發(fā)布時間：2022-09-04 18:21:55
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關(guān)鍵詞：管板式換熱器 腐蝕泄漏 防護措施
換熱器是化工生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備,約占建廠投資費用的20%,占工藝設(shè)備總重量的40%。在生產(chǎn)運行過程中由于腐蝕、沖刷等作用,使換熱器遭到破壞,使用壽命縮短,造成巨大的經(jīng)濟損失。因此,解決好化工換熱器的腐蝕問題,可以帶來巨大的經(jīng)濟效益。
一、LDPE固定管板式換熱器的泄漏原因—腐蝕
在工業(yè)生產(chǎn)中，換熱設(shè)備的主要作用是使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達到工藝流程的指標(biāo)，以滿足工業(yè)流程上的需要。但是換熱器的腐蝕問題嚴(yán)重影響了換熱設(shè)備的質(zhì)量，其中主要的腐蝕有：氧腐蝕，沖刷腐蝕以及由于生產(chǎn)工況處于高溫高壓下，振動加速了腐蝕的速率。
1.換熱器幾種常見的腐蝕破壞類型
1.1接觸腐蝕
兩種電位不同的金屬或合金互相接觸,并浸于電解質(zhì)溶解質(zhì)溶液中,它們之間就有電流通過,電位正的金屬腐蝕速度降低,電位負(fù)的金屬腐蝕速度增加。
1.2孔蝕
集中在金屬表面?zhèn)€別小點上深度較大的腐蝕稱為孔蝕,或稱小孔腐蝕、點蝕。
1.3縫隙腐蝕 在金屬表面的縫隙和被覆蓋的部位會產(chǎn)生劇烈的縫隙腐蝕。
1.4沖刷腐蝕 沖刷腐蝕是由于介質(zhì)和金屬表面之間的相對運動而使腐蝕過程加速的一種腐蝕。
2.冷卻介質(zhì)對金屬腐蝕的影響
工業(yè)上使用最多的冷卻介質(zhì)是各種天然水。影響金屬腐蝕的因素很多,主要的幾個因素及其對幾種常用金屬的影響:
2.1溶解氧
水中的溶解氧是參加陰極過程的氧化劑,因此它一般促進腐蝕。當(dāng)水中氧的濃度不均勻時,將形成氧的濃差電池,造成局部腐蝕。對碳鋼、低合金鋼、銅合金和某些牌號的不銹鋼而言,熔解氧是影響它們在水中腐蝕行為的最重要因素。
2.2其他溶解氣體
在水中無氧時CO2將導(dǎo)致銅和鋼的腐蝕,但不促進鋁的腐蝕。微量的氨腐蝕銅合金,但對鋁和鋼沒有影響。H2S促進銅和鋼的腐蝕,但對鋁無影響。SO2降低了水的pH值,增加了水對金屬的腐蝕性。
2.3硬度
一般說來,淡水的硬度增高對銅、鋅、鉛和鋼等金屬的腐蝕減小。非常軟的水腐蝕性很強,在這種水中,不宜用銅、鉛、鋅。相反,鉛在軟水中耐蝕,在硬度高的水中產(chǎn)生孔蝕。
2.4離子的影響
氯離子可以破壞不銹鋼等鈍化金屬的表面,誘發(fā)孔蝕或SCC。
二、腐蝕產(chǎn)生的機理
腐蝕污垢的形成機理腐蝕污垢的形成是由換熱面上腐蝕產(chǎn)生的污穢物質(zhì)和污穢物質(zhì)被流體沖擊而剝離兩種現(xiàn)象疊加的結(jié)果。腐蝕污垢的電化學(xué)機理腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類,而換熱器表面的腐蝕就屬于電化學(xué)腐蝕。腐蝕在陽極和陰極上涉及了兩個同時的電化學(xué)反應(yīng)。
1.介質(zhì)中存在氧化性物質(zhì)，氧氣和氫離子，構(gòu)成吸氧和析氫腐蝕（這是根本原因）：
陽極反應(yīng)：Fe-2eFe2+
陰極反應(yīng)：O2+2H2O+4e4OH-2H+2eH2
2.鈦與碳鋼構(gòu)成電偶，固相側(cè)電阻太小，同時構(gòu)成大陰極/小陽極不利面積比（腐蝕速度增加與Ac/Aa比值成正比，這是過快加速穿孔的主要原因）；
3.介質(zhì)側(cè)同樣由于運行原因，造成出現(xiàn)液相，且電阻太?。ㄟ@是腐蝕時的離子通道）。
4.結(jié)論
4.1注水量小，初凝區(qū)位于空冷器回彎管附近；
4.2原油電脫鹽開得不正常，造成脫后含鹽升高；
4.3中和劑注量不足；
4.4電偶腐蝕起加速作用。
三、如何在現(xiàn)代石化生產(chǎn)中采用先進技術(shù)避免腐蝕的產(chǎn)生
在富氫環(huán)境中高溫硫化物腐蝕特性較為復(fù)雜，在氫的促進下，硫化氫可以加速對金屬的腐蝕。這是因為在富氫氣氛中，氫作為間隙型質(zhì)子能夠不斷地侵入硫化物腐蝕層中，造成垢層疏松多孔，破壞了硫化氫腐蝕膜的保護作用，使金屬原子和硫化氫介質(zhì)得以互相擴散滲透，從而引起硫化氫的腐蝕不斷地進行。影響高溫硫化氫腐蝕的主要因素是溫度和H2S濃度，其腐蝕速度一般隨著溫度的升高而增加，干的硫化氫氣體在200~250℃以下對鋼的腐蝕甚微。研究表明，H2-H2S體系中，當(dāng)H2S的分壓在3.43~343kPa,操作溫度大于316℃時，硫化氫的腐蝕加劇，一般的鉻鉬鋼不能滿足要求。那么應(yīng)該如何在現(xiàn)代石化生產(chǎn)中采用先進技術(shù)避免腐蝕的產(chǎn)生呢？
1.采用能耐介質(zhì)腐蝕的金屬和非金屬材料。
1.1首先是能耐住介質(zhì)腐蝕的金屬材料
這里說的介質(zhì)主要是以水為主，應(yīng)該說雙相不銹鋼在常溫下抗水腐蝕能力遠好于奧氏體不銹鋼；其金屬活性如果比氫的活性弱，一般能耐酸腐蝕。如銅、金、銀等。
1.2其次是能耐住介質(zhì)腐蝕的非金屬材料
這個主要是陶瓷方面，因為大部分陶瓷都能耐介質(zhì)腐蝕有機方面；如果有機物表現(xiàn)為酸性或弱酸性，一般能耐住介質(zhì)。
2.采取有效的防腐蝕措施
2.1防腐涂層
在換熱器與腐蝕介質(zhì)接觸表面，覆蓋一層耐腐蝕的涂料保護層，涂層要有較好的耐蝕性、防滲性和較好的附著力和柔韌性。對水冷系統(tǒng)，管內(nèi)清洗干凈后進行預(yù)膜處理。
2.2金屬保護層
常用方法有襯里、復(fù)合板(管)、金屬噴涂、金屬堆焊等。
2.3電化學(xué)保護
陰極保護因費用太高，一般不用。陽極保護是接以外用電源的陽極保護換熱器，金屬表面生成鈍化膜而得到保護。
四、結(jié)語
LDPE固定管板式換熱器是一種實現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，由于其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便等優(yōu)點，因此LDPE固定管板式換熱器是在石油、化工、石油化工、冶金、電力、輕工、食品等行業(yè)普遍應(yīng)用的一種工藝設(shè)備。近年來隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，利用換熱器進行高溫和低溫?zé)崮芑厥諑砹孙@著的經(jīng)濟效益。為了保證LDPE固定管板式換熱器的正常運行，延緩部件的使用壽命，了解和掌握LDPE固定管板式換熱器出現(xiàn)的故障及其產(chǎn)生原因和處理方法顯得尤為重要，其中采用先進技術(shù)避免腐蝕的產(chǎn)生則更為重要。
參考文獻
【關(guān)鍵詞】氯堿工業(yè)；腐蝕；防護
一、引言
材料的腐蝕是整個工業(yè)生產(chǎn)中面臨的共同的難題，每年因為材料的腐蝕造成的經(jīng)濟損失多達數(shù)千億元人民幣。尤其是在氯堿工業(yè)中，所用的原材料都是具有強烈腐蝕性的強酸、強堿、氯氣等，因此腐蝕性問題是制約氯堿工業(yè)安全的重要的限制因素。
