土壤腐蚀野外电化学组合测试仪

土壤腐蚀野外电化学组合测试仪

一、仪器特点
土壤腐蚀是环境腐蚀的一个重要方面，土壤腐蚀导致报废大量金属设备，造成重大经济损失。为了有效地防止和减轻土壤腐蚀，需要进行土壤腐蚀环境勘测和地下工程腐蚀穿孔原因的诊断。前者可预测管线遭受的各种腐蚀危害，以便采取相应的措施。后者可查清管线穿孔的主要原因，以便采取对策。
测试仪根据我们土壤腐蚀与防护野外测试工作多年的经验，结合国内外土壤电化学和土壤腐蚀方面的理论、方法，将需要用必要的测量仪表、电极、试剂、用具等加以重新设计和组合，使之小型化，并且处于随时可用的工作状态，组装在小型测试箱中。便于携带到野外，现场完成与土壤腐蚀与防护有关的几个项目的分析、测试。方法合理，数据可靠，灵活便捷。
二、 性能指标
1、土壤电阻率的测定 精度：± 0.1Ω/m。
2、土壤温度的测定 精度：± 1C
3、土壤中金属腐蚀电位的测定 精度：± 10mV。
4、土壤电位梯度的测定 精度：± 1mV/m。
5、土壤氧化还原电位的测定 精度：±10mV。
6、土壤pH的测定 精度：± 0.05pH。

三、应用范围
测试仪适用于材料土壤腐蚀试验基础数据的测试与积累、土壤腐蚀环境的勘测，地下金属构件腐蚀状况的调查，以及地下输油输气管道及电缆腐蚀穿孔原因的诊断等。该仪器已广泛应用于全国各大油田、输油输气公司、钢铁、能源、电信、城建、国防等部门。
四、使用方法
（一）土壤电阻率的测定
1、仪器设备
ZC-8接地电阻仪（四端） 卷尺（10米） 金属探针（四支） 温度计
2、测定方法
（1）将四支金属探针垂直等距插入土壤。探针插入土壤深度为<5%a。a为每相邻两支探针之间的距离，应等于欲测土层的深度，如a=1 m，探针插入土壤深度<5cm。
（2）将仪器水平放置，检查检流计指针是否在中心线上，将仪器导线按顺序接在探针上。
（3）将倍率标度置于zui大倍数（一般为10），摇动电阻仪手柄，同时转动"测量标度盘"和倍率钮，当指针接近平衡位置时加快发电机摇动的速度，使摇动速度>120转/分，调整标度盘使指针指于中心线上，即可读数。一般倍率钮有三档，如标度盘上数字为"6.6"；倍率钮在"0.1"档R=0.66；在"1"档R=6.6；在"10"档R=66。
（4）同时测定土壤温度。
3、结果计算
（1）计算土壤电阻率（P）值
计算公式：P=2πaR
式中：P-土壤电阻率
a-两探针之间的距离
R-仪器上读数
将从电阻仪上测得的R值和间距代入公式可计算出P值。
（2）测定土壤温度用袖珍数字mV/pH计/温度计测定。
（3）温度校正
土壤温度对电阻率有较大的影响，一般土壤温度每增加1℃，电阻减少2%。为便于数据可相互比较，土壤温度均校正至15℃。
校正公式：P15=P[1+ α（t-15）]
式中：P15-土温15℃时的电阻率
α-温度系数（一般为2%）
t-实测时土壤温度（指0.5 m以下的土温）
（3）试件深度土壤电阻率的计算
由于土壤的不均匀性对不同深度土壤电阻率产生一定影响，故需测定试件埋藏深度的土壤电阻率，尤其在土壤不均匀的地区测量和计算试件埋藏深度土壤电阻率更为必要。

计算公式：
P（a-b）=（PaRb-PbRa）/Rb-Ra
式中：P（a-b）-试件深度（土层）的土壤电阻率
Pa-从地表到a深度的土壤电阻率
Pb-从地表到b深度的土壤电阻率
Ra-探针间距为a时的仪表读数
Rb-探针间距为b时的仪表读数

