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序论：在您撰写金属腐蚀与防护论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
作者简介：冯佃臣（1977-），男，内蒙古乌兰察布人，内蒙古科技大学材料与冶金学院，讲师；宋义全（1963-），男，河北抚宁人，内蒙古科技大学材料与冶金学院，教授。（内蒙古 包头 014010）
基金项目：本文系内蒙古科技大学校内基金项目资助（项目编号：JY2009003）的研究成果。
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）11-0128-01
一、“金属腐蚀与防护”课程概况
金属材料作为社会经济发展的必需品被各行各业大量使用，而金属材料在绝大多数情况下与腐蚀性环境介质接触就会发生腐蚀，因此，金属的腐蚀与防护是一个重要的学科门类。
在化学、石油、造纸等工业中，金属腐蚀造成设备的跑、冒、滴、漏会导致大量有毒物质的泄漏，污染环境，危害人民的健康。因此，研究与解决材料的腐蚀问题与防止环境污染、保护人民的健康息息相关。金属的腐蚀甚至会带来灾难性的后果。在油气田的开发中，从油水井管道和储罐以及各种工艺设备都会遭受严重的腐蚀，造成巨大的经济损失。1966年某天然气井的套管发生硫化物应力腐蚀开裂，引发井喷和特大爆炸，造成人员伤亡，日产百万立方米的高产气井报废。1971年某天然气管线发生腐蚀断裂，产生爆炸，直接经济损失达7000万元。1997年某化工厂 18个乙烯原料储罐由于硫化物腐蚀引起大火，停产半年，直接损失达2亿多元，间接损失巨大。1985年日本的一架波音747客机，由于应力腐蚀断裂而坠毁，导致500余人丧生。
腐蚀破坏所造成的直接经济损失也是十分惊人的。每年由于腐蚀可损失大约10～20％的金属。2003年世界的钢产量达到9.625亿吨，中国的钢产量高达2.2亿吨，美国的钢产量为0.914亿吨。按下限计算，世界每年腐蚀掉的钢大于美国的钢产量；中国一年就有2200万吨钢被腐蚀掉，相当于腐蚀掉一个大型钢铁企业的年产量。通过普及腐蚀与防护知识，推广应用先进的防腐蚀技术，可挽回经济损失30％～40％。因此研究腐蚀规律、解决腐蚀破坏已成为国民经济中迫切需要解决的重大问题。所以许多高校的工科专业开设了“金属腐蚀与防护”课程。
“金属腐蚀与防护”是金属材料工程专业学生的一门专业选修课。主要介绍金属腐蚀与防护方面的基础知识，掌握有关金属腐蚀与防护的基本理论和基础知识，重点是电化学腐蚀的原理，以拓宽金属材料专业学生的专业面，并使学生能够在该领域从事基本的应用与研究工作。要求学生了解几种常见的局部腐蚀的形式以及自然环境中的几个腐蚀种类，了解各种环境腐蚀发生的影响因素及其防护措施。本科程为一门理论性与实用性并重的专业课，要求学生既要掌握扎实的理论基础，又有较强的分析问题、解决问题的实践能力，以适应社会的需求。
二、教学改革
之前本课程只是作为一门选修课，在课堂上以板书教学为主，学生以笔试的方式完成期末考核。近年来，材料研究课题有很多牵涉到材料的腐蚀方面的研究内容，本科生和硕士生的毕业论文工作又和指导教师的研究课题密切相关。有许多本科生毕业论文就是金属腐蚀与防护相关的课题。但大多数学生对材料腐蚀的实验方法了解甚少，甚至有时茫然不知所措，直接影响到了学生毕业论文的完成进度和完成质量。据统计，内蒙古科技大学材料与冶金学院（以下简称“我院”）2006年和2010年本科生毕业论文工作过程中，涉及到腐蚀实验的学生占毕业生总数的20～30%，因而，使学生能较熟练地掌握材料的腐蚀研究实验方法和研究体系势在必行。
一直以来，我院材料工程和材料成型专业学生由于受较传统的教学体制的影响，对材料的组织与性能方面等传统实验方法学习和实践环节较多，而对其他实验方法如电化学腐蚀等实验和研究方法的学习和掌握较少甚至是空白。目前，由于国家对材料环境腐蚀的不断重视，[1-2]特别是在国防现代化方面的投入和研究力度的加大，材料在自然环境中或特定腐蚀环境条件下的腐蚀特性和腐蚀规律的研究日益增多，[3-4]因而要求材料专业的学生应对材料的腐蚀的实验方法进行学习，掌握材料腐蚀研究方法的实验体系，以能应对和满足今后工作和学习的进一步需求。
1.多媒体教学和传统板书巧妙配合提高课堂效率
随着教学辅助手段日益发展，“金属腐蚀与防护”课程教学现在大量采用多媒体与板书相结合的教学形式。多媒体教学的特点是能够显示丰富的色彩、能容纳大量的信息，可节约大量的课堂时间，教学直观、易懂，能让教学内容形声化、表现手法多样化，对学生的感官进行多路刺激，便于开展情境教学。例如，在介绍全面腐蚀和局部腐蚀时，可以利用图片很容易说明每种腐蚀的形貌特点。