腐蝕發(fā)生的機理較為復(fù)雜，涉及的范圍比較廣泛，大體上可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。在整個氯堿工業(yè)中，正確選取氯堿裝置材料是氯堿工業(yè)防腐蝕的關(guān)鍵。
二、氯堿生產(chǎn)的腐蝕與防護
1、氯氣的腐蝕與防護
氯氣在常溫常壓下為黃綠色氣體，是氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品之一，具有強氧化性。氯氣的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡诔叵赂稍锏穆葰獾母g性較低，當(dāng)溫度升高后氯氣的腐蝕性會增強。氯氣與水反應(yīng)會生成鹽酸和次氯酸，這些產(chǎn)物都具有強烈的腐蝕性，大多數(shù)金屬物質(zhì)都會被腐蝕，特定的金屬或者非金屬材料在一定條件下才具有防腐性能。因此氯堿生產(chǎn)生成的濕氯氣必須經(jīng)過特定的工序處理。干燥的氯氣溫度在90℃以下時碳鋼還是較為穩(wěn)定的，但濕氯氣卻容易將碳鋼腐蝕。碳鋼中部分物質(zhì)會溶于飽和食鹽水中，會加速碳鋼的腐蝕，并且由于溶鹽所用的熱水溫度達到55~60℃，不斷攪動的鹽水更增加了溶解氧的濃度，造成碳鋼腐蝕加快。一般的碳鋼設(shè)備不能直接接觸鹽水，必須對碳鋼設(shè)備采取專業(yè)的防腐措施。某廠采用適當(dāng)?shù)柠}水工序村里設(shè)備材料、優(yōu)化施工質(zhì)量，取得了較好的經(jīng)濟效益。
鈦是一種活性金屬，但是在常溫下鈦生成的氧化膜具有非常好的耐腐蝕特性，能起到很好的保護作用。能耐各種酸性物質(zhì)的腐蝕。但是還原性的酸有腐蝕作用。與其他少量貴金屬制作成合金，能提高鈦一定的防腐性能。在工業(yè)生產(chǎn)中，橡膠的應(yīng)用范圍較為廣泛，所制成的各種橡膠制品具備優(yōu)良的防腐性和防滲性能。橡膠有天然橡膠和合成橡膠。具有優(yōu)良化學(xué)性能的天然橡膠可以承受一般的酸性腐蝕，但在強氧化性的酸和芳香化合物中不穩(wěn)定。
2、鹽酸的腐蝕與防護
氯化氫是氯堿工業(yè)中的副產(chǎn)物之一，遇水變成鹽酸溶液具有比較強的腐蝕性，對生產(chǎn)設(shè)備和管道造成損壞。另外生產(chǎn)中所用的硫酸也會造成設(shè)備的腐蝕。鹽酸裝置所用的材料必須合理選取，做好防腐工作。目前合成爐、換熱器、吸收器廣泛采用石墨材質(zhì)，鹽酸貯槽目前大多采用玻璃鋼。
玻璃鋼的原材料有增強材料和基體材料兩種。作為玻璃鋼主要承載材料的增強材料是玻璃鋼的強度和剛度的直接影響因素，一般是玻璃纖維或其織物?；w材料的主要成分是合成樹脂，組成物質(zhì)是合成樹脂和輔料。在纖維間傳遞有效載荷是基體材料的主要作用，并且使載荷均勻分布。玻璃鋼的性能受到基體材料性能，如耐腐蝕性、耐熱性等的影響。如雙酚A型不飽和聚酯玻璃鋼耐溫只有60～70℃，乙烯基酯玻璃鋼能耐110℃濃鹽酸，在化工生產(chǎn)企業(yè)中正在取代碳鋼、不銹鋼等。不透性石墨具備較為優(yōu)良的耐腐蝕性，能適應(yīng)絕大多數(shù)的惡劣環(huán)境，但是在強氧化性介質(zhì)如硝酸、濃硫酸等中防腐性也較差。不同的浸漬樹脂使得不透性石墨的品種也不一樣，耐腐蝕性能有差異。
3、燒堿的腐蝕與防護
氫氧化鈉也是氯堿生產(chǎn)的主要產(chǎn)品之一，燒堿的存在會導(dǎo)致在鍋式法固堿生產(chǎn)過程中設(shè)備的應(yīng)力性腐蝕開裂，濃縮的氫氧化鈉溶液也會腐蝕相關(guān)的設(shè)備器材。在氯堿工業(yè)中必須采取相應(yīng)的方法較少設(shè)備的腐蝕，從而延長設(shè)備的使用壽命。
燒堿所用大鍋一般為鑄鐵材質(zhì)，大鍋的損壞有兩方面原因：一是堿液中氯酸鹽在熬煮時對大鍋存在腐蝕，二是由于大鍋壁內(nèi)與壁外有較大的溫度差會產(chǎn)生應(yīng)力，在反復(fù)的不均勻的應(yīng)力作用下造成大鍋的腐蝕開裂。延長大鍋壽命可以有以下幾點措施：⑴在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格按照章程操作，盡量減少堿液中氯酸鹽的形成。⑵向鍋內(nèi)加入少量的硝酸鈉，再進行進料點火，鍋內(nèi)表面生成的氧化保護膜可以有效減少大鍋的腐蝕。⑶對堿液進行預(yù)熱，在預(yù)熱后再加入到熬堿鍋中。⑷在對鍋底進行清理時，必須先用熱堿溶解后用熱水稀釋，減緩鍋溫的變化。⑸盡量使鍋體均勻受熱，可以優(yōu)化大鍋的設(shè)計，防止偏燒。⑹操作要嚴(yán)格要求，升溫降溫要均勻。
擁有優(yōu)良的機械、加工性能的鎳同樣有較強的耐腐蝕性，能夠承受熱濃堿液的腐蝕，同時也耐中性和酸性溶液以及有機溶液的腐蝕，但是對氧化性酸和含有氧化劑的溶液以及熔金屬的抗腐蝕性較差。在多種氯堿工業(yè)設(shè)備裝置上，鎳都有較為廣泛的運用。
4、次氯酸鈉的腐蝕與防護
次氯酸鈉在強酸性或堿性條件下是穩(wěn)定的，次氯酸鈉具有非常強的腐蝕性，在高溫時腐蝕性最大。當(dāng)次氯酸鈉較為穩(wěn)定時，有許多的非金屬材料有較強的防腐蝕性。聚酯FRP及乙烯酯FRP、氯丁橡膠、PVC和PP等都具有較高的經(jīng)濟性和適用性。次氯酸鈉的分解反應(yīng)會產(chǎn)生大量的熱，如果熱量不能及時散去集中于一個區(qū)域，會造成局部溫度過高導(dǎo)致設(shè)備器壁的損壞，同時分解反應(yīng)會使許多非金屬材料遭到破壞。P11FE、FEP及PFA等材質(zhì)對次氯酸鈉的防腐性能較好，能夠滿足防腐要求。
當(dāng)次氯酸鈉溫度較高時，對大多數(shù)金屬物質(zhì)都具有一定的腐蝕性，嚴(yán)重的話會造成金屬穿孔。應(yīng)用鈦金屬材料能夠?qū)Υ温人徕c起到很好的防腐性，在實際運用的中運行的效果也比較好。在實際的氯堿生產(chǎn)中，選用玻璃鋼與PVC材料儲存輸送次氯酸鈉具有較好的經(jīng)濟性。
三、氯堿工業(yè)的電化學(xué)保護
陰極保護和陽極保護是電化學(xué)保護的兩種形式。
在氯堿生產(chǎn)中廣泛采用陰極保護法。陰極保護就是將直流電源的負(fù)極與工業(yè)設(shè)備連接，電源正極與其他陽極連接。陰極保護的原理是金屬—電解質(zhì)溶解腐蝕體系受到陰極極化時，電位負(fù)移，金屬陽極氧化反應(yīng)過電位ηa減小，反應(yīng)速度減小，因而金屬腐蝕速度減小。輔助陽極材料一般選用石墨或者硅等。目前我國應(yīng)用較多的還有陽極保護，對于陰極保護來說它是比較新的防腐蝕技術(shù)。陽極保護是電化學(xué)防腐蝕技術(shù)之一，它基于金屬的陽極鈍化性。鈍性機理目前為止有兩種：（1）氧化膜理論：認(rèn)為鈍化了的金屬，其表面被一層氧化膜所遮蓋。膜的穩(wěn)定性很高，不容易溶解，從而保護了金屬；（2）吸附理論：認(rèn)為金屬在鈍化時，其表面吸附了一層氧的原子（或其它原子），并飽和金屬表面原子的活潑價，或者是被金屬中的電子所離子化而形成雙電層的結(jié)構(gòu)，因此阻滯了金屬陽極溶解過程，使腐蝕速率極低。陽極適合致鈍電流密度和維鈍電流教小的情況，這樣可以降低能耗提高生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。
