阴极保护和阳极保护教学大纲

一、 课程目标
　　本课程是材料物理专业的限选课，通过本课程的学习，使学生系统掌握阴极保护和阳极保护的技术及应用。金属是现代人类社会生活的重要物质基础。大多数金属都不稳定，在不利的环境条件下，它们可能因腐蚀受到不同程度的破坏。水溶液和土壤中的金属腐蚀就是由电压控制，即由电解液中金属电位控制的一种电解过程。依据电化学规律，反应趋势和反应速度将随着电位降低而减小。研究此种腐蚀反应和防止金属腐蚀的方法是具有重大经济意义的一项任务。大多数暴露于电解质环境中的金属材料都可以采用电化学保护方法来防止腐蚀破坏，或者采用阴极保护，或者采用阳极保护。选用哪种保护方法更为合适，这主要取决于金属/环境介质这一特定腐蚀体系的电化学特征。《阴极保护和阳极保护》课的作用一是为从事防腐工作及与金属材料有关的各项工作打好基础，另一个就是培养和提高学生的科学素质。
　　二、 基本要求
　　必须学完腐蚀与防护基础课、防腐蚀工程技术等，成绩合格，建议在最后学期开课。
　　通过本课程的学习要求学生：
　　1．理解和掌握以下基础性知识：阴极保护理论及其所有应用领域，主要有腐蚀防护发展史、腐蚀电化学、电气测量原理与实践、防腐层应用、牺牲阳极、强制电流电源和阳极、阳极地床和干扰、金属钝性与阳极保护等理论、技术及应用。
　　2．熟悉并掌握埋地管道、舰船、码头及海洋构筑物、埋地电缆、大型储罐、容器与管道内壁、硫酸体系、氨水、纸浆等领域的阴极保护和阳极保护技术。
　　3．接触电化学保护的理论与实践的前沿领域和最新的进展，包括高压感应影响、静电场理论、直流杂散电流干扰、混凝土中钢筋、海洋平台的阴极保护等前沿技术。
　　三、 教学内容及学时分配建议
　　第4章 牺牲阳极法阴极保护技术
　　本章的重点和难点：牺牲阳极法阴极保护系统构成及适用范围、牺牲阳极的种类与规格。
　　4.1 牺牲阳极法阴极保护系统 　 　　　　　　　1学时
　　4.2 牺牲阳极材料 　　　　　　 　　　　　　　2学时
　　4.3 牺牲阳极环境与填包料 　　　　 　　　　　1学时
　　4.4 牺牲阳极法阴极保护设计 　　　 　　　　　2学时
　　4.5 牺牲阳极安装和保护效果检测 　 　　　　　1学时
　　4.6 牺牲阳极的其他用途 　　　　　　　　　　 1学时
　　第5章 外加电流法阴极保护技术
　　本章的重点和难点：外加电流法阴极保护系统构成及适用范围、辅助阳极材料、外加电流法阴极保护设计。
　　5.1 外加电流法阴极保护系统 　　　　　　　　　1学时
　　5.2 外加电流法阴极保护的电源设备 　　　　　　1学时
　　5.3 外加电流法阴极保护的辅助阳极 　　　　　　2学时
　　5.4 外加电流法阴极保护设计 　　　　　　　　　2学时
　　5.5 安装与施工 　　　 　　　　 　　　　　　　2学时
　　第6章 直流杂散电流腐蚀及其防护
　　本章的重点和难点：直流杂散电流腐蚀的防护措施、排流方法。
　　6.1 引言 　　　　　　　　　　　　　 　　　　 1学时
　　6.2 直流杂散电流腐蚀的起因和机制 　 　　　　 1学时
　　6.3 直流杂散电流干扰源 　　　　　　 　　　　 1学时
　　6.4 直流杂散电流腐蚀的防护 　　　　 　　　　 1学时
　　6.5 海洋结构物的直流杂散电流腐蚀及其防护 　 1学时
　　第7章 交流干扰及其防护
　　本章的重点和难点：交流干扰测试技术、防护措施和保护装置。
　　7．1 引言 　　　　　 　　　　　　　　　　　　0.5学时
　　7.2 交流干扰的影响机制　　　　　　　　　　　 0.5学时
　　7.3 交流腐蚀作用　　　　　 　　　　　　　　　1学时
　　7.4 交流干扰影响与对策　　　　　　 　　　　　1学时
　　7.5 交流干扰的防护措施和保护装置　 　　　　　1学时
　　7.6 对交流干扰的人员安全防护　　 　　　　　　0.5学时
　　7.7 交流干扰的检测和判定 　　　　　　　　　　0.5学时
　　第9章 阳极保护原理与主要参数
　　本章的重点和难点：阳极保护的方法。
　　9.1 引言 　　　　　　　　　　　　　　　　　　0.5学时
　　9.2 金属钝性与阳极保护 　　　　　　　　　　　0.5学时
　　9.3 阳极保护原理 　　　　　　　　　　　　　　0.5学时
　　9.4 实现阳极保护的方法 　　　　　　　　　　　1学时
　　9.5 阳极保护的主要参数 　　　　　　　　　　　0.5学时
　　第10章 阳极保护设计与应用技术
　　本章的重点和难点：阳极保护设计与应用范围。
　　10.1 阳极保护系统 　　　　　　　　　　　　　　1学时
　　10.2 阳极保护系统的设计与安装 　　　　　　　　1学时
　　10.3 阳极保护致钝、维钝及运行管理 　　　　　　1学时
　　四、 教材及主要参考资料
　　1．《阴极保护和阳极保护——原理、技术及工程应用》，吴荫顺、曹备，中国石化出版社，2007；
　　2．《阴极保护工程手册》，胡士信，化学工业出版社，1999；
　　3．《阴极保护的原理和应用》，吴光佑，机械工业出版社，1965；
　　4. 《阴极保护手册（电化学保护的理论与实践）》（原著第三版），［德］W．v．贝克曼、W．施文克、W．普林兹 著，胡士信、王向农等译，化学工业出版社，2005。