“尺有所短，寸有所长”，多媒体教学具有传统教学所不具备的优势，但也不能完全替代板书。多媒体教学携带的信息量大，给学生留下的思考时间就相对减少，学生没有递进式的思考和探究，往往跟不上教师的进度和思路，在讲述基础内容时板书的教学效果将更加明显。例如，在讲述腐蚀电化学原理一章中阴阳极的腐蚀反应方程式时，可以充分利用板书将腐蚀过程的反应方程依次列出，在重难点处可以进一步在黑板上进行扩展，学生看着黑板听着教师的讲解或描述，把思路集中在教学内容上，教师在黑板上表达清楚，有血有肉，有理有据，在下面听的学生不断思考，在对话交流的过程中让学生感受到教师和学生的互动，这样才能随时迸发出思想的火花，发现值得探究的现象，产生引入深思的问题。
2.增设网络课件，延伸教学体系
不管课堂教学如何内容丰富，但时效性很强。无论课堂组织多么优秀，学生也不可能在90分钟内一直全神贯注听讲。为了便于学生及其他相近专业学生自主学习，为了做到资源共享，课题组还开发了“金属腐蚀与防护”网络课件，把课件放在教学网络平台上，把教学大纲、课程重点难点、课后练习、提高练习等放在网上。学生随时可以学习，学生有问题可以在网上留言提问，教师及时回复，这样就方便了学生的学习。
3.增加实验教学培养学生独立思考自主创新能力
由于“材料腐蚀与防护”是一门专业特色课程，与科研方向密切相关，其实验课程的教学重点是培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力，提高学生的动手能力，为将来毕业论文的科研工作以及毕业后的工作提供基本方法、基本技能和科学思维的保障。针对材料专业学生的特点和培养目标，以及近年来毕业论文的需求，课题组教师精心设计了实验体系。一是基础验证性实验，重点培养学生基本技能，巩固基本理论知识。二是以任务为目标，提出设计性实验课题引导学生完成知识的综合和提高，加深对腐蚀防护的理解。三是开辟综合性开放性实验室，提高学生综合分析和设计实战经验。学生在开放实验室里可以自主查阅资料设计实验，指导教师予以指导。
我院在本课程的教学体系中增加了4学时的实验课，这4学时的实验课是在实验室完成。学生亲手做实验，教师全程跟踪指导。把实验也作为学生本门课程结课的考核内容。
本课程的教学目标是传授材料腐蚀与保护实验方法和实验技能，锻炼学生的动手能力，培养学生良好的实验习惯和科学的思维方法。材料腐蚀与保护实验侧重于实验技能的强化和提高训练，必须要求学生严格按照实验步骤及操作规程执行，掌握基本的实验技能，熟悉常用实验仪器的使用方法，利用这些技能和方法解决科研问题。[5]这就为后续的毕业论文的完成打下了良好的基础。
关键词：金属腐蚀 灰色关联度 因子分析 因子
一、腐蚀现状
据有关专家介绍，全球每1分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈。目前我国由于金属材料和周围环境发生化学或电化学反应所带来的腐蚀损失每年大约5000亿人民币，约占我国国民生产总值的6%左右[4]。
近年来，石化行业大量进口高硫重质原油，在拓展原油采购渠道、提高原油加工量、降低原油成本和提高经济效益等方面起到了重要的作用，但是大量加工高硫重质原油，也使石化行业中金属设备的腐蚀日趋严重，因此搞清金属腐蚀的机理，制定合理的防护措施，对于确保金属构件安全长周期运行具有十分重要的意义[4]。
二、灰色关联度分析
1.序列选择
1.因子分析的基本方法
1.1因子提取
通过分析原始变量之间的相互关系，从中提取出数量较少的因子。提取方法是利用样本数据得到因子载荷矩阵。利用因子载荷矩阵求解变量相关矩阵的特征值，根据特征值的大小确定因子数量。
1.2因子旋转
因子分析的以这个重要的目的在于对原始变量进行综合评价。利用因子分析提取得到的结果虽然保证了因子的正交性，也就是因子之间不相关，但因子对变量的解释能力较弱，不易解释和命名。这时可以通过对因子模型的旋转变换，使公共因子的载荷系数更接近1或者接近0，通过这种方法得到的公共因子对变量的命名和解释将变得更加容易。
1.3计算因子得分
四、结论与建议
从计算分析结果能够看出该油田的腐蚀主因素是温度、pH值、Cl-、HCO3-和Ca2+四个影响因素，在腐蚀的防治中要对这几个重点影响因素进行预防。通过运用不同数学方法对数据进行分析，从不同的角度得出了相近的结果，两种方法相互进行了验证，保证了结论的正确性。
结合灰色关联理论和因子分析两种分析方法得出灰关联因子分析法，该方法综合了两种方法的优点，一方面可以将不明确的内部关系明显化，另一方面又能够将众多的因素进行整合。灰关联因子分析计算理论简单，得出的分析结果具有系统性，能够反应出金属腐蚀因素的主次关系。
参考文献
[1]张红兵，贾来喜，李潞.SPSS宝典[M].电子工业出版社北京.2007.2.
[2]于秀林，任学松.多元统计分析[M].中国统计出版时北京.1995.5.
[3]于倩秀.陆梁油田生产系统腐蚀规律实验研究及腐蚀速率预测技术[D].成都：西南石油大学[硕士论文]，2006.5.