四、結(jié)束語
氯堿工業(yè)中氯堿產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境非常復(fù)雜，所用的原材料都是強酸、強堿等腐蝕性較強的物質(zhì)，發(fā)生腐蝕的機理也比較多樣，如果不重視防腐問題，由于腐蝕造成的后果也會非常嚴(yán)重，企業(yè)應(yīng)予以高度重視，切實采取有關(guān)措施保護氯堿設(shè)備，歸結(jié)起來有以下幾點：
⑴優(yōu)化工程設(shè)計，采用先進的科學(xué)技術(shù)，恰當(dāng)選取設(shè)備材料。⑵對相關(guān)氯堿設(shè)備定期檢查維修。⑶使用操作過程必須嚴(yán)格按照相關(guān)章程要求，做到零失誤。⑷完善氯堿生產(chǎn)的管理體制，加強對工作、安全人員的教育，提升相關(guān)的專業(yè)素質(zhì)，增強防腐專業(yè)力量。
參考文獻
[1]王香愛.氯堿生產(chǎn)中三氯化氮的生成及防治措施[期刊論文]-氯堿工業(yè),2007(08)
[2]趙國平.氯堿生產(chǎn)過程中需要注意的安全問題[期刊論文]-氯堿工業(yè),2008(09)
關(guān)鍵詞：水質(zhì)；工業(yè)鍋爐；結(jié)垢；腐蝕
中圖分類號： TK223 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：
1引言
以水為介質(zhì)的工業(yè)鍋爐作為動力源和熱源是生產(chǎn)和人民生活中廣泛使用的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備。在鍋爐內(nèi)，水吸收燃料燃燒放出的熱量而產(chǎn)生熱水（熱水鍋爐）或蒸發(fā)為蒸汽。如果使用的水質(zhì)不良，水中含有較多的有害雜質(zhì)，這種水不經(jīng)任何處理進入鍋爐，則必然會使運行中的鍋爐產(chǎn)生結(jié)垢、金屬腐蝕等危害。因此，鍋爐水處理工作是確保鍋爐安全、經(jīng)濟運行，延長鍋爐使用壽命的重要措施，尤其在當(dāng)前提倡節(jié)能減排的形勢下，鍋爐水處理發(fā)揮著重要作用，也是鍋爐最基礎(chǔ)的技術(shù)管理工作。為了保證鍋爐水處理的有效性，我國于1979年頒布了第一版鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其編號為GB1576-79《低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，使我國的鍋爐水處理工作走向科學(xué)化、正規(guī)化。在三十年的生產(chǎn)實踐中，分別于1985年、1996年、2001年及2008年進行修訂，逐漸完善，并更名為《工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。筆者所在單位，天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，2008年度共對本市在用鍋爐3260臺進行了鍋爐水質(zhì)檢驗，其中1336臺次鍋爐水質(zhì)不合格，占總數(shù)的40.98%。主要問題存在于鍋爐給水硬度、溶解氧以及鍋水堿度、PH、溶解固形物招標(biāo)。新四區(qū)及五縣超過60%的鍋爐未進行水處理，直接使用地下水及自來水作為鍋爐的給水。鍋爐普遍存在結(jié)垢現(xiàn)象。平均一至三年進行一次酸洗除垢作業(yè)，既浪費能源又污染環(huán)境，同時降低鍋爐使用壽命。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，加強鍋爐水質(zhì)監(jiān)督管理工作任重道遠。
2水垢的形成及其危害
水垢的形成過程
實踐經(jīng)驗表明，如果鍋爐給水硬度不合格，水進入鍋爐運行一段時間后，經(jīng)過不斷地蒸發(fā)、濃縮，當(dāng)達到過飽和程度時，在鍋爐受熱面上就會結(jié)生一些不溶性固態(tài)附著物，這種以固體析出的沉淀物即稱為水垢。水垢的結(jié)生是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程。工業(yè)鍋爐中常結(jié)生鈣、鎂水垢，以碳酸鹽水垢居多。鍋爐受熱面上結(jié)生的水垢，有一次水垢和二次水垢之分，一次水垢又稱初生水垢。一次水垢是生成水垢的鈣、鎂鹽類直接在鍋爐受熱面上析出的產(chǎn)物，而二次水垢則是鈣、鎂鹽類在鍋水中形成水渣以后，重新附著在受熱面上的產(chǎn)物。
水垢對鍋爐的危害
鍋爐鋼板、管路因過熱而被燒損
人們稱水垢是鍋爐的“百害之源”，關(guān)鍵是水垢的導(dǎo)熱性能很差。物質(zhì)的導(dǎo)熱性能一般用其導(dǎo)熱系數(shù)（λ）的大小來衡量，即單位時間內(nèi)、單位溫度差、垂直通過單位厚度導(dǎo)熱介質(zhì)的熱量（千卡/米˙小時·℃）。水垢的導(dǎo)熱系數(shù)比鍋爐鋼板小數(shù)十倍到數(shù)百倍。其中混合水垢是由多種金屬鹽類和金屬氧化物構(gòu)成，很少有單一類型水垢的垢樣。當(dāng)鍋爐受熱面結(jié)有水垢時，傳熱情況變壞，使?fàn)t管從火焰、煙氣吸收的熱量不能很好地傳遞給水，從而使受熱面溫度升高，金屬強度下降，容易造成鍋爐爐管起鼓包、變形以至爆破。此外，爐管結(jié)垢后管內(nèi)流通截面積減小，水循環(huán)阻力增大，嚴(yán)重時會破壞正常的鍋爐水循環(huán)和冷卻，造成爐管燒損。
浪費燃料降低鍋爐出力
當(dāng)鍋爐結(jié)有水垢時，會使鍋爐受熱面的傳熱情況變壞，排煙溫度升高（排煙損失增加），由于水垢導(dǎo)熱系數(shù)很低，阻礙了傳熱，從而降低了鍋爐熱效率，增加燃料消耗或降低鍋爐出力。試驗證明對于工作壓力為1.4兆帕的鍋爐，結(jié)生一毫米厚的混合水垢，可浪費燃料5-8%。
增加鍋爐檢修量并危及安全
鍋爐受熱面結(jié)垢后，非常難以清除，需經(jīng)常清垢或酸洗鍋爐，而酸洗鍋爐很容易給鍋爐造成腐蝕，同時酸洗廢液的排放對環(huán)境造成污染。特別是水垢引起鍋爐的金屬蠕脹、裂紋、泄漏、爆管等故障，不僅損害了鍋爐壽命，而且需要大量的人力、物力進行檢修，同時也威脅著人身安全，影響了安全生產(chǎn)。
防止工業(yè)鍋爐結(jié)垢的措施
鈉離子交換水處理
目前，根據(jù)天津市的水質(zhì)情況，絕大部分工業(yè)鍋爐可以采用鈉離子交換的水處理方法，使鍋爐給水軟化，防止鍋爐結(jié)生水垢。當(dāng)含有鈣鎂離子的原水，流經(jīng)離子交換器（軟木器）中的鈉離子樹脂層時，水中的鈣鎂等陽離子被樹脂中的鈉離子所置換 ，從而將在鍋爐內(nèi)形成水垢的鈣、鎂鹽類，轉(zhuǎn)換為易溶性鈉鹽，而使水得到軟化。經(jīng)鈉離子交換樹脂軟化后的水質(zhì)，其硬度可以降低至0.03mmol/L以下，甚至可以完全消除，使水質(zhì)達到GB1576—2001《工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。根據(jù)水源和鍋爐參數(shù)的不同，除了上述鈉離子交換以外，還可以采用氫離子交換法，陰陽離子交換法，電滲析除鹽法，反滲透除鹽法等。
