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土壤腐蝕野外電化學組合測試儀

土壤腐蝕野外電化學組合測試儀

一、儀器特點
土壤腐蝕是環境腐蝕的一個重要方面，土壤腐蝕導致報廢大量金屬設備，造成重大經濟損失。為了有效地防止和減輕土壤腐蝕，需要進行土壤腐蝕環境勘測和地下工程腐蝕穿孔原因的診斷。前者可預測管線遭受的各種腐蝕危害，以便采取相應的措施。后者可查清管線穿孔的主要原因，以便采取對策。
測試儀根據我們土壤腐蝕與防護野外測試工作多年的經驗，結合國內外土壤電化學和土壤腐蝕方面的理論、方法，將需要用必要的測量儀表、電極、試劑、用具等加以重新設計和組合，使之小型化，并且處于隨時可用的工作狀態，組裝在小型測試箱中。便于攜帶到野外，現場完成與土壤腐蝕與防護有關的幾個項目的分析、測試。方法合理，數據可靠，靈活便捷。
二、 性能指標
1、土壤電阻率的測定 精度：± 0.1Ω/m。
2、土壤溫度的測定 精度：± 1C
3、土壤中金屬腐蝕電位的測定 精度：± 10mV。
4、土壤電位梯度的測定 精度：± 1mV/m。
5、土壤氧化還原電位的測定 精度：±10mV。
6、土壤pH的測定 精度：± 0.05pH。

三、應用范圍
測試儀適用于材料土壤腐蝕試驗基礎數據的測試與積累、土壤腐蝕環境的勘測，地下金屬構件腐蝕狀況的調查，以及地下輸油輸氣管道及電纜腐蝕穿孔原因的診斷等。該儀器已廣泛應用于全國各大油田、輸油輸氣公司、鋼鐵、能源、電信、城建、國防等部門。
四、使用方法
（一）土壤電阻率的測定
1、儀器設備
ZC-8接地電阻儀（四端） 卷尺（10米） 金屬探針（四支） 溫度計
2、測定方法
（1）將四支金屬探針垂直等距插入土壤。探針插入土壤深度為<5%a。a為每相鄰兩支探針之間的距離，應等于欲測土層的深度，如a=1 m，探針插入土壤深度<5cm。
（2）將儀器水平放置，檢查檢流計指針是否在中心線上，將儀器導線按順序接在探針上。
（3）將倍率標度置于zui大倍數（一般為10），搖動電阻儀手柄，同時轉動"測量標度盤"和倍率鈕，當指針接近平衡位置時加快發電機搖動的速度，使搖動速度>120轉/分，調整標度盤使指針指于中心線上，即可讀數。一般倍率鈕有三檔，如標度盤上數字為"6.6"；倍率鈕在"0.1"檔R=0.66；在"1"檔R=6.6；在"10"檔R=66。
（4）同時測定土壤溫度。
3、結果計算
（1）計算土壤電阻率（P）值
計算公式：P=2πaR
式中：P-土壤電阻率
a-兩探針之間的距離
R-儀器上讀數
將從電阻儀上測得的R值和間距代入公式可計算出P值。
（2）測定土壤溫度用袖珍數字mV/pH計/溫度計測定。
（3）溫度校正
土壤溫度對電阻率有較大的影響，一般土壤溫度每增加1℃，電阻減少2%。為便于數據可相互比較，土壤溫度均校正至15℃。
校正公式：P15=P[1+ α（t-15）]
式中：P15-土溫15℃時的電阻率
α-溫度系數（一般為2%）
t-實測時土壤溫度（指0.5 m以下的土溫）
（3）試件深度土壤電阻率的計算
由于土壤的不均勻性對不同深度土壤電阻率產生一定影響，故需測定試件埋藏深度的土壤電阻率，尤其在土壤不均勻的地區測量和計算試件埋藏深度土壤電阻率更為必要。

計算公式：
P（a-b）=（PaRb-PbRa）/Rb-Ra
式中：P（a-b）-試件深度（土層）的土壤電阻率
Pa-從地表到a深度的土壤電阻率
Pb-從地表到b深度的土壤電阻率
Ra-探針間距為a時的儀表讀數
Rb-探針間距為b時的儀表讀數