关键词：埋地金属管道防腐阴极保护
我国石油、天然气资源长距离输送主要依靠埋地管道来实现，埋地输油管道运输方向不受限制，比公路、铁路、水运等运输方式安全、有效、运输费用低，是目前最主要的油气运输方式。但埋地输油管线大多以钢管为主，长距离大口径金属管道埋入地下后必然要遭受严重的腐蚀。目前，国内外埋地钢质管道广泛采用阴极保护防护技术。
1、阴极保护技术
金属发生腐蚀的实质是金属与周围环境发生电化学反应。金属腐蚀时失去电子被氧化成为金属阳离子。
腐蚀反应的阳极反应为：
阴极反应为：
金属电化学腐蚀必须具备的4个条件：（1）必须有阳极和阴极；（2）阳极和阴极之间必须存在电位差；（3）阳极和阴极处于有流动自由离子的同一电解质中，；（4） 有电路连接。
根据金属腐蚀原理，为减缓腐蚀，有效的途径是减小或消除阴阳两极间的电位差。实现阴极保护的方法主要有两种。
1.1 外加电流阴极保护法
外加电流阴极保护法是将直流电源的负极连接到被保护的金属，利用外加电流对金属进行阴极极化（如图1）[1]。
图1 外加电流阴极保护原理示意图
进行阴极保护时，用辅助阳极将保护电流传递给被保护金属，被保护金属在大地电池中成为阴极，表面只发生还原反应，不发生氧化反应，从而抑制被保护金属的腐蚀。
1.2 牺牲阳极保护法
牺牲阳极保护法是在被保护金属上连接一个如镁阳极、锌阳极或铝阳极等电位更负的金属作为阳极，使之与被保护金属在电解质溶液中形成大电池，连接的金属作为阳极被腐蚀消耗掉，被保护的金属则为阴极，进行阴极极化，降低腐蚀速率。 （如图2）。
图2牺牲阳极阴极保护原理示意图
2、阴极保护基本原理
图3阴极保护原理的极化图
阴极保护原理用腐蚀电极的极化图进行解释。由图3可看出，Ea为金属腐蚀阳极初始电位，Ec为金属腐蚀阴极初始电位。未通外电流前，阳极极化和阴极极化曲线交于点S，点S电位为腐蚀电池的自腐蚀电位Ecorr与自腐蚀电流Icorr。在腐蚀电流作用下，金属表面阳极不断发生腐蚀破坏。对金属施加阴极电流进行阴极保护，金属自腐蚀电位向下方移动，当金属总电位负移到Ep，所需极化电流为Ic，Ic由两部分组成，一部分是外加电流的（相当于 BC 线段），另一部分是阳极溶解产生的电流（相当于 AB 段）。如图可见阳极溶解的电流小于Icorr，表明金属得到保护。外加阴极电流继续增大，则金属电位变得更负。当金属极化电位负移到阳极初始电位Ea时，腐蚀电流趋于零，则金属完全保护，此时外加电流就是使金属达到完全保护所需电流[2]。
3、阴极保护参数
3.1最小保护电位
最小保护电位是阴极保护时金属表面得到完全保护时的电位。在实际生产中，为兼顾保护程度和保护效率，给出了一个保护电位范围，允许金属在保护电位下以不大的速度进行均匀腐蚀[3]。我国国家标准规定了不同类型金属构筑物在水中和埋地的保护电位范围（见表1）。
3.2最小保护电流密度
在阴极保护中，当被保护结构达到最小保护电位时，所对应的保护电流密度称最小保护电流密度。最小保护电流密度受金属的表面状态、环境条件及被保护金属种类等多种因素的影响[4]。常见金属构件最小保护电流密度见表2。
4、埋地管道阴极保护技术发展现状
1823年，英国学者Davy用锌作为牺牲阳极来防止固定木船铜包皮的铁螺钉的腐蚀，开始了现代腐蚀科学中阴极保护技术的研究。1890年，爱迪生尝试用外加阴极电流保护船舶，然而，由于当时没有合适的阳极材料和电源设备，他的设想未能成功。1902年，K.Cohen成功将外加直流电流应用于阴极保护。1906年，Herbert Geppert建成了第一个管道阴极保护站，并于1908年3月27日申请了第一个有关外加电流阴极保护的德国专利[5]。如今，阴极保护技术经过190多年的发展，广泛应用于地下管道、埋地储罐、舰船、码头海洋平台等设施，是一项实用、有效、简便、经济的金属防蚀措施。
我国阴极保护技术发展得比较完备，但阴极保护检测评价技术还比较落后，主要表现在以下两个方面：（1）测试方法落后，长输管线管地电位测量，普遍采用埋设测试桩来测量，这种方法在测量过程中，存在着土壤及防护层IR 降的影响，因此，通过近参比或地表法测量的极化电位，并不是真实的管道保护电位，致使长输管道局部管段实际上处于欠保护状况。（2）在电位测量的准确性与完整性上都需要进一步提高，部分管道基 本人工测量，没有自动通/断电系统，测得的是通电电位，含有 IR 降，这不符合现行标准要求。在遥测方面，国内也在大胆探索，但因路线和水平所限，进展缓慢。针对目前这些现状，未来阴极护技术的发展大致朝以下几个方向发展[6]：（1）实现阴极保护的计算机辅助设计、构建保护系统数学模型，优化保护参数实现对阴极保护效果的科学预测与评估。（2）开发研制对环境污染小、寿命长、稳定性好、高性能辅助阳极材料；（3）输出功率高、体积小、环保、节能的阴极保护系统电源的应用；（4）建立阴极保护自检测系统，以实现对阴极保护系统的远程监测与控制。
参考文献：
[1] 严大凡， 翁勇基， 董少华. 油气长输管道风险评价与完整性管理[M]. 北京： 化学工业出版社， 2005. 45-53.
[2] 邓津洋， 马夏康， 引谢平.长输管道安全[M]. 北京： 化学工业出版社， 2004. 68-69.
[3] 郭明. 阴极保护技术的研究与应用[D]. 大庆石油学院硕士论文， 2006.8-13.
[4] 黄永昌. 电化学保护技术及其应用[J]. 腐蚀与防护，2000，21（4），191-193.