鍋內(nèi)加藥處理法
國家工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB1576—2001）規(guī)定額定蒸發(fā)量≤2噸/小時，且額定蒸汽壓力＜1.0兆帕的蒸汽鍋爐，以及額定功率≤4.2兆瓦非管架式承壓的熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐可以采用鍋內(nèi)加藥處理。鍋內(nèi)加藥處理具有投資少，對原水水質(zhì)適用范圍廣、操作簡單，易于實行等優(yōu)點。鍋內(nèi)加藥水處理方法的實質(zhì)是針對產(chǎn)生水垢的原因和過程，向鍋內(nèi)投加適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑，使水中能夠形成水垢的物質(zhì)在鍋內(nèi)變成松散的非粘結(jié)性的、可流動的水渣，沉降于鍋筒或聯(lián)箱的底部，通過排污排出鍋爐，達到防止或減緩水垢生長或金屬腐蝕的目的。鍋爐的腐蝕與防護
3鍋爐腐蝕
金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而遭到破壞的現(xiàn)象成為腐蝕。鍋爐金屬的腐蝕嚴(yán)重威脅鍋爐的安全運行，因此日益引起人們的重視。
3.1氧對鍋爐的腐蝕
水中溶解氧氣是加速電化學(xué)腐蝕的重要因素。氧腐蝕在鍋爐中主要是起陰極去極化作用。氧氣是強烈的去極劑，能夠吸收陰極的電子。在含有氯離子的電解質(zhì)溶液中（鍋水），鐵原子失去2個電子，變成二價鐵離子，氯和水得到電子而變成氫氧根離子。二價鐵離子于氫氧根離子結(jié)合成氫氧化亞鐵。Fe(OH)2在水溶液中很不穩(wěn)定，容易與水中溶解氧發(fā)生進一步反應(yīng)：
4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3
由于生成三價的氫氧化鐵沉淀，致使陽極處溶液中的Fe2+濃度降低，起到了“去極化”的作用，從而加劇腐蝕，而且隨著溶解氧濃度的增加，腐蝕速度隨之加快。因此，水中溶解氧存在時，便會造成鍋爐設(shè)備及管道的氧腐蝕，金屬表面則出現(xiàn)大小不等的小鼓包，清除掉腐蝕產(chǎn)物后，金屬表面則出現(xiàn)大小不等的凹坑。有的呈潰瘍狀蝕坑，嚴(yán)重者出現(xiàn)穿孔泄漏。氧腐蝕易發(fā)生在給水管道和鍋爐省煤器中，有的鍋爐沒有省煤器或省煤器是鑄鐵制造，當(dāng)給水不采取除氧措施時，溶解氧可以大部分或全部進入鍋爐內(nèi)，其中一部分被蒸汽帶走，造成蒸汽管路及凝結(jié)水管路腐蝕，另一部分氧則造成鍋爐腐蝕。一般腐蝕鍋筒和下降水管。熱水鍋爐由于給水循環(huán)量較大。溶解氧帶入鍋內(nèi)的機會多，因此造成的氧腐蝕比蒸汽鍋爐更加嚴(yán)重。正是由于上述因素，工業(yè)鍋爐水質(zhì)指標(biāo)對給水溶解氧含量做出明確規(guī)定。
【關(guān)鍵詞】防腐 質(zhì)量 分析 解決
中圖分類號： TQ572 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：
一、前言
鋼結(jié)構(gòu)以其獨特的優(yōu)越性廣泛應(yīng)用在建筑領(lǐng)域，特別是高層、超高層、輕型鋼結(jié)構(gòu)、大跨度空間結(jié)構(gòu)等。主要優(yōu)點是施工速度快、節(jié)能環(huán)保、綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)佳、建筑造型美觀、抗震性能好等。建筑型材規(guī)格齊全，建筑用高強度低合金鋼品種增加，可以供應(yīng)耐候鋼、耐火鋼、低屈強比鋼等。盡管鋼結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點，但在應(yīng)用中也遇到了一些問題，主要是鋼結(jié)構(gòu)的防腐問題。
二、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響因素
從腐蝕機理來看，鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的主要影響因素大致可以歸結(jié)為鋼材所處的環(huán)境因素和鋼材合金元素兩大類。
1、環(huán)境因素
鋼結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境主要分為大氣環(huán)境、海水環(huán)境和土壤環(huán)境。在不同的環(huán)境下，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕受不同的環(huán)境因素影響。
2、大氣環(huán)境
鋼結(jié)構(gòu)的大氣腐蝕是最常見的腐蝕類型。影響大氣腐蝕的主要環(huán)境因素有：大氣相對濕度、溫度、大氣中的有害氣體、大氣中的塵埃等。
（1）大氣相對濕度對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響。大氣相對濕度直接影響鋼結(jié)構(gòu)表面水膜的形成。通常情況下鋼材在干燥的環(huán)境中很難發(fā)生腐蝕，只有大氣相對濕度達到臨界濕度時腐蝕速度才會加快。據(jù)相關(guān)資料顯示，當(dāng)大氣濕度未達到臨界濕度時，鋼材會發(fā)生化學(xué)腐蝕，但腐蝕速度很慢；當(dāng)大氣相對濕度達到臨界濕度以后，由于水膜的形成，化學(xué)腐蝕轉(zhuǎn)化為電化學(xué)腐蝕，腐蝕速度會加快。因此，大氣中的水分吸附在鋼結(jié)構(gòu)表面形成水膜是鋼材腐蝕的決定性因素。
（2）溫度對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響。大氣溫度及其變化都會影響大氣腐蝕。大氣溫度會影響水分在鋼材表面的凝聚、水膜中各種氣體和鹽類的溶解度、水膜的導(dǎo)電性以及電化學(xué)反應(yīng)的速度。其實大氣濕度和溫度都會影響水膜的形成，二者是相互影響的，多數(shù)情況下應(yīng)當(dāng)綜合考慮。
（3）大氣中的有害氣體對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響。大氣中的有害氣體會促進鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的進行。在海洋大氣環(huán)境下，含有NaCL為主的海鹽粒子起主要作用。在工廠附近各種氣體含量會增加，對于不耐稀硫酸的鐵鋅等構(gòu)件腐蝕更為嚴(yán)重。