（二）、土壤中金属腐蚀电位的测定
1、仪器设备

袖珍数字mV/pH计/温度计、 硫酸铜电极、鳄鱼夹 金属电极五支（用户自备）。
2、测定方法
在测试点挖土至试件露出一角，用鳄鱼夹使试件与袖珍数字mV/pH计/温度计、通过导线连在指示电极接线器上，硫酸铜电极连在仪器的参比电极接线器上，参比电极插入试件附近湿润的土壤中，将仪器的选择钮拨至[mV]档，按一般测电位的操作方法，即可测得相当于该参比电极的金属试件的腐蚀电位。
在未埋设试件的土壤中测试腐蚀电位的方法；将五支金属电极插入土壤的待测部位，平衡一小时。然后通过导线连在仪器的负极，参比电极连在仪器的正极，测试方法同上。
（三）土壤电位梯度的测定
1、仪器设备
袖珍数字mV/pH计/温度计、 长效硫酸铜参比电极（两支）
2、测定方法
采用土壤对土壤S/S（Soil to Soil）测定法。把两支参比电极插入土壤（间距20-50m），土壤过于干燥时加一些水在电极与土壤接触处。再把两支电极串接在仪器上，仪器的选择钮拨至[mV]档，测量两支电极在土壤中的电位差。两点间电位差除以两点间距离即为土壤电位梯度mV/M。
电位梯度有直角法和圆周法等测量方法。直角法在埋设管线处应用时分纵和横两个方向测定，纵向沿管线铺设方向测量，横向沿垂直管线方向测量。圆周法是以一支电极为圆心，另一支电极在圆周上根据需要按几等分测量，半径为两点间距离，zui后按矢量法求得地电流的方向。
采用上法测量时，如电流经常变化或电位差值较大，说明这一地区有散杂电流存在，也可能是泄漏电流区。
测试前要先测量两支不易极化的参比电极间的电位差（两支电极间距很小时测，此时电位差应小于正负2mV），另外要注意极性变化。
（四）、土壤氧化还原电位的测定
1、 仪器试剂
袖珍数字mV/pH计/温度计、铂电极（二支） 甘汞电极（一支）
2、测定方法
铂电极在使用前一定要进行脱膜处理。通常可采用三种方法，即机械法、化学法和电化学法。在野外使用采用机械更为方便。机械法与一般金属抛光的原理类似，重要的是磨擦时应避免产生细痕，通常的抛光材料有细粉状矾土、碳化硅、金刚粉或牙膏等，这里可用牙膏对铂表面进行抛光，然后用纯水清洗后，再浸入ORP电极浸泡液中6小时后使用。
浸泡液的配制方法：取pH4.00缓冲剂（250ml）一包，溶于250ml纯水中，再加入56克分析纯KCL，适当加热，搅拌至*溶解既成（如果溶液要较长时间保存，则要加防腐剂）。
在野外原位测定时，先将五支铂电极分别插入欲测土层中，平衡一小时。然后铂电极接仪器的正极，插在附近土壤中的甘汞电极接仪器的负极，仪器的选择钮拨至[mV]档，测试操作方法同上。
2、 结果计算
从仪器上读得的电位值，是土壤中铂电极的电位值对甘汞电极的电位差，要换算成以氢电极为基准的电位值。
计算公式：E实测= Eh土壤-E甘汞电极
移项后：E h土壤= E实测+E甘汞电极
式中甘汞电极的电位砂式中甘汞电极的电位不同温度的差异见下表：
饱和甘汞电极在不同温度时的电位

注：该电位值包括液接电位。
土壤Eh值为了可以统一比较，一般均需进行pH校正：
校正公式：E h7= E h+60（pH实测-7）
pH增加了一个单位，相应的Eh减少60 mV。PH的严格校正比较困难，但是由于大多数情况下实测值与理论值相差不大，为了各种土壤相互比较起见，往往采用理论值-60 mV（30℃）进行校正，这对有机质不高。PH变化不大的土壤来说误差可能是不大的，有时把Eh土壤和pH值同时列出。
土壤本身是不均匀的，测定Eh时要多次测或用多支电极测，求其平均值。重复次数要视土壤的均匀情况而定，一般五次左右。
（五）、土壤酸碱度的测定
1、仪器设备
袖珍数字mV/pH计/温度计、含：pH标准缓冲液（pH4.01和6.87）、pH电极、 甘汞电极、20孔筛、50ml塑料烧杯、 磁力搅拌器、 微型数字天平（500g/0.1g）、 氯化钾溶液、 滤纸。
2、测定方法
称取通过20孔筛（1mm）的风干土样20g，放在50 ml高型烧杯中，加入20 ml去CO 2的蒸馏水，在磁力搅拌器上搅动1分钟，或用人工继续搅拌20-30分钟，使土壤充分散开，放置半小时，使其平衡，些时应避免空气中有氨或挥发性酸。然后将pH电极插到下部悬液中，再将甘汞电极插到上部清液中，即可进行pH测定。数分钟内即可得到稳定读数，但对于缓冲性弱的土壤，常需较长时间才能达到平衡数值。
请注意：每测一个样品要用洗瓶将pH电极和甘汞电极或盐桥顶端所粘的土粒洗去，并用滤纸轻轻将吸附的水吸干，再进行第二个样品的测定。测定5-6个样品后，请用pH标准缓冲液校正pH电极，并将甘汞电极或盐桥在饱和氯化钾溶液中浸泡一会，再使用。
（六）温度的测定（功能选择开关在温度档）
1、仪器设备
袖珍数字mV/pH计/温度计、温度传感器。
2、测定方法
将温度传感器插入相应的电极插座中，传感器插入被测溶液中就可进行测定。