【关键词】天然气；管道运输；防腐措施
中图分类号：U473文献标识码： A
一、天然气管道腐蚀的因素
（1）土壤腐蚀因素。土壤是具有固、液、气三相的多孔性的胶质体，土壤的空隙被气和水充满，水中含有一定的盐使土壤具有离子导电性。由于管道所埋土壤各处的物化性质不同、管道各部分的金相结构不同，如晶格缺陷、杂质、内部应力、表面粗糙程度等原因，一部分金属易电离，带正电的金属离子进入土壤中，从而该段电子过剩电位变负；而另一部分金属不容易电离，电位变正，从而在两段间发生电子流动即发生氧化还原反应。失去电子的管道段成为阳极区，得到电子管道段则成为阴极区，并和土壤一起组成回路，形成了电化学电流即腐蚀电流，从而产生了土壤腐蚀。
（2）管道腐蚀因素。长输埋地管道表面大都包裹有防腐层，将钢管和腐蚀介质隔离，切断电化学腐蚀电池的电路。 土壤腐蚀性介质从而浸入管体外壁，引起管道外腐蚀，再加上阴极保护不善，杂散电流的影响等均会使管道遭受腐蚀。
（3）金属材料因素。金属化学稳定性、合金成分、金属表面状态等都会影响金属材料的腐蚀性 。
（4）大气腐蚀。大气中含有水蒸气会在金属表面冷凝形成水膜，这种水膜由于溶解了空气中的气体及其它杂质，可起到电解液的作用，使金属表面发生电化学腐蚀。影响大气腐蚀的自然因素除污染物外还有气候条件。在非潮湿环境中，很多污染物几乎没有腐蚀效应。假如相对湿度超过80% ，腐蚀速度会迅速上升。因此，敷设在地沟中的管道或潮湿环境的架空管道表面极易锈蚀。
（5）细菌腐蚀 。细菌腐蚀也称微生物腐蚀，参与管道土壤腐蚀过程的细菌通常有硫酸盐还原菌、氧化菌 、铁细菌 、硝酸盐还原菌等。其中厌氧性硫酸盐还原菌最具代表性。它在pH6～ 8 碱性和透气性差的土壤中繁殖，广泛地分布在海、 河 、湖泊水田、 沼泽的淤泥中， 它利用自身的生息，将硫酸盐离子还原，同时促进阴极反应，生成硫化铁等腐蚀产物，覆于管道表面，形成二次的局部腐蚀（孔蚀），所以在硫酸盐还原菌腐蚀的现场，土壤颜色发黑，有硫化氢臭味。
（6）杂散电流腐蚀 。流散于大地中的电流对管道产生的腐蚀，又名干扰腐蚀，是一种外界因素引起的电化学腐蚀 。管道腐蚀部位由外部电流的极性和大小决定，其作用类似电解杂散电流从原油管道受电气化铁路的杂散电流腐蚀。在建成后约4个月即遭电流腐蚀穿孔交流电引起的腐蚀是在管道沿高压输电线敷设时，因电磁耦合在管道上感应的交流电所造成的，对人体和设备均有危害。
二、管道腐蚀防治措施
针对以上腐蚀原因提出相应防腐措施如下：
（1）涂层防护。涂层防护是管道防护最基本的方法。它的主要原理在于采用一些特殊材料涂抹到管道外侧，起到隔离金属管道的作用，腐蚀性物质无法与金属直接接触，因而起到防腐的作用。值得注意的是，有些管道在架设过程汇总不可避免的经过一些环境比较恶劣的地区，因此这就对涂膜材料的选择提出了要求。一般来说，涂膜材料应该满足以下几个要求：材料自身性能稳定，不会与周围腐蚀性物质发生反应，水的渗透率低，防止水与管道的接触，耐微生物腐蚀能力强，出现问题时方便修复，成本低，可以大规模使用，满足防腐要求的前提下满足工程要求。
（2）改善金属的本质。根据不同的用途选择不同的材料组成耐腐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强钢的防腐蚀能力。
（3）电化学保护法。将被保护金属极化成阴极来防止金属腐蚀的方法。1928年第一次用于管道是将金属腐蚀电池中阴极不受腐蚀而阳极受腐蚀的原理应用于金属防腐技术上，利用外施电流迫使电解液中被保护金属表面全部阴极极化，则腐蚀就不会发生。判定管道是否达到阴极保护的指标有两项：一是最小保护电位，它是金属在电解液中阴极极化到腐蚀过程停止时的电位，其值与环境等因素有关，常用的数值为-850毫伏 （相对于铜-硫酸铜参比电极测定）；二是最大保护电位，即被保护金属表面容许达到的最高电位值。
（4）改善环境。改善环境对减少和防止金属腐蚀有重要作用。例如，减少腐蚀介质的浓度，除去介质中的氧，控制环境温度、湿度等，都可以减少和防止金属腐蚀；也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质（缓蚀剂）来减少和防止金属腐蚀。
（5）电蚀防止法。一是在杂散电流源有关设施上采取措施，使漏泄电流减小到最低限度；二是在敷设管道时尽量避开杂散电流地区，或提高扰管段绝缘防腐层质量，采用屏蔽、加装绝缘法兰等措施；三是对干扰管道作排流保护，即将杂散电流从扰管道排回产生漏泄电流的电网中，以消除杂散电流对管道的腐蚀。
三、天然气管道腐蚀防治改进措施探讨
当前，相对国外管道防腐较为先进的技术而言，我国对城市天然气管道腐蚀防治的研究还存在着一些问题急需解决，管道防腐技术还有待改进。
3.1 积极开发管道防腐材料
我国当前所使用的管道防腐材料虽然基本已经实现了国产化，但是由于技术上的缺陷，所生产出来防腐材料难免会出现一些问题。因此，我们要加大对管道防腐材料的研究力度，通过借鉴国外先进的技术，结合国内的实情，运用到生产实践当中去，生产出高质量的材料来更好的进行管道腐蚀的防护。
3.2 积极提升腐蚀管道的定位技术