（二）、土壤中金屬腐蝕電位的測定
1、儀器設備

袖珍數字mV/pH計/溫度計、 硫酸銅電極、鱷魚夾 金屬電極五支（用戶自備）。
2、測定方法
在測試點挖土至試件露出一角，用鱷魚夾使試件與袖珍數字mV/pH計/溫度計、通過導線連在指示電極接線器上，硫酸銅電極連在儀器的參比電極接線器上，參比電極插入試件附近濕潤的土壤中，將儀器的選擇鈕撥至[mV]檔，按一般測電位的操作方法，即可測得相當于該參比電極的金屬試件的腐蝕電位。
在未埋設試件的土壤中測試腐蝕電位的方法；將五支金屬電極插入土壤的待測部位，平衡一小時。然后通過導線連在儀器的負極，參比電極連在儀器的正極，測試方法同上。
（三）土壤電位梯度的測定
1、儀器設備
袖珍數字mV/pH計/溫度計、 長效硫酸銅參比電極（兩支）
2、測定方法
采用土壤對土壤S/S（Soil to Soil）測定法。把兩支參比電極插入土壤（間距20-50m），土壤過于干燥時加一些水在電極與土壤接觸處。再把兩支電極串接在儀器上，儀器的選擇鈕撥至[mV]檔，測量兩支電極在土壤中的電位差。兩點間電位差除以兩點間距離即為土壤電位梯度mV/M。
電位梯度有直角法和圓周法等測量方法。直角法在埋設管線處應用時分縱和橫兩個方向測定，縱向沿管線鋪設方向測量，橫向沿垂直管線方向測量。圓周法是以一支電極為圓心，另一支電極在圓周上根據需要按幾等分測量，半徑為兩點間距離，zui后按矢量法求得地電流的方向。
采用上法測量時，如電流經常變化或電位差值較大，說明這一地區有散雜電流存在，也可能是泄漏電流區。
測試前要先測量兩支不易極化的參比電極間的電位差（兩支電極間距很小時測，此時電位差應小于正負2mV），另外要注意極性變化。
（四）、土壤氧化還原電位的測定
1、 儀器試劑
袖珍數字mV/pH計/溫度計、鉑電極（二支） 甘汞電極（一支）
2、測定方法
鉑電極在使用前一定要進行脫膜處理。通常可采用三種方法，即機械法、化學法和電化學法。在野外使用采用機械更為方便。機械法與一般金屬拋光的原理類似，重要的是磨擦時應避免產生細痕，通常的拋光材料有細粉狀礬土、碳化硅、金剛粉或牙膏等，這里可用牙膏對鉑表面進行拋光，然后用純水清洗后，再浸入ORP電極浸泡液中6小時后使用。
浸泡液的配制方法：取pH4.00緩沖劑（250ml）一包，溶于250ml純水中，再加入56克分析純KCL，適當加熱，攪拌至*溶解既成（如果溶液要較長時間保存，則要加防腐劑）。
在野外原位測定時，先將五支鉑電極分別插入欲測土層中，平衡一小時。然后鉑電極接儀器的正極，插在附近土壤中的甘汞電極接儀器的負極，儀器的選擇鈕撥至[mV]檔，測試操作方法同上。
2、 結果計算
從儀器上讀得的電位值，是土壤中鉑電極的電位值對甘汞電極的電位差，要換算成以氫電極為基準的電位值。
計算公式：E實測= Eh土壤-E甘汞電極
移項后：E h土壤= E實測+E甘汞電極
式中甘汞電極的電位砂式中甘汞電極的電位不同溫度的差異見下表：
飽和甘汞電極在不同溫度時的電位

注：該電位值包括液接電位。
土壤Eh值為了可以統一比較，一般均需進行pH校正：
校正公式：E h7= E h+60（pH實測-7）
pH增加了一個單位，相應的Eh減少60 mV。PH的嚴格校正比較困難，但是由于大多數情況下實測值與理論值相差不大，為了各種土壤相互比較起見，往往采用理論值-60 mV（30℃）進行校正，這對有機質不高。PH變化不大的土壤來說誤差可能是不大的，有時把Eh土壤和pH值同時列出。
土壤本身是不均勻的，測定Eh時要多次測或用多支電極測，求其平均值。重復次數要視土壤的均勻情況而定，一般五次左右。
（五）、土壤酸堿度的測定
1、儀器設備
袖珍數字mV/pH計/溫度計、含：pH標準緩沖液（pH4.01和6.87）、pH電極、 甘汞電極、20孔篩、50ml塑料燒杯、 磁力攪拌器、 微型數字天平（500g/0.1g）、 氯化鉀溶液、 濾紙。
2、測定方法
稱取通過20孔篩（1mm）的風干土樣20g，放在50 ml高型燒杯中，加入20 ml去CO 2的蒸餾水，在磁力攪拌器上攪動1分鐘，或用人工繼續攪拌20-30分鐘，使土壤充分散開，放置半小時，使其平衡，些時應避免空氣中有氨或揮發性酸。然后將pH電極插到下部懸液中，再將甘汞電極插到上部清液中，即可進行pH測定。數分鐘內即可得到穩定讀數，但對于緩沖性弱的土壤，常需較長時間才能達到平衡數值。
請注意：每測一個樣品要用洗瓶將pH電極和甘汞電極或鹽橋頂端所粘的土粒洗去，并用濾紙輕輕將吸附的水吸干，再進行第二個樣品的測定。測定5-6個樣品后，請用pH標準緩沖液校正pH電極，并將甘汞電極或鹽橋在飽和氯化鉀溶液中浸泡一會，再使用。
（六）溫度的測定（功能選擇開關在溫度檔）
1、儀器設備
袖珍數字mV/pH計/溫度計、溫度傳感器。
2、測定方法
將溫度傳感器插入相應的電極插座中，傳感器插入被測溶液中就可進行測定。