蝕與防護”網絡課件，把課件放在教學網絡平臺上，把教學大綱、課程重點難點、課后練習、提高練習等放在網上。學生隨時可以學習，學生有問題可以在網上留言提問，教師及時回復，這樣就方便了學生的學習。
3.增加實驗教學培養學生獨立思考自主創新能力
由于“材料腐蝕與防護”是一門專業特色課程，與科研方向密切相關，其實驗課程的教學重點是培養學生發現問題，分析問題和解決問題的能力，提高學生的動手能力，為將來畢業論文的科研工作以及畢業后的工作提供基本方法、基本技能和科學思維的保障。針對材料專業學生的特點和培養目標，以及近年來畢業論文的需求，課題組教師精心設計了實驗體系。一是基礎驗證性實驗，重點培養學生基本技能，鞏固基本理論知識。二是以任務為目標，提出設計性實驗課題引導學生完成知識的綜合和提高，加深對腐蝕防護的理解。三是開辟綜合性開放性實驗室，提高學生綜合分析和設計實戰經驗。學生在開放實驗室里可以自主查閱資料設計實驗，指導教師予以指導。
我院在本課程的教學體系中增加了4學時的實驗課，這4學時的實驗課是在實驗室完成。學生親手做實驗，教師全程跟蹤指導。把實驗也作為學生本門課程結課的考核內容。
本課程的教學目標是傳授材料腐蝕與保護實驗方法和實驗技能，鍛煉學生的動手能力，培養學生良好的實驗習慣和科學的思維方法。材料腐蝕與保護實驗側重于實驗技能的強化和提高訓練，必須要求學生嚴格按照實驗步驟及操作規程執行，掌握基本的實驗技能，熟悉常用實驗儀器的使用方法，利用這些技能和方法解決科研問題。[5]這就為后續的畢業論文的完成打下了良好的基礎。
關鍵詞：金屬腐蝕 灰色關聯度 因子分析 因子
一、腐蝕現狀
據有關專家介紹，全球每1分鐘就有1噸鋼腐蝕成鐵銹。目前我國由于金屬材料和周圍環境發生化學或電化學反應所帶來的腐蝕損失每年大約5000億人民幣，約占我國國民生產總值的6%左右[4]。
近年來，石化行業大量進口高硫重質原油，在拓展原油采購渠道、提高原油加工量、降低原油成本和提高經濟效益等方面起到了重要的作用，但是大量加工高硫重質原油，也使石化行業中金屬設備的腐蝕日趨嚴重，因此搞清金屬腐蝕的機理，制定合理的防護措施，對于確保金屬構件安全長周期運行具有十分重要的意義[4]。
二、灰色關聯度分析
1.序列選擇
1.因子分析的基本方法
1.1因子提取
通過分析原始變量之間的相互關系，從中提取出數量較少的因子。提取方法是利用樣本數據得到因子載荷矩陣。利用因子載荷矩陣求解變量相關矩陣的特征值，根據特征值的大小確定因子數量。
1.2因子旋轉
因子分析的以這個重要的目的在于對原始變量進行綜合評價。利用因子分析提取得到的結果雖然保證了因子的正交性，也就是因子之間不相關，但因子對變量的解釋能力較弱，不易解釋和命名。這時可以通過對因子模型的旋轉變換，使公共因子的載荷系數更接近1或者接近0，通過這種方法得到的公共因子對變量的命名和解釋將變得更加容易。
1.3計算因子得分
四、結論與建議
從計算分析結果能夠看出該油田的腐蝕主因素是溫度、pH值、Cl-、HCO3-和Ca2+四個影響因素，在腐蝕的防治中要對這幾個重點影響因素進行預防。通過運用不同數學方法對數據進行分析，從不同的角度得出了相近的結果，兩種方法相互進行了驗證，保證了結論的正確性。
結合灰色關聯理論和因子分析兩種分析方法得出灰關聯因子分析法，該方法綜合了兩種方法的優點，一方面可以將不明確的內部關系明顯化，另一方面又能夠將眾多的因素進行整合?；谊P聯因子分析計算理論簡單，得出的分析結果具有系統性，能夠反應出金屬腐蝕因素的主次關系。
參考文獻
[1]張紅兵，賈來喜，李潞.SPSS寶典[M].電子工業出版社北京.2007.2.
[2]于秀林，任學松.多元統計分析[M].中國統計出版時北京.1995.5.
[3]于倩秀.陸梁油田生產系統腐蝕規律實驗研究及腐蝕速率預測技術[D].成都：西南石油大學[碩士論文]，2006.5.