进行天然气管道腐蚀程度的测量需要我们拥有一个完善的防腐数据库管理系统，我们要不断的加强腐蚀管道的定位能力，使得腐蚀管道的定位快速而准确，这样才能够有效的找出天然气管道的安全问题，排除安全隐患。当前我国在这一方面的技术和先进国家相比还存在着很大的差距，对管道防腐检测技术投入足够的精力，才能够缩小和国外技术上的差距，增强我国管道腐蚀检测的实力。
3.3 确保阴极的准确到位
在对管道进行电化学反应保护时我们要确保阴极的准确到位，才能够保障腐蚀的是充当阳极的其他金属，而不是消耗阴极的管道金属。要确保阴极的准确到位，我们必须要关注阴极保护的关键参数。保护电流和保护电位是对阴极进行保护的关键参数，保护电位是金属完全停止腐蚀时所需要的电位，保护电流则是被保护的结构单位面积中所需要的保护电流。只有准确的把握了阴极保护的关键参数，才能够确保阴极保护的准确到位，对管道的保护才能够得到保障。
四、结语
管道的防腐不仅关系到资源的有效利用，还关系到城市的正常运转。保证管道不被腐蚀才能保证社会的平稳运行，因此管道的防腐问题应该引起足够的重视，在开发新技术新材料的同时，注意对于现有工艺的改善，完善管道施工中的管理，避免人为因素对管道造成腐蚀，从多个方面综合治理管道的腐蚀问题，才能将损失降到最低。
参考文献：
[1]刘佳 天然气管道的腐蚀原因及防治措施 2012年第6期 内江科技
[2]冯士明，胡延新.油气管道腐蚀现状及修复技术对策.99中国国际腐蚀控制大会论文集，1999
[3]王刚，李会影，刘振兴.油气管道的腐蚀与防护[J] 黑龙江科技信息，2010
【关键词】天然气管道 盐碱地 阴极保护
1 引言
目前，国内外输送天然气资源主要依靠埋地方式铺设长距离管道来实现，据声明所说，仅中国石油天然气股份有限公司，至2012年末，建设管道总长度增长到为66776千米，天然气管道长度也增加到40995千米，是2000年为止所建天然气管道长度的两倍，且该公司目前拥有的天然气管道长度已占到全国天然气管道总长度的80%左右。预计2015年时，其天然气管道长度可达到4.8万千米，使长度再延长一倍。Visiongain也着眼于全球石油与天然气管道市场分析表明，全球石油与天然气管道市场将在2013年达到473.5亿美元，包括世界各地的所有新的石油和天然气管道的施工成本。
但由于埋地铺设的输气管道大都处于复杂的土壤环境中，且土壤中含有不同分量的水和易电离的盐类等物质，使土壤与管道金属构成原电池，导致金属管道外壁上发生不同程度的电化学腐蚀，甚至造成管道失效。一旦输气管道出现腐蚀穿孔就会造成油气泄漏，不仅运输中断，而且会污染环境，还可能引发灾难性事故，造成的经济损失难以估量[1]。据调查，我国石油石化工业每年因腐蚀所造成的直接经济损失达数亿元。由于土壤的腐蚀性大小主要取决于土壤的含水量、含盐种类和含量、pH值及有机物质和微生物含量等因素。因此，盐类聚集的盐碱地地区铺设的输气管道所承受的腐蚀作用更为严重。
然而，输气管道一直是管道工程中的重要环节，它的防腐保护对保障能源运输乃至于国民经济的发展等起着十分重要的作用，故一直受到研究人员的关注。为了解决腐蚀问题，除可以在管道外壁覆盖防腐绝缘层外，阴极保护技术也是防止金属腐蚀的有效方法，适用于对土壤、淡水和海水等介质中的金属腐蚀的保护，且经济效益十分显著。
2 土壤的腐蚀性分析
土壤是具有固、液、气三相的毛细管多孔性的胶质体，土壤的空隙为空气和水所充满，水中含有一定量的盐使土壤具有离子导电性[2]。土壤的PH值以及土壤中的含盐量明显高于一般的其他地区，其腐蚀性也相应变强。除此以外，还可依照土壤电阻率、自然电位、和氧化还原电位来判断土壤的腐蚀性的强弱。
由于管道所埋土壤各处的物化性质不同、管道各部分的金相结构不同，如晶格缺陷、杂质、内部应力、表面粗糙程度等原因，一部分金属易电离，带正电的金属离子进入土壤中，从而该段电子过剩电位变负；而另一部分金属不容易电离，电位变正，从而在两段间发生电子流动即发生氧化还原反应。失去电子的管道段成为阳极区，得到电子管道段则成为阴极区，并和土壤一起组成回路，形成了电化学电流即腐蚀电流，从而产生了土壤腐蚀[1]。假如管道各段落所处土壤透气性不同，土壤中氧的浓度也就不同，从而使腐蚀电池发育，腐蚀电池两极间的距离可达数公里。
3 阴极保护技术
在实际的工程应用中，将被保护的金属阴极极化以消除电化学不均匀性所引起的金属腐蚀的方法称为阴极保护。阴极保护技术就是通过向被保护的管道通以足够的直流电流，使管道表面产生阴极极化，减小或消除造成管道土壤腐蚀的各种原电池的电极电位差，使腐蚀电流趋于零，进而达到阻止管道腐蚀的目的[3]。该技术方法经过几十年的快速发展，已经成为技术较为成熟，市场也较为广阔的管道防腐技术，且操作简单，实施安装工程量不大的同时亦能起到很好的排流作用。阴极保护作为防腐层保护的一种补充手段是必不可少的，它可以弥补涂层的缺陷（破坏、漏点等）。因此，阴极保护技术作为第二道防线更好地抑制管线的腐蚀，也是反应管线防腐状态的重要指标。
