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儀器點
土壤腐蝕是環(huán)境腐蝕的個重要方面,土壤腐蝕導(dǎo)致報廢大量金屬設(shè)備,成重大經(jīng)濟(jì)損失。為了有效地防止和減輕土壤腐蝕,需要行土壤腐蝕環(huán)境勘測和地下程腐蝕穿孔原因的診斷。前者可預(yù)測管線遭受的各種腐蝕危害,以便采取相應(yīng)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(jù)我們土壤腐蝕與防護(hù)野外測試作多年的經(jīng)驗,結(jié)合內(nèi)外土壤電化學(xué)和土壤腐蝕方面的理論、方法,將需要用的測量儀表、電、試劑、用具等加以重新和組合,使之小型化,并且處于隨時可用的作狀態(tài),組裝在小型測試箱中。便于攜帶到野外,現(xiàn)場成與土壤腐蝕與防護(hù)有關(guān)的幾個項目的分析、測試。方法合理,數(shù)據(jù)可靠,靈活便捷。
應(yīng)用范圍
測試儀適用于材料土壤腐蝕試驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的測試與積累、土壤腐蝕環(huán)境的勘測,地下金屬構(gòu)件腐蝕狀況的調(diào)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(yīng)用于各大油田、輸油輸氣公司、鋼鐵、能源、電信、城建、防等。
使用方法
()土壤電阻率的測定
1、儀器設(shè)備
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(yīng)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,檢查檢計針是否在中心線上,將儀器導(dǎo)線按順序接在探針上。
(3)將倍率標(biāo)度置于大倍數(shù)(般為10),搖動電阻儀手柄,同時轉(zhuǎn)動"測量標(biāo)度盤"和倍率鈕,當(dāng)針接近平衡位置時加快發(fā)電機(jī)搖動的速度,使搖動速度>120轉(zhuǎn)/分,調(diào)整標(biāo)度盤使針于中心線上,即可讀數(shù)。般倍率鈕有三檔,如標(biāo)度盤上數(shù)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(jié)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(shù)
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(shù)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,般土壤溫度每增加1℃,電阻減少2%。為便于數(shù)據(jù)可相互,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(shù)(般為2%)
t-實測時土壤溫度(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(chǎn)生定影響,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(qū)測量和計算試件埋藏深度土壤電阻率更為。
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(shù)
Rb-探針間距為b時的儀表讀數(shù)
二)、土壤中金屬腐蝕電位的測定
1、儀器設(shè)備
袖珍數(shù)字mV/pH計/溫度計、 硫酸銅電、鱷魚夾 金屬電五支(用戶自備)。
2、測定方法
在測試點挖土至試件露出角,用鱷魚夾使試件與袖珍數(shù)字mV/pH計/溫度計、通過導(dǎo)線連在示電接線器上,硫酸銅電連在儀器的參比電接線器上,參比電插入試件附近濕潤的土壤中,將儀器的選擇鈕撥至[mV]檔,按般測電位的操作方法,即可測得相當(dāng)于該參比電的金屬試件的腐蝕電位。
在未埋設(shè)試件的土壤中測試腐蝕電位的方法;將五支金屬電插入土壤的待測位,平衡小時。然后通過導(dǎo)線連在儀器的負(fù),參比電連在儀器的正,測試方法同上。
(三)土壤電位梯度的測定
1、儀器設(shè)備
袖珍數(shù)字mV/pH計/溫度計、 長效硫酸銅參比電(兩支)
2、測定方法