（4）大氣中的塵埃對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響。隨著環(huán)境的不同，大氣中的塵埃也具有不同的性質(zhì)，主要表現(xiàn)在其溶解性和腐蝕性上。有腐蝕性的塵埃溶于水膜后會參與腐蝕反應(yīng)。有些無腐蝕性的塵埃可以吸附腐蝕性物質(zhì)，當(dāng)其溶于水膜時便帶入了腐蝕性物質(zhì)。另外，當(dāng)塵埃落于鋼結(jié)構(gòu)表面時。塵埃與鋼結(jié)構(gòu)之問的縫隙有利于水分的凝結(jié)。尤其值得我們注意的是，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)局部落有塵埃時，很有可能最終引發(fā)局部腐蝕。
3、海水環(huán)境
海水本身就是電解液，其中溶解多種鹽類，呈酸性。鋼結(jié)構(gòu)處于海水中時，很難保持鈍態(tài)，腐蝕自然就會進行。海水環(huán)境下。影響鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的主要閑素有溫度、含氧量、污染、流速、海生物污損等。在海水中，上述因素之問是相互影響的，在一定條件下，任何一種閃素都會成為影響鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的控制因素。
（1）海水溫度和含氧量對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響?？偟膩碚f，溫度升高、含氧量增大會促進鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕。海水中的含氧量與深度和溫度有關(guān)。一般情況下，表面海水中的溶解氧濃度處于飽和狀態(tài)，隨著深度加深，海水中的含氧量減少。所以，在深海區(qū)由于海水中的含氧量很少而鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕速率很慢。同時，溫度越高海水中的含氧量越低。
（2）海水流速對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響。海水流速對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕有較大影響。通常情況下。流速越大，鋼材腐蝕速率越大。
（3）海生物污損對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響。當(dāng)海生物較多時，海生物污損物對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的影響其控制作用。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)處于海水環(huán)境中時，污損物會逐漸覆蓋鋼材表面，覆蓋層將阻止溶解氧向鋼材表面擴散，對鋼材有保護作用。
4、土壤環(huán)境
土壤腐蝕也是鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的主要類型之一。土壤自身的一些特性對鋼材的腐蝕有很大影響，如孔隙率、含水率、腐蝕性離子和鹽類、電阻率以及pH值。一般情況下，孔隙率越大、含水率越高、腐蝕性離子和鹽類含量越大、電阻率越大，鋼材的腐蝕速率越大。鋼結(jié)構(gòu)處于土壤環(huán)境中時，孔隙為水和空氣提供到達鋼材表面的通道，同時也為電解液提供存在的空間。土壤中的水分是形成電解液的主要條件，土壤的含水率越高，電解液就越容易形成。同時，含水率還會影響到腐蝕性離子和鹽類對鋼材的腐蝕作用，因為腐蝕性離子和鹽類要溶于電解液中才會起到腐蝕作用。土壤的pH值也會影響鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕，pH值越小(土壤酸性越強)，腐蝕速率越大。
5、鋼材合金元素
除了環(huán)境因素以外，鋼材自身的耐腐蝕性也會影響鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕，然而改變鋼材中合金元素的含量是改善鋼材耐腐蝕性的一個重要途徑。研究表明，銅、磷元素可改善鋼材的耐腐蝕性。目前，針對不同腐蝕條件，各種不同類型的耐候鋼被先后研制出來。而且隨著科技的發(fā)展，耐腐蝕性更好的合金鋼必將不斷涌現(xiàn)。
三、鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕常用方法
1、耐候鋼
改變金屬結(jié)構(gòu)的組織，在鋼材冶煉過程中增加銅、鉻和鎳等合金元素，使金屬表面形成保護層，以提高耐腐蝕性能。
2、陰極保護法
在鋼結(jié)構(gòu)表面附加較活潑的金屬避免鋼材的腐蝕。常用于水下或地下結(jié)構(gòu)，另外在石油化工領(lǐng)域中大型儲罐、長輸管線等防腐也經(jīng)常將這一方法與涂料防腐結(jié)合使用。
3、熱浸鋅
熱浸鋅是將除銹后的鋼構(gòu)件浸入600 ℃左右高溫融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，從而起到防腐蝕的作用。這種方法的優(yōu)點是耐久年限長，生產(chǎn)工業(yè)化程度高，質(zhì)量穩(wěn)定。因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴(yán)重且不易維修的室外鋼結(jié)構(gòu)中。
4、熱噴鋁(鋅)復(fù)合涂層
熱噴鋁(鋅)復(fù)合涂層是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當(dāng)?shù)拈L效防腐蝕方法。具體做法是先對鋼構(gòu)件表面作噴砂除銹，使其表面露出金屬光澤并打毛。再用乙炔氧焰將不斷送出的鋁(鋅)絲融化。并用壓縮空氣吹附到鋼構(gòu)件表面，以形成蜂窩狀的鋁(鋅)噴層(厚度80～100mm)。最后用環(huán)氧或氯丁橡膠涂料填充毛細(xì)孔，以形成復(fù)合涂層。這種工藝的優(yōu)點是對構(gòu)件尺寸的適應(yīng)性強，構(gòu)件形狀尺寸幾乎不受限制，如葛洲壩的船閘都是用這種方法施工的。另一個優(yōu)點則是這種工藝的熱影響是局部的，受約束的，因而不會產(chǎn)生熱變形。與熱浸鋅相比，這種方法的工業(yè)化程度較低，噴砂噴鋁(鋅)的勞動強度大．質(zhì)量也易受操作者水平的影響。
5、防腐蝕涂料
防腐蝕涂料的防腐蝕性一般不如長效防腐方法(但目前氟碳涂料防腐蝕年限也可達50年)，所以用于室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)或相對易于維護的室外鋼結(jié)構(gòu)較多。它一次成本低，但用于戶外時維護成本較高。在這5種防腐方法中，建筑工程最常用的是防腐蝕涂料涂裝的方法，這種方法價格低廉、選擇范圍廣適用性強。
結(jié)論
鋼結(jié)構(gòu)腐蝕不僅會造成金屬資源的極大浪費，還嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)運營，因此，應(yīng)引了起各行業(yè)的高度重視。耐候鋼具有優(yōu)越的耐腐蝕性能，較普通鋼后期維護費用低，能夠取得較好的經(jīng)濟效益，與采用涂層法防腐的鋼結(jié)構(gòu)相比，采用耐候鋼還能夠減少環(huán)境污染。目前耐候鋼已開始在國內(nèi)一些高耐候等級的大型廠房、公共建筑中得到應(yīng)用，受到鋼結(jié)構(gòu)加工、施工單位和業(yè)主的好評。隨著耐候鋼加工技術(shù)的不斷成熟和完善，其應(yīng)用前景愈加廣闊，必將在今后的鋼結(jié)構(gòu)防腐工程中發(fā)揮更大的作用。