目前较为常用的两种阴极保护方法分别是牺牲阳极阴极保护法和强制（外加）电流阴极保护法。前者是用一种腐蚀电位比被保护金属腐蚀电位更负的金属或合金与被保护体组成电偶电池，依靠负电性金属不断腐蚀溶解产生的电流供被保护金属阴极极化而构成保护的方法，由于低电位金属所在电偶电池中作为阳极，偶接后其自身腐蚀速度增加；后者则是利用外部直流电源直接向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化，实现被保护体进入免蚀区而受到保护的方法，由辅助阳极、参比电极、直流电源和相关的连接电缆组成[4]。
牺牲阳极法和外加电流阴极保护法各有优缺点，有其各自的应用范围，应根据供电条件、介质电阻率、所需保护电流的大小、运行过程中工艺条件变化情况、寿命要求、结构形状等决定[4]。牺牲阳极阴极保护法不需外部电源，投产后维护管理工作量小，但在高电阻率环境中不宜使用，同时保护范围和输出电流小且输出电流还不可调；强制电流阴极保护法输出电流连续可调，保护范围大，不受土壤电阻率的限制，适用性强，保护装置使用寿命长，但是却需外部电源，投产后需进行维护管理。通常情况下，对有电源、介质电阻率大、所需保护电流大、条件变化大、使用寿命长的大系统，应选用外加电流阴极保护，反之宜选用牺牲阳极保护[4]。在一些情况下，需要将牺牲阳极法和外加电流阴极保护法并联防护才能取得良好的效果。
4 结论
天然气输送管道的防腐保护对保障能源运输乃至于国民经济的发展等起着十分重要的作用，尤其在盐类聚集的地区，天然气输送管道的腐蚀穿孔问题十分严重，除在管道上覆盖防腐绝缘层外，还可以辅助采用阴极保护技术抑制土壤对天然气输送管道的腐蚀作用。
参考文献
[1] 刘佳. 天然气管道的腐蚀原因防治措施[J].内江科技，2012（6）： 104-105
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一、选题的背景、意义及目的
20世纪50年代前腐蚀的定义只局限于金属腐蚀。从50年代以后，许多权威的腐蚀学者
或研究机构倾向于把腐蚀的定义扩大到所有的材料。金属及其合金至今仍然是最重要的结构材料，所以金属腐蚀还是最引人注意的问题之一。腐蚀给合金材料造成的直接损失巨大。有人统计每年全世界腐蚀报废的金属约一亿吨,占年产量的20%～40%。估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备相当于年产量的30%。显然，金属构件的毁坏，其价值远比金属材料的价值大的多；发达国家每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的2-4%；美国每年因腐蚀要多消耗3.4%的能源；我国每年因腐蚀造成的经济损失至少达二百亿。腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上，它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗。
电镀技术对解决材料的腐蚀具有重大作用。 电镀在工业中的作用大致分为美观装饰、防护延寿、特殊功能等三大类其作用有： 1、 美化产品美观，提升产品附加值
通过在基体表面电镀一层金属镀膜，赋予产品表面金属质感、仿古色等多种精美金属色，提高商品的附加值，在家居建材装饰等行业广泛应用，如：门锁、灯具、卫浴、家居装饰、工艺制品等。常见的镀种有，镍、铬、仿金（黄铜）、黑镍、金、银等。 2、防护基体，延长产品寿命，节约金属资源
防护性电镀是电镀加工工艺中主要的工艺种类之一。通过在基体表面镀覆一层薄而致密的耐蚀镀层或比基体电位负的阳极性镀层，以达到保护基体、延长产品使用寿命的目的。在装饰产品的同时也节约了资源。防护型镀层广泛应用在汽车、轮船、机械等行业。如：汽车轮毂、摩托车档泥板、机械配件、钢构等，代表工艺有多层镍铬、锌、锡等。
3、使非金属材料金属化：塑料电镀是此类工艺的代表。随着塑料电镀工艺的发展成熟，使得塑料等新材料工业得到了飞速发展，使得电子工业中的集成电路成为可能，推动了整个电子工业的发展，最具代表的就是PCB塑料电路板电镀工艺。通过在塑料表面金属化后镀覆一层铜，再经过电路刻蚀后形集成电镀板。现代的体积小，功能强大的电子产品均得益于此电镀工艺。
二、国内外电镀技术研究现状、水平及发展趋势
目前，电镀技术主要在装饰、材料轻量化和异形结构加工方面研究发展较为成熟。现代汽车、摩托车和自行车日趋轻量化且豪华美观, 其塑料电镀发挥了重要作用。建筑装饰已是建筑物的重要组成部分。无论是从经济效益, 还是从提高建筑安全性能的角度来看, 采用轻质非金属材料制作建筑装饰件都是十分有利的, 而材料的首选就是玻璃钢(FRP)。在FRP无电镀技术以前, 在建筑中就有多项应用。减轻材料的重量，对建筑的安全性具有重要作用。塑料电镀技术是首选。目前此技术已在建筑领域发挥巨大作用。
2007年12月14日，在北京航空航天大学如心学术会议厅，由北京电镀学会组织召开了2007年下半年的电镀新技术学术研讨会。会议介绍了最近的研究成果，包括高性能贵金属氧化物不溶性阳极、有机废水电解处理、导电性纳米电极、氢能利用、DSA的应用以及镀金、镀铑技术等。