關鍵詞：埋地金屬管道防腐陰極保護
我國石油、天然氣資源長距離輸送主要依靠埋地管道來實現，埋地輸油管道運輸方向不受限制，比公路、鐵路、水運等運輸方式安全、有效、運輸費用低，是目前最主要的油氣運輸方式。但埋地輸油管線大多以鋼管為主，長距離大口徑金屬管道埋入地下后必然要遭受嚴重的腐蝕。目前，國內外埋地鋼質管道廣泛采用陰極保護防護技術。
1、陰極保護技術
金屬發生腐蝕的實質是金屬與周圍環境發生電化學反應。金屬腐蝕時失去電子被氧化成為金屬陽離子。
腐蝕反應的陽極反應為：
陰極反應為：
金屬電化學腐蝕必須具備的4個條件：（1）必須有陽極和陰極；（2）陽極和陰極之間必須存在電位差；（3）陽極和陰極處于有流動自由離子的同一電解質中，；（4） 有電路連接。
根據金屬腐蝕原理，為減緩腐蝕，有效的途徑是減小或消除陰陽兩極間的電位差。實現陰極保護的方法主要有兩種。
1.1 外加電流陰極保護法
外加電流陰極保護法是將直流電源的負極連接到被保護的金屬，利用外加電流對金屬進行陰極極化（如圖1）[1]。
圖1 外加電流陰極保護原理示意圖
進行陰極保護時，用輔助陽極將保護電流傳遞給被保護金屬，被保護金屬在大地電池中成為陰極，表面只發生還原反應，不發生氧化反應，從而抑制被保護金屬的腐蝕。
1.2 犧牲陽極保護法
犧牲陽極保護法是在被保護金屬上連接一個如鎂陽極、鋅陽極或鋁陽極等電位更負的金屬作為陽極，使之與被保護金屬在電解質溶液中形成大電池，連接的金屬作為陽極被腐蝕消耗掉，被保護的金屬則為陰極，進行陰極極化，降低腐蝕速率。 （如圖2）。
圖2犧牲陽極陰極保護原理示意圖
2、陰極保護基本原理
圖3陰極保護原理的極化圖
陰極保護原理用腐蝕電極的極化圖進行解釋。由圖3可看出，Ea為金屬腐蝕陽極初始電位，Ec為金屬腐蝕陰極初始電位。未通外電流前，陽極極化和陰極極化曲線交于點S，點S電位為腐蝕電池的自腐蝕電位Ecorr與自腐蝕電流Icorr。在腐蝕電流作用下，金屬表面陽極不斷發生腐蝕破壞。對金屬施加陰極電流進行陰極保護，金屬自腐蝕電位向下方移動，當金屬總電位負移到Ep，所需極化電流為Ic，Ic由兩部分組成，一部分是外加電流的（相當于 BC 線段），另一部分是陽極溶解產生的電流（相當于 AB 段）。如圖可見陽極溶解的電流小于Icorr，表明金屬得到保護。外加陰極電流繼續增大，則金屬電位變得更負。當金屬極化電位負移到陽極初始電位Ea時，腐蝕電流趨于零，則金屬完全保護，此時外加電流就是使金屬達到完全保護所需電流[2]。
3、陰極保護參數
3.1最小保護電位
最小保護電位是陰極保護時金屬表面得到完全保護時的電位。在實際生產中，為兼顧保護程度和保護效率，給出了一個保護電位范圍，允許金屬在保護電位下以不大的速度進行均勻腐蝕[3]。我國國家標準規定了不同類型金屬構筑物在水中和埋地的保護電位范圍（見表1）。
3.2最小保護電流密度
在陰極保護中，當被保護結構達到最小保護電位時，所對應的保護電流密度稱最小保護電流密度。最小保護電流密度受金屬的表面狀態、環境條件及被保護金屬種類等多種因素的影響[4]。常見金屬構件最小保護電流密度見表2。
4、埋地管道陰極保護技術發展現狀
1823年，英國學者Davy用鋅作為犧牲陽極來防止固定木船銅包皮的鐵螺釘的腐蝕，開始了現代腐蝕科學中陰極保護技術的研究。1890年，愛迪生嘗試用外加陰極電流保護船舶，然而，由于當時沒有合適的陽極材料和電源設備，他的設想未能成功。1902年，K.Cohen成功將外加直流電流應用于陰極保護。1906年，Herbert Geppert建成了第一個管道陰極保護站，并于1908年3月27日申請了第一個有關外加電流陰極保護的德國專利[5]。如今，陰極保護技術經過190多年的發展，廣泛應用于地下管道、埋地儲罐、艦船、碼頭海洋平臺等設施，是一項實用、有效、簡便、經濟的金屬防蝕措施。
我國陰極保護技術發展得比較完備，但陰極保護檢測評價技術還比較落后，主要表現在以下兩個方面：（1）測試方法落后，長輸管線管地電位測量，普遍采用埋設測試樁來測量，這種方法在測量過程中，存在著土壤及防護層IR 降的影響，因此，通過近參比或地表法測量的極化電位，并不是真實的管道保護電位，致使長輸管道局部管段實際上處于欠保護狀況。（2）在電位測量的準確性與完整性上都需要進一步提高，部分管道基 本人工測量，沒有自動通/斷電系統，測得的是通電電位，含有 IR 降，這不符合現行標準要求。在遙測方面，國內也在大膽探索，但因路線和水平所限，進展緩慢。針對目前這些現狀，未來陰極護技術的發展大致朝以下幾個方向發展[6]：（1）實現陰極保護的計算機輔助設計、構建保護系統數學模型，優化保護參數實現對陰極保護效果的科學預測與評估。（2）開發研制對環境污染小、壽命長、穩定性好、高性能輔助陽極材料；（3）輸出功率高、體積小、環保、節能的陰極保護系統電源的應用；（4）建立陰極保護自檢測系統，以實現對陰極保護系統的遠程監測與控制。
參考文獻：
[1] 嚴大凡， 翁勇基， 董少華. 油氣長輸管道風險評價與完整性管理[M]. 北京： 化學工業出版社， 2005. 45-53.