【參考文獻】
[1] 孫躍，胡津．金屬腐蝕與控制[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008．
關(guān)鍵詞：教學(xué)機智；實例；特質(zhì)；意義；化學(xué)教學(xué)
文章編號：1005–6629（2013）9–0007–05 中圖分類號：G633.8 文獻標(biāo)識碼：B
隨著新課程逐步推進，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了變化，學(xué)習(xí)主動性增強，教學(xué)的復(fù)雜性增加，教學(xué)中的非預(yù)設(shè)情況大大增多，致使教師的教學(xué)機智日益受到人們重視，以至于被認(rèn)為是教師的重要品質(zhì)之一。然而，究竟什么是教學(xué)機智？怎樣才能形成教學(xué)機智？人們對此往往還說不清、道不明，使得教師教學(xué)機智的養(yǎng)育、修煉難以有效地進行。研究教學(xué)機智，弄清它的“奧秘”，總結(jié)有關(guān)的經(jīng)驗，確定有關(guān)的規(guī)則，有利于自覺地應(yīng)用它來消除意外事件的干擾，保證教學(xué)順利進行，甚至于“化危為機”，搞好教學(xué)。對教學(xué)機智進行界定，這是深入研究教學(xué)機智的第一步，本文擬對此做一些粗淺的討論，其他問題將另文討論。
1 教學(xué)機智的初步界定
對教學(xué)實踐中的教學(xué)機智進行考察、分析為基礎(chǔ)，而不是簡單地從概念到概念，這是弄清什么是教學(xué)機智的根本所在。為此，讓我們先來看看化學(xué)教學(xué)中的幾個例子。
例1 小鳥飛進教室
教室中正在上課，突然一只小鳥飛了進來，學(xué)生們興奮地看小鳥飛來飛去，有的連忙打開所有門窗把小鳥往外趕，正在進行的教學(xué)給打斷了，等到小鳥飛出教室，教師大喊“安靜，安靜！”也無效果，教室中一時難以恢復(fù)平靜……突然，教師用手重重地拍了拍黑板，帶著微笑說：“噢，剛才討論的問題真重要，連小鳥也想聽聽呢！我們說到什么地方了？……”簡單的幾句話不但使學(xué)生安靜下來，還使學(xué)生回到了之前的思緒，教學(xué)得以繼續(xù)進行。
例2 實驗出了差錯
在學(xué)生實驗“電解飽和食鹽水”時，有一組學(xué)生錯把鐵釘接為陽極，在其附近出現(xiàn)紅褐色渾濁。教師沒有急于批評學(xué)生粗心，而是利用這個機會請全體學(xué)生分析為什么會產(chǎn)生這個現(xiàn)象。在學(xué)生作出合理解釋之后，教師又接著提出兩個問題：如果把陽極換成銅，把陰極換成鐵，把電解液換成硫酸銅，結(jié)果會怎樣？如果以粗銅為陽極，以純銅為陰極，以硫酸銅為電解液，結(jié)果又會怎樣？巧妙地建構(gòu)了電解原理及其應(yīng)用這條知識主線[1]。
例3 實驗失敗了
在“二氧化碳的性質(zhì)和制取”教學(xué)中，教師把石灰石和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳通到紫色石蕊試液中，學(xué)生很快觀察到紫色石蕊試液變紅了，然而當(dāng)把變紅的石蕊試液加熱時，石蕊并沒有恢復(fù)成紫色！面對實驗失誤，教師沒有回避，坦誠地對學(xué)生說：“剛才老師做實驗出現(xiàn)了差錯，請大家一起來想想實驗失敗的原因，從失敗中吸取經(jīng)驗，學(xué)習(xí)知識?！睂W(xué)生們經(jīng)過思考，提出實驗失敗的幾種可能性：（1）石蕊會不會有問題？（2）是不是鹽酸的濃度太大，使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳中混有氯化氫，一同進入到石蕊試液中；受熱時因為鹽酸濃度低，氯化氫不會揮發(fā)出來，因此紅色不會褪去。如果是氯化氫的緣故，可以用呼吸產(chǎn)生的二氧化碳來驗證。
通過討論，學(xué)生們設(shè)計了如下補充實驗：（1）取紫色石蕊試液1～2 mL，滴加1～2滴稀鹽酸，加熱紫色石蕊變紅，受熱紅色不褪去，表明鹽酸和碳酸一樣能使紫色石蕊變紅，但受熱紅色不褪去。（2）往1～2 mL紫色石蕊試液中吹二氧化碳?xì)怏w，再加熱紫色石蕊變紅，受熱紅色褪去，實驗現(xiàn)象正常。（3）往1～2 mL紫色石蕊試液中吹二氧化碳?xì)怏w，滴加1滴稀鹽酸，再加熱，紅色不褪去，證明推測正確。由于教師直面實驗失敗，把實驗失敗當(dāng)作教學(xué)資源，引發(fā)了學(xué)生主動、積極的思考，極大地調(diào)動了學(xué)生的思維熱情，學(xué)生在探究氛圍中查錯、思錯、究錯和糾錯。激發(fā)了興趣，提高了教學(xué)效果[2]。
例4 學(xué)生質(zhì)疑實驗結(jié)果
在做一氧化碳還原氧化鐵實驗時，有學(xué)生質(zhì)疑生成的黑色粉末也可能是四氧化三鐵，其他學(xué)生的眼睛都盯向老師，等待教師的否定或肯定。然而，教師在肯定這個學(xué)生積極思考、敢于懷疑后說：“這是我在以往教學(xué)中不曾遇到過的問題，你們看怎么辦呢？”經(jīng)過討論，學(xué)生們決定把黑色粉末加入到稀鹽酸或者硫酸銅溶液中，根據(jù)實驗現(xiàn)象確定黑色粉末確實是鐵粉[3]。
例5 學(xué)生提出另類解釋
蘇教版“化學(xué)2”在引入化學(xué)反應(yīng)限度這個概念時，是通過一個“活動與探究”演示實驗進行的：取5 mL 0.1 mol/L KI溶液，滴加0.1 mol/L FeCl3溶液5～6滴，繼續(xù)加入2 mL CCl4溶液，充分振蕩。靜置后觀察到什么現(xiàn)象？取上層溶液，用KSCN溶液檢驗是否還存在Fe3+。該實驗說明了什么？
上課時，在滴加KSCN溶液立即出現(xiàn)血紅色后教師問：“為什么出現(xiàn)血紅色？說明了什么？”學(xué)生回答：“說明還有Fe3+，沒有完全反應(yīng)?！北緛?，課堂教學(xué)到此也就順利完成了預(yù)設(shè)的教學(xué)任務(wù)。但是，一個平時愛思考問題的學(xué)生提出了不同看法。他的觀點是：Fe3+被I-還原產(chǎn)生的Fe2+很容易被氧化，在實驗步驟②中由于振蕩，F(xiàn)e2+與空氣接觸會不斷被氧化成Fe3+，所以他認(rèn)為這個實驗缺乏足夠的說服力。被他這么一提醒，部分學(xué)習(xí)成績較好的同學(xué)也表示了贊同。
面對突然的變故，教師似乎有點尷尬，迅速思考之后當(dāng)即表揚他勤于思考和敢于質(zhì)疑，肯定他的觀點是有道理的，然后說：“看來這個實驗也有考慮不夠周全的地方，有值得進一步研究的地方，我們暫且把這個問題擱一擱，課后再進一步探究、改進、完善這個實驗?！?/p>