采用土壤對土壤S/S(Soil to Soil)測定法。把兩支參比電插入土壤(間距20-50m),土壤過于干燥時加些水在電與土壤接觸處。再把兩支電串接在儀器上,儀器的選擇鈕撥至[mV]檔,測量兩支電在土壤中的電位差。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(shè)管線處應(yīng)用時分縱和橫兩個方向測定,縱向沿管線鋪設(shè)方向測量,橫向沿垂直管線方向測量。圓周法是以支電為圓心,另支電在圓周上根據(jù)需要按幾等分測量,半徑為兩點間距離,后按矢量法求得地電的方向。
采用上法測量時,如電經(jīng)常變化或電位差值較大,說明這地區(qū)有散雜電存在,也可能是泄漏電區(qū)。
測試前要測量兩支不易化的參比電間的電位差(兩支電間距很小時測,此時電位差應(yīng)小于正負(fù)2mV),另外要注意性變化。
(四)、土壤氧化還原電位的測定
1、 儀器試劑
袖珍數(shù)字mV/pH計/溫度計、鉑電(二支) 甘汞電(支)
2、測定方法
鉑電在使用前定要行脫膜處理。通??刹捎萌N方法,即機(jī)械法、化學(xué)法和電化學(xué)法。在野外使用采用機(jī)械更為方便。機(jī)械法與般金屬拋光的原理類似,重要的是磨擦?xí)r應(yīng)避免產(chǎn)生細(xì)痕,通常的拋光材料有細(xì)粉狀礬土、碳化硅、金剛粉或牙膏等,這里可用牙膏對鉑表面行拋光,然后用純水清洗后,再浸入ORP電浸泡液中6小時后使用。
浸泡液的配制方法:取pH4.00緩沖劑(250ml)包,溶于250ml純水中,再加入56克分析純KCL,適當(dāng)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,將五支鉑電分別插入欲測土層中,平衡小時。然后鉑電接儀器的正,插在附近土壤中的甘汞電接儀器的負(fù),儀器的選擇鈕撥至[mV]檔,測試操作方法同上。
2、 結(jié)果計算
從儀器上讀得的電位值,是土壤中鉑電的電位值對甘汞電的電位差,要換算成以氫電為基準(zhǔn)的電位值。
計算公式:E實測= Eh土壤-E甘汞電
移項后:E h土壤= E實測+E甘汞電
式中甘汞電的電位砂式中甘汞電的電位不同溫度的差異見下表:
飽和甘汞電在不同溫度時的電位
溫度(℃) | 電位(mV) | 溫度(℃) | 電位(mV) | 溫度(℃) | 電位(mV) | 溫度(℃) | 電位(mV) |
10 | 254.0 | 20 | 247.6 | 30 | 241.0 | 40 | 234.2 |
15 | 250.8 | 25 | 244.3 | 35 | 237.6 | 50 | 227.1 |
注:該電位值包括液接電位。
土壤Eh值為了可以統(tǒng),般均需行pH校正:
校正公式:E h7= E h+60(pH實測-7)
pH增加了個單位,相應(yīng)的Eh減少60 mV。PH的嚴(yán)格校正困難,但是由于大多數(shù)情況下實測值與理論值相差不大,為了各種土壤相互起見,往往采用理論值-60 mV(30℃)行校正,這對有機(jī)質(zhì)不。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測,求其平均值。重復(fù)次數(shù)要視土壤的均勻情況而定,般五次左右。
(五)、土壤酸堿度的測定
1、儀器設(shè)備
袖珍數(shù)字mV/pH計/溫度計、含:pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖液(pH4.01和6.87)、pH電、 甘汞電、20孔篩、50ml塑料燒杯、 磁力攪拌器、 微型數(shù)字天平(500g/0.1g)、 lv化鉀溶液、 濾紙。
2、測定方法
稱取通過20孔篩(1mm)的風(fēng)干土樣20g,放在50 ml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,或用人繼續(xù)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(yīng)避免空氣中有氨或揮發(fā)性酸。然后將pH電插到下懸液中,再將甘汞電插到上清液中,即可行pH測定。數(shù)分鐘內(nèi)即可得到穩(wěn)定讀數(shù),但對于緩沖性弱的土壤,常需較長時間才能達(dá)到平衡數(shù)值。
請注意:每測個樣品要用洗瓶將pH電和甘汞電或鹽橋端所粘的土粒洗去,并用濾紙輕輕將吸附的水吸干,再行二個樣品的測定。測定5-6個樣品后,請用pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校正pH電,并將甘汞電或鹽橋在飽和lv化鉀溶液中浸泡會,再使用。
(六)溫度的測定(能選擇開關(guān)在溫度檔)
1、儀器設(shè)備
袖珍數(shù)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(yīng)的電插座中,傳感器插入被測溶液中就可行測定。