[2] 鄧津洋， 馬夏康， 引謝平.長輸管道安全[M]. 北京： 化學工業出版社， 2004. 68-69.
[3] 郭明. 陰極保護技術的研究與應用[D]. 大慶石油學院碩士論文， 2006.8-13.
[4] 黃永昌. 電化學保護技術及其應用[J]. 腐蝕與防護，2000，21（4），191-193.
【關鍵詞】天然氣；管道運輸；防腐措施
中圖分類號：U473文獻標識碼： A
一、天然氣管道腐蝕的因素
（1）土壤腐蝕因素。土壤是具有固、液、氣三相的多孔性的膠質體，土壤的空隙被氣和水充滿，水中含有一定的鹽使土壤具有離子導電性。由于管道所埋土壤各處的物化性質不同、管道各部分的金相結構不同，如晶格缺陷、雜質、內部應力、表面粗糙程度等原因，一部分金屬易電離，帶正電的金屬離子進入土壤中，從而該段電子過剩電位變負；而另一部分金屬不容易電離，電位變正，從而在兩段間發生電子流動即發生氧化還原反應。失去電子的管道段成為陽極區，得到電子管道段則成為陰極區，并和土壤一起組成回路，形成了電化學電流即腐蝕電流，從而產生了土壤腐蝕。
（2）管道腐蝕因素。長輸埋地管道表面大都包裹有防腐層，將鋼管和腐蝕介質隔離，切斷電化學腐蝕電池的電路。 土壤腐蝕性介質從而浸入管體外壁，引起管道外腐蝕，再加上陰極保護不善，雜散電流的影響等均會使管道遭受腐蝕。
（3）金屬材料因素。金屬化學穩定性、合金成分、金屬表面狀態等都會影響金屬材料的腐蝕性 。
（4）大氣腐蝕。大氣中含有水蒸氣會在金屬表面冷凝形成水膜，這種水膜由于溶解了空氣中的氣體及其它雜質，可起到電解液的作用，使金屬表面發生電化學腐蝕。影響大氣腐蝕的自然因素除污染物外還有氣候條件。在非潮濕環境中，很多污染物幾乎沒有腐蝕效應。假如相對濕度超過80% ，腐蝕速度會迅速上升。因此，敷設在地溝中的管道或潮濕環境的架空管道表面極易銹蝕。
（5）細菌腐蝕 。細菌腐蝕也稱微生物腐蝕，參與管道土壤腐蝕過程的細菌通常有硫酸鹽還原菌、氧化菌 、鐵細菌 、硝酸鹽還原菌等。其中厭氧性硫酸鹽還原菌最具代表性。它在pH6～ 8 堿性和透氣性差的土壤中繁殖，廣泛地分布在海、 河 、湖泊水田、 沼澤的淤泥中， 它利用自身的生息，將硫酸鹽離子還原，同時促進陰極反應，生成硫化鐵等腐蝕產物，覆于管道表面，形成二次的局部腐蝕（孔蝕），所以在硫酸鹽還原菌腐蝕的現場，土壤顏色發黑，有硫化氫臭味。
（6）雜散電流腐蝕 。流散于大地中的電流對管道產生的腐蝕，又名干擾腐蝕，是一種外界因素引起的電化學腐蝕 。管道腐蝕部位由外部電流的極性和大小決定，其作用類似電解雜散電流從原油管道受電氣化鐵路的雜散電流腐蝕。在建成后約4個月即遭電流腐蝕穿孔交流電引起的腐蝕是在管道沿高壓輸電線敷設時，因電磁耦合在管道上感應的交流電所造成的，對人體和設備均有危害。
二、管道腐蝕防治措施
針對以上腐蝕原因提出相應防腐措施如下：
（1）涂層防護。涂層防護是管道防護最基本的方法。它的主要原理在于采用一些特殊材料涂抹到管道外側，起到隔離金屬管道的作用，腐蝕性物質無法與金屬直接接觸，因而起到防腐的作用。值得注意的是，有些管道在架設過程匯總不可避免的經過一些環境比較惡劣的地區，因此這就對涂膜材料的選擇提出了要求。一般來說，涂膜材料應該滿足以下幾個要求：材料自身性能穩定，不會與周圍腐蝕性物質發生反應，水的滲透率低，防止水與管道的接觸，耐微生物腐蝕能力強，出現問題時方便修復，成本低，可以大規模使用，滿足防腐要求的前提下滿足工程要求。
（2）改善金屬的本質。根據不同的用途選擇不同的材料組成耐腐蝕合金，或在金屬中添加合金元素，提高其耐蝕性，可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如，在鋼中加入鎳制成不銹鋼可以增強鋼的防腐蝕能力。
（3）電化學保護法。將被保護金屬極化成陰極來防止金屬腐蝕的方法。1928年第一次用于管道是將金屬腐蝕電池中陰極不受腐蝕而陽極受腐蝕的原理應用于金屬防腐技術上，利用外施電流迫使電解液中被保護金屬表面全部陰極極化，則腐蝕就不會發生。判定管道是否達到陰極保護的指標有兩項：一是最小保護電位，它是金屬在電解液中陰極極化到腐蝕過程停止時的電位，其值與環境等因素有關，常用的數值為-850毫伏 （相對于銅-硫酸銅參比電極測定）；二是最大保護電位，即被保護金屬表面容許達到的最高電位值。