課后，教師讓該同學(xué)召集其他也有質(zhì)疑的同學(xué)一起對課堂實驗進行深入研究，并提醒他們：這個實驗最容易產(chǎn)生問題的環(huán)節(jié)是哪里？能不能避免Fe2+的氧化？可以采取哪些簡單有效方法？他們經(jīng)過思考和討論改進了實驗設(shè)計，重新進行實驗，結(jié)果與預(yù)期實驗現(xiàn)象一致，打消了疑惑，也激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣。第二天課堂上，他們和全班同學(xué)一起分享了對這個演示實驗的改進和結(jié)果，教師也肯定了他們的求真精神[4]。
例6 學(xué)生提出疑問
在電解飽和食鹽水的教學(xué)中，有學(xué)生問：從電解槽出口流出的電解液中還有不少食鹽，為什么不把食鹽電解完呢？那樣不是可以不用分離而直接得到濃度較高的氫氧化鈉嗎？在迅速思考之后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析、討論在電解液中存在哪些離子？根據(jù)實驗事實哪些離子優(yōu)先在電極上放電發(fā)生反應(yīng)？經(jīng)過討論和實驗驗證，學(xué)生明白了：當(dāng)Cl-、OH-離子濃度達到一定比例時，OH-離子也會在電極上放電發(fā)生反應(yīng)的。所以，電解到一定程度時必須讓濃度降低的食鹽水流出去，輸進濃度較高的食鹽水。接著教師又問：為什么在水溶液中能夠鍍鋅？為什么有的電解、電鍍過程要控制溶液的pH？設(shè)計與濃度有關(guān)的離子放電過程，引導(dǎo)學(xué)生對電解原理的理解進一步深化[5]。
例7 學(xué)生疏漏了正確答案
一位老師在進行“活動與探究 金屬腐蝕與防護”教學(xué)時，把有關(guān)內(nèi)容改變?yōu)橐坏谰毩?xí)題：在模擬鐵生銹的實驗中，鐵粉中均勻混有少量炭粉，分別撒入甲、乙兩支具支試管中，并用橡皮塞塞好。具支試管甲的內(nèi)壁預(yù)先用氯化鈉溶液潤濕，具支試管乙的內(nèi)壁預(yù)先用稀醋酸潤濕，兩支具支試管的支管都通過附有止水夾的短橡皮管連接插在水槽中的直角導(dǎo)管。以下有關(guān)該實驗現(xiàn)象的說法合理的是：打開止水夾片刻后，
A.甲裝置中倒吸的水比乙裝置多。
B.甲裝置中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕。
C.乙裝置中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是析氫腐蝕。
D.乙裝置開始時導(dǎo)管口有氣泡冒出，接著水又較快倒流。
沒想到，學(xué)生研究討論之后給出的答案中A、B、C都有，就是沒有D。老師遲疑片刻后沒有表態(tài)，而是認(rèn)真聽取他們陳述的理由，分析他們的錯誤原因，然后指出學(xué)生說的都有一定道理，但考慮問題時只知其一不知其二。他要求學(xué)生通過實驗確定答案，并進一步通過理論分析與實驗探究找出原因，不但確定了正確答案是B、D，而且使學(xué)生收獲了問題解決的方法，通過思維碰撞把“意外”變成了“精彩”[6]。
例8 學(xué)生想知道更多
在講到鋁的化合物氯化鋁和氫氧化鈉溶液可以通過互相滴加來鑒別時，有學(xué)生舉手問：“還有哪些溶液可以采用互相滴加方法來鑒別呢？”教師覺得這個問題提得很好，當(dāng)即調(diào)整教學(xué)計劃，先對這個問題展開討論，提示學(xué)生從氯化鋁和氫氧化鈉的反應(yīng)出發(fā)，分析這類鑒別應(yīng)該具備什么條件，引導(dǎo)學(xué)生成功地解決了這個問題[7]。
這幾個例子顯示的教學(xué)機智各有什么特點？有哪些相似之處和不同之處？通過分析、比較可以發(fā)現(xiàn)，它們的相似之處主要是：
①突然發(fā)生了沒有預(yù)料到的情況，或者出現(xiàn)了跟教學(xué)內(nèi)容有邏輯聯(lián)系的“生成性問題”，或者出現(xiàn)了跟教學(xué)內(nèi)容沒有必然聯(lián)系的“非生成性問題”。
②需要教師“臨危不亂”，保持自信、主動，積極應(yīng)對，使問題得到妥善解決，否則“授業(yè)、解惑”難以順利繼續(xù)。
③教師在特定的情境中，憑著靈機一動、即興發(fā)揮來解決問題，沒有過多時間思考如何應(yīng)對和解決問題。
④教師通過細(xì)致敏銳的觀察、深刻的理解和準(zhǔn)確的判斷，迅速、靈活地做出應(yīng)變決定，實行了及時有效的調(diào)控。
⑤教師常常別出心裁，通過新思維、新點子、“怪招”，意外地處理意外事件，最終順利地解決問題，學(xué)生有驚喜、滿意的收獲，取得了較好的（甚至是預(yù)料之外的）教學(xué)效果。
⑥教師通過有關(guān)活動表現(xiàn)了值得贊許的、出色的智慧和特別的、綜合性的教學(xué)能力……
其中，①、③、④、⑤都跟“突然”、“迅速”有關(guān)；②、④、⑤、⑥都跟效果、智慧或能力有關(guān)。
什么是教學(xué)機智？過去，人們往往只是作為日常概念在使用它，沒有考慮它的定義或界定。從字義來看，教學(xué)機智中的“智”自然是智慧的意思，“機”字跟具有內(nèi)部構(gòu)造、能夠運動乃至于與生命有關(guān)（如機關(guān)、機器、機構(gòu)、機制、機動、機理、機體），既有關(guān)鍵、樞要、靈巧（如事機、機要、機靈）的意思，也有機會、短促、快捷、恰好時刻的意思（如轉(zhuǎn)機、危機、時機、機會、機遇、乘機、隨機、機警、機敏），有時還有素質(zhì)、能力、心理活動等意思（如機能、心機、殺機、機謀、機詐），事情的意思（如日理萬機）。根據(jù)實例并結(jié)合字義，筆者認(rèn)為可以把教學(xué)機智初步界定為在特定的情境中把握教學(xué)時機（或重要機遇）的智慧。實際上，許多人正是這樣來界定教學(xué)機智概念的。
上述6個特點是教學(xué)機智的一般特點。例1跟其他幾個例子略有不同：它既不跟“授業(yè)”有關(guān)，也不跟“解惑”有關(guān)，即跟嚴(yán)格意義的“教學(xué)”無關(guān)，但跟教學(xué)管理（課堂管理）和心理調(diào)控有關(guān)。嚴(yán)格地說，例1是課堂管理和心理調(diào)控的機智，不屬于教學(xué)機智。但是，在教學(xué)機智中是包含及時有效的教學(xué)現(xiàn)場調(diào)控的，這是特點④清晰地表明了的。在實際教學(xué)中，有時也會出現(xiàn)跟“傳道”有關(guān)的突況，與此對應(yīng)的機智也不屬于狹義的教學(xué)機智，但可歸屬于教育機智。
應(yīng)該注意：教學(xué)機智是褒義的，應(yīng)該是積極的、正面的，貶義的教學(xué)機詐（例如反詰、推諉、回避，甚至于諷刺、挖苦、訓(xùn)斥等等）不應(yīng)該稱為教學(xué)機智。
狹義的教學(xué)機智只包括課堂認(rèn)知教學(xué)方面的教學(xué)機智。廣義的教學(xué)機智包括課堂認(rèn)知教學(xué)中的教學(xué)機智、處理師生關(guān)系的教學(xué)機智、進行思想品德教育的教育機智以及教學(xué)現(xiàn)場的及時有效調(diào)控等。
2 對教學(xué)機智的進一步討論
本文對教學(xué)機智的進一步討論主要涉及其界定、意義、特質(zhì)等方面。
2.1 關(guān)于教學(xué)機智的界定
對于什么是教學(xué)機智，以往有多種不同的說法，例如：