塑料电镀是现代加工工艺中典型的新型材料和新工艺结合的技术。随着21世纪高科技发展的需要，塑料电镀在工程和功能方面还会大幅度扩展，一些新的电镀技术将会应运而生。如在陶瓷基上电镀铜制作的电容器，对全塑封装的小型变压器的外封装塑料进行电镀来屏蔽电磁场，增强了变压器的性能和寿命。塑料电镀技术是值得表面处理界关注的技术,尤其是塑料表面的直接电镀, 综合了非金属材料和金属材料两方面的优点, 只要设计人员对两者的性能有足够的了解, 充分加以利用, 就有可能制作出有特点的制品, 应用前景广阔。
三、电镀技术研究理论依据、内容和方法
电镀指的是通过化学、物理手段在需要的材料表面镀上保护材料，改变材料的性能。未来电镀技术的发展在塑料、陶瓷方面研究前景广阔。通常需要电镀的材料为固态，被电镀上的材料的有效成分在溶液中，通过外加电压，使需电镀的材料均匀析出在需要电镀的材料表面。
通过理论计算需要电镀材料的电势，和所加的外加电压，通过试验，使需要的材料电镀到使用材料上，从而改变材料的性能。
四、课题研究的过程
通过在网络、图书馆收集有关电镀的资料，对目前电镀技术研究的现状和同领域研究观点的差别，提出自己的观点。根据实际情况，安排收集资料、整理资料、总结资料的时间。规划出写论文的步骤。主要的是每一阶段研究的时间作出明显设定。保证研究过程环环紧扣，有条不紊，循序渐进。
关键词：研讨式教学；金属腐蚀原理及应用；策略
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）10-0004-02
一、研讨式教学的内涵
教育是立国之本，关系着国家的前途和命运。现阶段我国采用的教育模式大多是应试教育，教师一般只注重传授知识，而不太注重培养学生转化知识、发现知识、创新知识的能力。随着素质教育呼声的不断强大，研讨式教学越来越受到人们的关注。
研讨式教学是一种以解决问题为核心的教学模式，一般由教师在课堂上先提出问题，通过师生共同查阅资料、分析资料，最后探讨出解决问题的方法。通过这一系列的活动，逐步提高学生分析问题和解决问题能力。
显然，在一般的研讨式教学过程中，研讨主题由谁提出的问题被淡化了。正是这个缺陷，会使一般的研讨式教学效果大打折扣，因为，发现问题、提出问题往往要比分析问题、解决问题更为重要。
二、“金属腐蚀原理及应用”研讨式教学改革的策略
研讨式教学供给侧改革的目的是改革现有以教师先提出课堂研讨问题，然后通过各种研讨式教学手段（阅读自讲式、讨论式、启发式、专题式、课题制式、案例和讲授式等）来解决研讨问题的模式，显然这种模式或多或少带有应试教育的痕迹。研讨式教学供给侧改革强调的是课堂研讨问题由何而来的问题，即是由学生自主提出，还是由教师事先拟定，或者说重点解决研讨主题中“问”的问题。因此，教师如何搭建一个让学生能自主提出问题的实验、实习、实践平台是研讨式教育供给侧改革的关键。结合我校“金属腐蚀原理及应用”课程研讨式教学供给侧改革的经验成果，对研讨式教学改革提出以下几点建议。
（一）搭建问题平台
一般研讨式教学是通过教师事先提出问题，然后师生带着教师提出的问题共同查找资料，研究、讨论、实验、探索解决问题的办法。随着教学的不断进行，这种教学模式的弊端日益显现，其不利于培育具有创新意识的主体人格[1]。研讨式教学的供给侧改革是由教师努力搭建一个让学生自主提出问题的实验、实习、实践平台，让学生在通过做实验、进行实习或者企业实践的过程中，自主产生研讨课的研讨主题，再通过师生共同查阅资料、调查讨论等手段解决研讨主题。这种教学模式不仅会调动学生学习的积极性，还会使学生对课程内容产生越来越浓厚的兴趣，最终让学生更好地掌握课程内容。学生在研讨问题过程中逐步掌握课程的基本知识、基本理论和基本技能，教师的作用是对学生查阅资料、思考问题和讨论问题时的表现进行及时评判，即以裁判员的身份参与整个教学过程。
东北石油大学实行的“金属腐蚀原理及应用”课程研讨式教学改革是以强调学生自主发现问题、提出问题为主要改革目标。笔者对这门课进行一些简单的介绍，“金属腐蚀原理及应用”课程的主要内容包括三个部分：（1）腐蚀热力学；（2）腐蚀动力学；（3）腐蚀与防护。前两个部分归属于腐蚀原理内容，第三个部分属于腐蚀应用内容。对于腐蚀热力学内容来说，首先把学生在初、高中物理、化学课程熟悉的原电池实验作为切入点。课堂上，教师提供自主研发并已申请国家专利的“便携式原电池实验装置”，该装置上安装有LED灯泡，让学生观察灯泡发光具体现象后提出各种问题，例如：（1）灯泡为什么会亮？（2）电流是怎么产生的？（3）电动势是怎么产生的？（4）电极的正、负极发生哪种电极反应？……课堂上教师及时筛选出符合教学大纲要求的讨论主题。然后再按一般研讨式课程模式进行主题研讨。对于腐蚀动力学内容来说，应把学生在初、高中物理、化学课程熟悉的电解池实验作为切入点。在课堂上，教师提供自主研发并已申请国家专利的“便携式电解池实验装置”， 该装置上安装有恒电位仪，让学生观察具体现象后提出各种问题，例如：（1）极化是怎么产生的？（2）极化的种类？（3）外电流与极化之间的关系？（4）实测极化曲线如何测量？……这个过程不仅体现在一堂课或几堂课上，而是贯穿整个课程的始终。对于腐蚀与防护内容，把大庆某金属防腐管厂的实习、实践作为切入点。这样我们就完成了为给整门课程科学搭建提出问题有效平台的任务，这个平台可以简称为“两池一厂”平台。