（4）改善環境。改善環境對減少和防止金屬腐蝕有重要作用。例如，減少腐蝕介質的濃度，除去介質中的氧，控制環境溫度、濕度等，都可以減少和防止金屬腐蝕；也可以采用在腐蝕介質中添加能降低腐蝕速率的物質（緩蝕劑）來減少和防止金屬腐蝕。
（5）電蝕防止法。一是在雜散電流源有關設施上采取措施，使漏泄電流減小到最低限度；二是在敷設管道時盡量避開雜散電流地區，或提高擾管段絕緣防腐層質量，采用屏蔽、加裝絕緣法蘭等措施；三是對干擾管道作排流保護，即將雜散電流從擾管道排回產生漏泄電流的電網中，以消除雜散電流對管道的腐蝕。
三、天然氣管道腐蝕防治改進措施探討
當前，相對國外管道防腐較為先進的技術而言，我國對城市天然氣管道腐蝕防治的研究還存在著一些問題急需解決，管道防腐技術還有待改進。
3.1 積極開發管道防腐材料
我國當前所使用的管道防腐材料雖然基本已經實現了國產化，但是由于技術上的缺陷，所生產出來防腐材料難免會出現一些問題。因此，我們要加大對管道防腐材料的研究力度，通過借鑒國外先進的技術，結合國內的實情，運用到生產實踐當中去，生產出高質量的材料來更好的進行管道腐蝕的防護。
3.2 積極提升腐蝕管道的定位技術
進行天然氣管道腐蝕程度的測量需要我們擁有一個完善的防腐數據庫管理系統，我們要不斷的加強腐蝕管道的定位能力，使得腐蝕管道的定位快速而準確，這樣才能夠有效的找出天然氣管道的安全問題，排除安全隱患。當前我國在這一方面的技術和先進國家相比還存在著很大的差距，對管道防腐檢測技術投入足夠的精力，才能夠縮小和國外技術上的差距，增強我國管道腐蝕檢測的實力。
3.3 確保陰極的準確到位
在對管道進行電化學反應保護時我們要確保陰極的準確到位，才能夠保障腐蝕的是充當陽極的其他金屬，而不是消耗陰極的管道金屬。要確保陰極的準確到位，我們必須要關注陰極保護的關鍵參數。保護電流和保護電位是對陰極進行保護的關鍵參數，保護電位是金屬完全停止腐蝕時所需要的電位，保護電流則是被保護的結構單位面積中所需要的保護電流。只有準確的把握了陰極保護的關鍵參數，才能夠確保陰極保護的準確到位，對管道的保護才能夠得到保障。
四、結語
管道的防腐不僅關系到資源的有效利用，還關系到城市的正常運轉。保證管道不被腐蝕才能保證社會的平穩運行，因此管道的防腐問題應該引起足夠的重視，在開發新技術新材料的同時，注意對于現有工藝的改善，完善管道施工中的管理，避免人為因素對管道造成腐蝕，從多個方面綜合治理管道的腐蝕問題，才能將損失降到最低。
參考文獻：
[1]劉佳 天然氣管道的腐蝕原因及防治措施 2012年第6期 內江科技
[2]馮士明，胡延新.油氣管道腐蝕現狀及修復技術對策.99中國國際腐蝕控制大會論文集，1999
[3]王剛，李會影，劉振興.油氣管道的腐蝕與防護[J] 黑龍江科技信息，2010
【關鍵詞】天然氣管道 鹽堿地 陰極保護
1 引言
目前，國內外輸送天然氣資源主要依靠埋地方式鋪設長距離管道來實現，據聲明所說，僅中國石油天然氣股份有限公司，至2012年末，建設管道總長度增長到為66776千米，天然氣管道長度也增加到40995千米，是2000年為止所建天然氣管道長度的兩倍，且該公司目前擁有的天然氣管道長度已占到全國天然氣管道總長度的80%左右。預計2015年時，其天然氣管道長度可達到4.8萬千米，使長度再延長一倍。Visiongain也著眼于全球石油與天然氣管道市場分析表明，全球石油與天然氣管道市場將在2013年達到473.5億美元，包括世界各地的所有新的石油和天然氣管道的施工成本。
但由于埋地鋪設的輸氣管道大都處于復雜的土壤環境中，且土壤中含有不同分量的水和易電離的鹽類等物質，使土壤與管道金屬構成原電池，導致金屬管道外壁上發生不同程度的電化學腐蝕，甚至造成管道失效。一旦輸氣管道出現腐蝕穿孔就會造成油氣泄漏，不僅運輸中斷，而且會污染環境，還可能引發災難性事故，造成的經濟損失難以估量[1]。據調查，我國石油石化工業每年因腐蝕所造成的直接經濟損失達數億元。由于土壤的腐蝕性大小主要取決于土壤的含水量、含鹽種類和含量、pH值及有機物質和微生物含量等因素。因此，鹽類聚集的鹽堿地地區鋪設的輸氣管道所承受的腐蝕作用更為嚴重。