（1）能使教師在不斷變化的教育情境中隨機應(yīng)變的細(xì)心的技能[8]。
（2）教師面臨復(fù)雜教學(xué)情況所表現(xiàn)的一種敏感、迅速、準(zhǔn)確的判斷能力[9]。
（3）教育者在一定教學(xué)情境中，瞬間作出的具有教育意義的創(chuàng)造性行動[10]。
（4）教學(xué)機智是教師對特定情境應(yīng)激的反應(yīng)，是教師豐富的教學(xué)實踐經(jīng)驗、機敏的教育能力與良好智慧的反映，是由多種心理品質(zhì)構(gòu)成的[11]。
（5）教學(xué)機智是良好的心理素質(zhì)和熟練的教學(xué)技巧的結(jié)合，它反映了教師知覺的敏感性、思維的靈活性、意志的果斷性，也反映了教師嫻熟的教學(xué)技能[12]。
（6）教學(xué)機智是教師對教學(xué)情境準(zhǔn)確的把握，對學(xué)生和集體的了解，深厚的教學(xué)理論水平，豐富的教學(xué)實踐經(jīng)驗的綜合表現(xiàn)[13]。
（7）教學(xué)機智是教師在具體的教學(xué)情境中表現(xiàn)出來的教育智慧。
（8）教學(xué)機智是對偏離預(yù)設(shè)意外事件的處理，是契合情境的即興創(chuàng)作，是臨場的實踐智慧[14]，等等。
把教學(xué)機智的上位概念（屬概念）說成是技能、判斷能力、創(chuàng)造性行動、心理品質(zhì)、綜合表現(xiàn)，或者說成是教學(xué)技巧、教學(xué)藝術(shù)和教學(xué)經(jīng)驗與實踐等[15]，并由此用“種差+屬概念”的方法來界定教學(xué)機智，或者有簡單化之嫌，或者太過籠統(tǒng)，或者不是太準(zhǔn)確、不是太貼切，這是不難看出的。教學(xué)機智反映了教師具有某些技能、判斷能力、創(chuàng)造性行動、心理品質(zhì)，或者教學(xué)技巧、教學(xué)藝術(shù)和教學(xué)經(jīng)驗，但它們不是教學(xué)機智的全部，不能由此判斷教學(xué)機智就是一種技能、判斷能力、創(chuàng)造性行動、心理品質(zhì)，或者教學(xué)技巧、教學(xué)藝術(shù)和教學(xué)經(jīng)驗等等。
把教學(xué)機智的上位概念（屬概念）說成是一種智慧，大體上是可以接受的（機智與智慧是有所不同的，筆者將另文討論）。不過，“智慧”是一個很復(fù)雜、很難說得清的概念，雖然不少學(xué)者致力于準(zhǔn)確地界定它，至今仍難形成比較一致的意見。
筆者認(rèn)為，要恰當(dāng)?shù)亟缍ń虒W(xué)機智，不妨換個角度，從它的發(fā)生機制來展開思考：教學(xué)機智發(fā)生時，總是先出現(xiàn)需要馬上解決的突發(fā)問題，需要教師冷靜地從特定的情境中找出當(dāng)前要解決的關(guān)鍵問題是什么，思考有哪些可能的解決方案、最可能成功的是什么方案，當(dāng)即決定應(yīng)對方案并執(zhí)行這個方案。實際上，這個過程是在剎那間完成的，是高度壓縮的，以至于人們的自覺程度很低，常常說不清、道不明，對其認(rèn)識處于混沌、“緘默”狀態(tài)，對它的認(rèn)識和界定十分困難和復(fù)雜。
在正確表征問題之后，搜索并確定活動的策略是問題解決的關(guān)鍵。策略決定活動的內(nèi)容和程序，策略是方法的靈魂和精髓，因此，迅速地決定解決問題的策略或者應(yīng)急的策略（以后再解決問題）應(yīng)該是教學(xué)機智的核心?？档略?jīng)論證，“不管理論可能是多么完美，在理論與實踐之間仍然需要一種從這一個聯(lián)系到并過渡到另一個中間項的媒介，這個媒介的核心便是主體的判斷力——實踐機智。[16]”赫爾巴特也說過：“在卓越的理論家中，無論是誰……在理論和實踐之間，總會潛入一個中項——健全的機智”；“機智介乎理論和實踐之間”[17]。教學(xué)機智之所以能夠成為溝通教學(xué)理論與教學(xué)實踐的中介和橋梁，正是由于策略通常根據(jù)理論或理性制定而又運用于實踐，有著跟理論和實踐的雙向聯(lián)系。
總結(jié)上面的討論可以確定，教學(xué)機智是在突發(fā)教學(xué)事件的特定情境中，教師迅速采用以有效策略為核心的應(yīng)對方案來“化危為機”，避免消極影響和獲取積極效果，使某些理念和認(rèn)識轉(zhuǎn)化為實踐效果的一種特殊現(xiàn)象。
2.2 化學(xué)教學(xué)機智的特點
教學(xué)機智反映教師的一種特殊智慧和能力，它所反映的教師智慧的特質(zhì)主要有：
（1）總是跟某個具體事件聯(lián)系在一起，是“就事論事”的，具有一次性、個別性和情境特異性；
（2）是現(xiàn)實的，具有實踐性，又高于普通的實踐活動；
（3）有時間的緊迫性，要求教師臨場發(fā)揮，具有非預(yù)設(shè)性；
（4）表現(xiàn)為教師的行動策略和方式，具有個性、獨特性和順暢性等特征；
（5）有一定價值指向，總是力求積極的效果；
（6）效果通常能引起新穎感、滿足感、愉悅、贊賞甚至震撼感；等等。
所謂化學(xué)教學(xué)機智其實就是化學(xué)教學(xué)活動中出現(xiàn)的教學(xué)機智，它具有教學(xué)機智的各種特質(zhì)。但是，化學(xué)教學(xué)機智也有其學(xué)科個性，這通常表現(xiàn)為突發(fā)事件、情境、活動的內(nèi)容和直接結(jié)果等都具有學(xué)科特點，涉及物質(zhì)及其化學(xué)變化，涉及宏觀現(xiàn)象的觀察和微觀解釋，涉及化學(xué)符號表征，涉及化學(xué)實驗等等。
2.3 教學(xué)機智的意義、價值
教學(xué)機智的意義和價值首先在于它能解決突然出現(xiàn)的問題，掃除障礙，使教學(xué)活動得以順暢進行。教學(xué)機智的意義和價值還在于：
它往往作為教師應(yīng)對突發(fā)教學(xué)事件的“點睛之筆”，給課堂教學(xué)帶來令人耳目一新、振奮和具有豐富教育內(nèi)涵的效果，能給學(xué)生，也給教師自己留下深刻的印象。
教學(xué)機智能夠為學(xué)生主動學(xué)習(xí)“保駕護航”，促進新課程改革進一步深入。
教學(xué)機智的發(fā)生，不但能豐富教師的教學(xué)經(jīng)驗，而且由于這種經(jīng)驗具有理智的成分，優(yōu)于普通的實踐經(jīng)驗，更能促進教師教學(xué)理性的豐富和提升，從而有利于教師專業(yè)化發(fā)展。
新情境、新問題的出現(xiàn)以及問題的初步解決，往往會引發(fā)一系列的思考和嘗試、探究，成為一輪教學(xué)創(chuàng)新的開始。
是否具有高水平的教學(xué)機智是衡量一個優(yōu)秀教師的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。著名的俄羅斯教育家烏申斯基就說過：“不管教育者怎樣地研究了教育學(xué)理論，如果他沒有教育機智，他就不可能成為一個優(yōu)良的教育實踐者”[18]。這句話充分說明了教學(xué)機智對于教師和教學(xué)活動的重要性。
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