（二）完成模糊研讨到精准研讨的转变
在研讨式教学中，学生的学习热情浓厚，接触到的新事物、新名词较多，由于学生还处在专业知识积累的阶段，理论储备有限，无法自主提出涵盖课程重点内容或涉及学科前沿的研讨式教学主题，从而会产生研讨主题与教学大纲内容不很贴切的现象，在此称之为模糊研讨。模糊研讨不仅不会对学生的综合能力有所提高，反而会因为内容的杂乱无序降低学生的学习热情。这就需要教师启迪学生的灵感，激发学生的扩散思维，诱导学生提出涵盖教学大纲内容或涉及学科前沿的各种好奇主题，教师应及时精准地筛选出与课堂内容紧密相关的研讨主题，实现从模糊研讨到精准研讨的转变。
“金属腐蚀原理及应用”课程的腐蚀电化学动力学部分涉及概念、名词较多，难度较大，如果采用模糊研讨，虽然也能传授相关知识，提升学生的认知能力，但是通过这种模糊研讨教学，学生只能学到缺少内在逻辑性的内容，无法形成系统的知识体系，直接影响学生在实习、实践过程中对所学知识的灵活运用。这就需要教师诱导学生提出具有内在逻辑性的研讨主题，从而做到精准研讨。
极化是腐蚀动力学中重要的基本概念，吸氧腐蚀是生产中重要的腐蚀类型，电化学保护是腐蚀防护中重要的措施手段。三者之间由过电位或超电压联系起来，学生如果悟到了其中的内在规律性，才算真正掌握了这部分知识。教师在学生进行实验、实习、实践的过程中应反复强调：极化吸氧腐蚀析氢腐蚀电化学保护这条主线，促使学生早日完成由量变到质变的飞跃。
（三）增大课程考核中自主创新的比重
以往的研讨式教学大多都是在课堂上以小组讨论或者圆桌会议的形式完成的[2]。学生对于所学到的专业知识，如何在实习、实践中运用的问题认识不足，以至于理论脱离实践。为解决这种弊端，应当改变教学环境，把课堂转移到现场实习、实践中来，贴近实际，在学习中运用，在运用中学习，循环往复，激励创新。例如：在学生识别不同类型的腐蚀后，组织学生思考如何解决不同类型的腐蚀问题，如何采取科学的防护措施，让学生积极主动地寻求解决问题的新办法。向学生介绍厂内最新的防腐技术，让学生了解并掌握最新防腐措施，紧跟防腐技术的新潮流，大大拓宽了学生的知识面。在供给侧研讨式教学改革的学生成绩考核过程中，对于提出可能撰写出科技论文或可能获得国家专利的有效自主创新性创意的同学，应该给予更多的额外加分。
三、“金属腐蚀原理及应用”改革研讨式教学的实施原则
一般研讨式教学是自由、开放的教学模式，注重培养学生的创新思维与创新能力，不拘于教学环境和形式[3]。但这并不意味着这种教学模式是一种十分完美的过程，从供给侧改革研讨式教学就是对一般研讨式教学的补充和完善，在改革过程中应该坚持以下原则。
（一）“三严”原则
1.严格突出研讨主题的学生自主提出的原则。只有学生自主提出的问题，才有可能是学生最感兴趣的问题，才有可能充分发挥学生的主体作用，才有可能诱发学生的学习热情，才有可能提高学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，在研讨式教学供给侧改革中，应严格突出研讨主题的学生自主提出的原则。
2.严格强调考核成绩中自主创新比重的原则。研讨式教学模式相对于传统教学模式的优点在于研讨式教学更注重学生天赋的发挥，更注重培养学生的创新意识和创新能力。因此创新意识和创新能力的培养就要贯穿于研讨式课程的始终，为此，在研讨式教学供给侧改革中，应严格强调自主创新意识在考核成绩中所占的比重。
3.严格把握研讨过程教师裁判员作用的原则。对比传统应试教学模式，研讨式教学模式中教师的角色发生了巨大的变化，教师不再是传授知识的教练员，而是研讨式教学中的启蒙者或裁判员。在研讨式教学供给侧改革中，应严格把握教师的参与角色，对于学生自主提出的有意义、有价值的研讨主题，教师要给予及时的肯定。
（二）“三实”原则
1.实验平台应起到知识衔接与启蒙问题作用的原
则。在研讨式教学中，一门课程的开始几节课，研讨主题的提出往往需要以简单实验为切入点，这就需要教师为学生精心设计出简易科学的实验平台，使该平台起到知识衔接与启蒙问题的作用。
2.实习平台应起到知识物化与深化问题作用的原
则。研讨式教学中为了使知识与应用密切联系，认识实习往往可以帮助学生更好地理解、运用所学到的知识，把课本上的抽象概念与生产企业的设备、工艺、装置结合起来，往往会起到事半功倍的作用。在研讨式教学供给侧改革中，需要教师为学生搭建方便合理的实习平台，该平台应能起到知识物化与深化问题的作用。
3.实践平台应起到知识应用与创新问题作用的原
则。研讨式教学中，动手能力的培养是十分重要的，无论是调研、设计、讨论还是加工、生产、制造均能提高学生的动手能力，实践出真知。因此，在研讨式教学供给侧改革中，教师应该为学生创建内容丰富的实践平台。
参考文献：
[1]苗东利，雷佑安.研讨式教学在高校教学中的应用[J].
大学学报，2012，（10）.
[2]彭耶萍，颜一鸣.浅谈研讨式教学模式对学生学习过程
的影响[J].考试周刊，2015，（48）.