然而，輸氣管道一直是管道工程中的重要環節，它的防腐保護對保障能源運輸乃至于國民經濟的發展等起著十分重要的作用，故一直受到研究人員的關注。為了解決腐蝕問題，除可以在管道外壁覆蓋防腐絕緣層外，陰極保護技術也是防止金屬腐蝕的有效方法，適用于對土壤、淡水和海水等介質中的金屬腐蝕的保護，且經濟效益十分顯著。
2 土壤的腐蝕性分析
土壤是具有固、液、氣三相的毛細管多孔性的膠質體，土壤的空隙為空氣和水所充滿，水中含有一定量的鹽使土壤具有離子導電性[2]。土壤的PH值以及土壤中的含鹽量明顯高于一般的其他地區，其腐蝕性也相應變強。除此以外，還可依照土壤電阻率、自然電位、和氧化還原電位來判斷土壤的腐蝕性的強弱。
由于管道所埋土壤各處的物化性質不同、管道各部分的金相結構不同，如晶格缺陷、雜質、內部應力、表面粗糙程度等原因，一部分金屬易電離，帶正電的金屬離子進入土壤中，從而該段電子過剩電位變負；而另一部分金屬不容易電離，電位變正，從而在兩段間發生電子流動即發生氧化還原反應。失去電子的管道段成為陽極區，得到電子管道段則成為陰極區，并和土壤一起組成回路，形成了電化學電流即腐蝕電流，從而產生了土壤腐蝕[1]。假如管道各段落所處土壤透氣性不同，土壤中氧的濃度也就不同，從而使腐蝕電池發育，腐蝕電池兩極間的距離可達數公里。
3 陰極保護技術
在實際的工程應用中，將被保護的金屬陰極極化以消除電化學不均勻性所引起的金屬腐蝕的方法稱為陰極保護。陰極保護技術就是通過向被保護的管道通以足夠的直流電流，使管道表面產生陰極極化，減小或消除造成管道土壤腐蝕的各種原電池的電極電位差，使腐蝕電流趨于零，進而達到阻止管道腐蝕的目的[3]。該技術方法經過幾十年的快速發展，已經成為技術較為成熟，市場也較為廣闊的管道防腐技術，且操作簡單，實施安裝工程量不大的同時亦能起到很好的排流作用。陰極保護作為防腐層保護的一種補充手段是必不可少的，它可以彌補涂層的缺陷（破壞、漏點等）。因此，陰極保護技術作為第二道防線更好地抑制管線的腐蝕，也是反應管線防腐狀態的重要指標。
目前較為常用的兩種陰極保護方法分別是犧牲陽極陰極保護法和強制（外加）電流陰極保護法。前者是用一種腐蝕電位比被保護金屬腐蝕電位更負的金屬或合金與被保護體組成電偶電池，依靠負電性金屬不斷腐蝕溶解產生的電流供被保護金屬陰極極化而構成保護的方法，由于低電位金屬所在電偶電池中作為陽極，偶接后其自身腐蝕速度增加；后者則是利用外部直流電源直接向被保護金屬通以陰極電流，使之陰極極化，實現被保護體進入免蝕區而受到保護的方法，由輔助陽極、參比電極、直流電源和相關的連接電纜組成[4]。
犧牲陽極法和外加電流陰極保護法各有優缺點，有其各自的應用范圍，應根據供電條件、介質電阻率、所需保護電流的大小、運行過程中工藝條件變化情況、壽命要求、結構形狀等決定[4]。犧牲陽極陰極保護法不需外部電源，投產后維護管理工作量小，但在高電阻率環境中不宜使用，同時保護范圍和輸出電流小且輸出電流還不可調；強制電流陰極保護法輸出電流連續可調，保護范圍大，不受土壤電阻率的限制，適用性強，保護裝置使用壽命長，但是卻需外部電源，投產后需進行維護管理。通常情況下，對有電源、介質電阻率大、所需保護電流大、條件變化大、使用壽命長的大系統，應選用外加電流陰極保護，反之宜選用犧牲陽極保護[4]。在一些情況下，需要將犧牲陽極法和外加電流陰極保護法并聯防護才能取得良好的效果。
4 結論
天然氣輸送管道的防腐保護對保障能源運輸乃至于國民經濟的發展等起著十分重要的作用，尤其在鹽類聚集的地區，天然氣輸送管道的腐蝕穿孔問題十分嚴重，除在管道上覆蓋防腐絕緣層外，還可以輔助采用陰極保護技術抑制土壤對天然氣輸送管道的腐蝕作用。
參考文獻
[1] 劉佳. 天然氣管道的腐蝕原因防治措施[J].內江科技，2012（6）： 104-105
[2] 陳勝利，蘭志剛，宋積文，等. 長輸天然氣管線的腐蝕與防護[J]. 全面腐蝕控制，2011（1）： 38-41
一、選題的背景、意義及目的
20世紀50年代前腐蝕的定義只局限于金屬腐蝕。從50年代以后，許多權威的腐蝕學者
或研究機構傾向于把腐蝕的定義擴大到所有的材料。金屬及其合金至今仍然是最重要的結構材料，所以金屬腐蝕還是最引人注意的問題之一。腐蝕給合金材料造成的直接損失巨大。有人統計每年全世界腐蝕報廢的金屬約一億噸,占年產量的20%～40%。估計全世界每年因腐蝕報廢的鋼鐵設備相當于年產量的30%。顯然，金屬構件的毀壞，其價值遠比金屬材料的價值大的多；發達國家每年因腐蝕造成的經濟損失約占國民生產總值的2-4%；美國每年因腐蝕要多消耗3.4%的能源；我國每年因腐蝕造成的經濟損失至少達二百億。腐蝕的巨大危害不僅體現在經濟損失上，它還會帶來慘重的人員傷亡、環境污染、資源浪費、阻礙新技術的發展、促進自然資源的損耗。
電鍍技術對解決材料的腐蝕具有重大作用。 電鍍在工業中的作用大致分為美觀裝飾、防護延壽、特殊功能等三大類其作用有： 1、 美化產品美觀，提升產品附加值
通過在基體表面電鍍一層金屬鍍膜，賦予產品表面金屬質感、仿古色等多種精美金屬色，提高商品的附加值，在家居建材裝飾等行業廣泛應用，如：門鎖、燈具、衛浴、家居裝飾、工藝制品等。常見的鍍種有，鎳、鉻、仿金（黃銅）、黑鎳、金、銀等。 2、防護基體，延長產品壽命，節約金屬資源
防護性電鍍是電鍍加工工藝中主要的工藝種類之一。通過在基體表面鍍覆一層薄而致密的耐蝕鍍層或比基體電位負的陽極性鍍層，以達到保護基體、延長產品使用壽命的目的。在裝飾產品的同時也節約了資源。防護型鍍層廣泛應用在汽車、輪船、機械等行業。如：汽車輪轂、摩托車檔泥板、機械配件、鋼構等，代表工藝有多層鎳鉻、鋅、錫等。
3、使非金屬材料金屬化：塑料電鍍是此類工藝的代表。隨著塑料電鍍工藝的發展成熟，使得塑料等新材料工業得到了飛速發展，使得電子工業中的集成電路成為可能，推動了整個電子工業的發展，最具代表的就是PCB塑料電路板電鍍工藝。通過在塑料表面金屬化后鍍覆一層銅，再經過電路刻蝕后形集成電鍍板?，F代的體積小，功能強大的電子產品均得益于此電鍍工藝。
二、國內外電鍍技術研究現狀、水平及發展趨勢
目前，電鍍技術主要在裝飾、材料輕量化和異形結構加工方面研究發展較為成熟。現代汽車、摩托車和自行車日趨輕量化且豪華美觀, 其塑料電鍍發揮了重要作用。建筑裝飾已是建筑物的重要組成部分。無論是從經濟效益, 還是從提高建筑安全性能的角度來看, 采用輕質非金屬材料制作建筑裝飾件都是十分有利的, 而材料的首選就是玻璃鋼(FRP)。在FRP無電鍍技術以前, 在建筑中就有多項應用。減輕材料的重量，對建筑的安全性具有重要作用。塑料電鍍技術是首選。目前此技術已在建筑領域發揮巨大作用。
2007年12月14日，在北京航空航天大學如心學術會議廳，由北京電鍍學會組織召開了2007年下半年的電鍍新技術學術研討會。會議介紹了最近的研究成果，包括高性能貴金屬氧化物不溶性陽極、有機廢水電解處理、導電性納米電極、氫能利用、DSA的應用以及鍍金、鍍銠技術等。
塑料電鍍是現代加工工藝中典型的新型材料和新工藝結合的技術。隨著21世紀高科技發展的需要，塑料電鍍在工程和功能方面還會大幅度擴展，一些新的電鍍技術將會應運而生。如在陶瓷基上電鍍銅制作的電容器，對全塑封裝的小型變壓器的外封裝塑料進行電鍍來屏蔽電磁場，增強了變壓器的性能和壽命。塑料電鍍技術是值得表面處理界關注的技術,尤其是塑料表面的直接電鍍, 綜合了非金屬材料和金屬材料兩方面的優點, 只要設計人員對兩者的性能有足夠的了解, 充分加以利用, 就有可能制作出有特點的制品, 應用前景廣闊。
三、電鍍技術研究理論依據、內容和方法
電鍍指的是通過化學、物理手段在需要的材料表面鍍上保護材料，改變材料的性能。未來電鍍技術的發展在塑料、陶瓷方面研究前景廣闊。通常需要電鍍的材料為固態，被電鍍上的材料的有效成分在溶液中，通過外加電壓，使需電鍍的材料均勻析出在需要電鍍的材料表面。
通過理論計算需要電鍍材料的電勢，和所加的外加電壓，通過試驗，使需要的材料電鍍到使用材料上，從而改變材料的性能。
四、課題研究的過程
通過在網絡、圖書館收集有關電鍍的資料，對目前電鍍技術研究的現狀和同領域研究觀點的差別，提出自己的觀點。根據實際情況，安排收集資料、整理資料、總結資料的時間。規劃出寫論文的步驟。主要的是每一階段研究的時間作出明顯設定。保證研究過程環環緊扣，有條不紊，循序漸進。
關鍵詞：研討式教學；金屬腐蝕原理及應用；策略
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2016）10-0004-02
一、研討式教學的內涵
教育是立國之本，關系著國家的前途和命運。現階段我國采用的教育模式大多是應試教育，教師一般只注重傳授知識，而不太注重培養學生轉化知識、發現知識、創新知識的能力。隨著素質教育呼聲的不斷強大，研討式教學越來越受到人們的關注。
研討式教學是一種以解決問題為核心的教學模式，一般由教師在課堂上先提出問題，通過師生共同查閱資料、分析資料，最后探討出解決問題的方法。通過這一系列的活動，逐步提高學生分析問題和解決問題能力。
顯然，在一般的研討式教學過程中，研討主題由誰提出的問題被淡化了。正是這個缺陷，會使一般的研討式教學效果大打折扣，因為，發現問題、提出問題往往要比分析問題、解決問題更為重要。
二、“金屬腐蝕原理及應用”研討式教學改革的策略
研討式教學供給側改革的目的是改革現有以教師先提出課堂研討問題，然后通過各種研討式教學手段（閱讀自講式、討論式、啟發式、專題式、課題制式、案例和講授式等）來解決研討問題的模式，顯然這種模式或多或少帶有應試教育的痕跡。研討式教學供給側改革強調的是課堂研討問題由何而來的問題，即是由學生自主提出，還是由教師事先擬定，或者說重點解決研討主題中“問”的問題。因此，教師如何搭建一個讓學生能自主提出問題的實驗、實習、實踐平臺是研討式教育供給側改革的關鍵。結合我?！敖饘俑g原理及應用”課程研討式教學供給側改革的經驗成果，對研討式教學改革提出以下幾點建議。
（一）搭建問題平臺
一般研討式教學是通過教師事先提出問題，然后師生帶著教師提出的問題共同查找資料，研究、討論、實驗、探索解決問題的辦法。隨著教學的不斷進行，這種教學模式的弊端日益顯現，其不利于培育具有創新意識的主體人格[1]。研討式教學的供給側改革是由教師努力搭建一個讓學生自主提出問題的實驗、實習、實踐平臺，讓學生在通過做實驗、進行實習或者企業實踐的過程中，自主產生研討課的研討主題，再通過師生共同查閱資料、調查討論等手段解決研討主題。這種教學模式不僅會調動學生學習的積極性，還會使學生對課程內容產生越來越濃厚的興趣，最終讓學生更好地掌握課程內容。學生在研討問題過程中逐步掌握課程的基本知識、基本理論和基本技能，教師的作用是對學生查閱資料、思考問題和討論問題時的表現進行及時評判，即以裁判員的身份參與整個教學過程。
東北石油大學實行的“金屬腐蝕原理及應用”課程研討式教學改革是以強調學生自主發現問題、提出問題為主要改革目標。筆者對這門課進行一些簡單的介紹，“金屬腐蝕原理及應用”課程的主要內容包括三個部分：（1）腐蝕熱力學；（2）腐蝕動力學；（3）腐蝕與防護。前兩個部分歸屬于腐蝕原理內容，第三個部分屬于腐蝕應用內容。對于腐蝕熱力學內容來說，首先把學生在初、高中物理、化學課程熟悉的原電池實驗作為切入點。課堂上，教師提供自主研發并已申請國家專利的“便攜式原電池實驗裝置”，該裝置上安裝有LED燈泡，讓學生觀察燈泡發光具體現象后提出各種問題，例如：（1）燈泡為什么會亮？（2）電流是怎么產生的？（3）電動勢是怎么產生的？（4）電極的正、負極發生哪種電極反應？……課堂上教師及時篩選出符合教學大綱要求的討論主題。然后再按一般研討式課程模式進行主題研討。對于腐蝕動力學內容來說，應把學生在初、高中物理、化學課程熟悉的電解池實驗作為切入點。在課堂上，教師提供自主研發并已申請國家專利的“便攜式電解池實驗裝置”， 該裝置上安裝有恒電位儀，讓學生觀察具體現象后提出各種問題，例如：（1）極化是怎么產生的？（2）極化的種類？（3）外電流與極化之間的關系？（4）實測極化曲線如何測量？……這個過程不僅體現在一堂課或幾堂課上，而是貫穿整個課程的始終。對于腐蝕與防護內容，把大慶某金屬防腐管廠的實習、實踐作為切入點。這樣我們就完成了為給整門課程科學搭建提出問題有效平臺的任務，這個平臺可以簡稱為“兩池一廠”平臺。
（二）完成模糊研討到精準研討的轉變
在研討式教學中，學生的學習熱情濃厚，接觸到的新事物、新名詞較多，由于學生還處在專業知識積累的階段，理論儲備有限，無法自主提出涵蓋課程重點內容或涉及學科前沿的研討式教學主題，從而會產生研討主題與教學大綱內容不很貼切的現象，在此稱之為模糊研討。模糊研討不僅不會對學生的綜合能力有所提高，反而會因為內容的雜亂無序降低學生的學習熱情。這就需要教師啟迪學生的靈感，激發學生的擴散思維，誘導學生提出涵蓋教學大綱內容或涉及學科前沿的各種好奇主題，教師應及時精準地篩選出與課堂內容緊密相關的研討主題，實現從模糊研討到精準研討的轉變。
“金屬腐蝕原理及應用”課程的腐蝕電化學動力學部分涉及概念、名詞較多，難度較大，如果采用模糊研討，雖然也能傳授相關知識，提升學生的認知能力，但是通過這種模糊研討教學，學生只能學到缺少內在邏輯性的內容，無法形成系統的知識體系，直接影響學生在實習、實踐過程中對所學知識的靈活運用。這就需要教師誘導學生提出具有內在邏輯性的研討主題，從而做到精準研討。
極化是腐蝕動力學中重要的基本概念，吸氧腐蝕是生產中重要的腐蝕類型，電化學保護是腐蝕防護中重要的措施手段。三者之間由過電位或超電壓聯系起來，學生如果悟到了其中的內在規律性，才算真正掌握了這部分知識。教師在學生進行實驗、實習、實踐的過程中應反復強調：極化吸氧腐蝕析氫腐蝕電化學保護這條主線，促使學生早日完成由量變到質變的飛躍。
（三）增大課程考核中自主創新的比重
以往的研討式教學大多都是在課堂上以小組討論或者圓桌會議的形式完成的[2]。學生對于所學到的專業知識，如何在實習、實踐中運用的問題認識不足，以至于理論脫離實踐。為解決這種弊端，應當改變教學環境，把課堂轉移到現場實習、實踐中來，貼近實際，在學習中運用，在運用中學習，循環往復，激勵創新。例如：在學生識別不同類型的腐蝕后，組織學生思考如何解決不同類型的腐蝕問題，如何采取科學的防護措施，讓學生積極主動地尋求解決問題的新辦法。向學生介紹廠內最新的防腐技術，讓學生了解并掌握最新防腐措施，緊跟防腐技術的新潮流，大大拓寬了學生的知識面。在供給側研討式教學改革的學生成績考核過程中，對于提出可能撰寫出科技論文或可能獲得國家專利的有效自主創新性創意的同學，應該給予更多的額外加分。
三、“金屬腐蝕原理及應用”改革研討式教學的實施原則
一般研討式教學是自由、開放的教學模式，注重培養學生的創新思維與創新能力，不拘于教學環境和形式[3]。但這并不意味著這種教學模式是一種十分完美的過程，從供給側改革研討式教學就是對一般研討式教學的補充和完善，在改革過程中應該堅持以下原則。
（一）“三嚴”原則
1.嚴格突出研討主題的學生自主提出的原則。只有學生自主提出的問題，才有可能是學生最感興趣的問題，才有可能充分發揮學生的主體作用，才有可能誘發學生的學習熱情，才有可能提高學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力，在研討式教學供給側改革中，應嚴格突出研討主題的學生自主提出的原則。
2.嚴格強調考核成績中自主創新比重的原則。研討式教學模式相對于傳統教學模式的優點在于研討式教學更注重學生天賦的發揮，更注重培養學生的創新意識和創新能力。因此創新意識和創新能力的培養就要貫穿于研討式課程的始終，為此，在研討式教學供給側改革中，應嚴格強調自主創新意識在考核成績中所占的比重。
3.嚴格把握研討過程教師裁判員作用的原則。對比傳統應試教學模式，研討式教學模式中教師的角色發生了巨大的變化，教師不再是傳授知識的教練員，而是研討式教學中的啟蒙者或裁判員。在研討式教學供給側改革中，應嚴格把握教師的參與角色，對于學生自主提出的有意義、有價值的研討主題，教師要給予及時的肯定。
（二）“三實”原則
1.實驗平臺應起到知識銜接與啟蒙問題作用的原
則。在研討式教學中，一門課程的開始幾節課，研討主題的提出往往需要以簡單實驗為切入點，這就需要教師為學生精心設計出簡易科學的實驗平臺，使該平臺起到知識銜接與啟蒙問題的作用。
2.實習平臺應起到知識物化與深化問題作用的原
則。研討式教學中為了使知識與應用密切聯系，認識實習往往可以幫助學生更好地理解、運用所學到的知識，把課本上的抽象概念與生產企業的設備、工藝、裝置結合起來，往往會起到事半功倍的作用。在研討式教學供給側改革中，需要教師為學生搭建方便合理的實習平臺，該平臺應能起到知識物化與深化問題的作用。
3.實踐平臺應起到知識應用與創新問題作用的原
則。研討式教學中，動手能力的培養是十分重要的，無論是調研、設計、討論還是加工、生產、制造均能提高學生的動手能力，實踐出真知。因此，在研討式教學供給側改革中，教師應該為學生創建內容豐富的實踐平臺。
參考文獻：
[1]苗東利，雷佑安.研討式教學在高校教學中的應用[J].
大學學報，2012，（10）.
[2]彭耶萍，顏一鳴.淺談研討式教學模式對學生學習過程
的影響[J].考試周刊，2015，（48）.
