土(tu)壤腐蝕野外(wai)電化(hua)學(xue)組(zu)合(he)測試儀測定方法(fa)使(shi)用(yong)方(fang)法

、儀器特點

土(tu)壤腐蝕是環境腐蝕的(de)個重(zhong)要(yao)方面(mian)，土(tu)壤腐蝕導(dao)致(zhi)報廢(fei)大(da)量金屬設(she)備(bei)，成(cheng)重大經濟(ji)損(sun)失(shi)。為了(le)有效(xiao)地防止和減(jian)輕(qing)土(tu)壤腐蝕，需(xu)要行(xing)土(tu)壤腐蝕環(huan)境勘(kan)測(ce)和地下程腐蝕穿(chuan)孔原因的(de)診(zhen)斷。前(qian)者(zhe)可預(yu)測(ce)管線(xian)遭(zao)受(shou)的(de)各(ge)種(zhong)腐蝕危害，以便(bian)采(cai)取相應(ying)的(de)措施。後者(zhe)可查(zha)清管線(xian)穿孔(kong)的(de)主要(yao)原因，以(yi)便(bian)采(cai)取對策(ce)。

測試儀根據(ju)我(wo)們土(tu)壤腐蝕與防(fang)護(hu)野外(wai)測試(shi)作(zuo)多年(nian)的(de)經(jing)驗(yan)，結合土(tu)壤電化(hua)學(xue)和土(tu)壤腐蝕方(fang)面的(de)理論(lun)、方法，將需(xu)要用(yong)要(yao)的(de)測(ce)量(liang)儀表、電、試(shi)劑、用(yong)具(ju)等加(jia)以(yi)重新(xin)設計(ji)和組(zu)合(he)，使(shi)之(zhi)小(xiao)型化，並且處(chu)於隨(sui)時可(ke)用(yong)的(de)作(zuo)狀(zhuang)態，組(zu)裝(zhuang)在小(xiao)型測試箱中。便(bian)於(yu)攜(xie)帶到野外(wai)，現場(chang)成與土(tu)壤腐蝕與防(fang)護(hu)有關(guan)的(de)幾(ji)個項(xiang)目(mu)的(de)分(fen)析、測(ce)試(shi)。方法(fa)合理，數(shu)據(ju)可靠，靈活便(bian)捷(jie)。

二(er)、 性能(neng)標

1、土(tu)壤電阻率(lv)的(de)測(ce)定 度：± 0.1Ω/m。

2、土(tu)壤溫(wen)度的(de)測(ce)定 度：± 1C

3、土(tu)壤中(zhong)金屬腐蝕電位(wei)的(de)測(ce)定 度：± 10mV。

4、土(tu)壤電位(wei)梯(ti)度的(de)測(ce)定 度：± 1mV/m。

5、土(tu)壤氧化(hua)還(hai)原電位(wei)的(de)測(ce)定 度：±10mV。

6、土(tu)壤pH的(de)測(ce)定 度：± 0.05pH。

三、應(ying)用(yong)範(fan)圍

測試儀適(shi)用(yong)於(yu)材料(liao)土(tu)壤腐蝕試(shi)驗(yan)基礎(chu)數據(ju)的(de)測(ce)試(shi)與積(ji)累、土(tu)壤腐蝕環(huan)境的(de)勘(kan)測(ce)，地下金屬構(gou)件腐蝕狀(zhuang)況(kuang)的(de)調(tiao)查(zha)，以(yi)及(ji)地下輸(shu)油(you)輸(shu)氣管道(dao)及電纜(lan)腐蝕穿(chuan)孔原因的(de)診(zhen)斷等。該(gai)儀器已(yi)廣泛應(ying)用(yong)於(yu)各大油(you)田、輸(shu)油(you)輸(shu)氣公司、鋼鐵(tie)、能源、電信(xin)、城(cheng)建、防(fang)等門(men)。

四(si)、使(shi)用(yong)方(fang)法

（）土(tu)壤電阻率(lv)的(de)測(ce)定

1、儀器設備(bei)

接地電阻儀（四(si)端） 卷尺(chi)（10米(mi)） 金屬探(tan)針(zhen)（四(si)支） 溫度計(ji)

2、測定方法(fa)

（1）將四(si)支金屬探(tan)針(zhen)垂(chui)直(zhi)等距(ju)插(cha)入(ru)土(tu)壤。探(tan)針(zhen)插(cha)入(ru)土(tu)壤深(shen)度為<5%a。a為每相(xiang)鄰兩(liang)支探針(zhen)之(zhi)間的(de)距(ju)離(li)，應(ying)等於(yu)欲測土(tu)層的(de)深(shen)度，如(ru)a=1 m，探針(zhen)插(cha)入(ru)土(tu)壤深(shen)度<5cm。

（2）將儀器水平放置(zhi)，檢查檢流(liu)計(ji)針(zhen)是否(fou)在(zai)中心(xin)線上(shang)，將儀器導(dao)線(xian)按(an)順序接在(zai)探(tan)針(zhen)上(shang)。

（3）將倍率(lv)標(biao)度置(zhi)於大倍(bei)數（般為10），搖動電阻儀手柄，同時(shi)轉動(dong)"測量標度盤"和倍率(lv)鈕，當針(zhen)接近(jin)平衡(heng)位置(zhi)時加(jia)快(kuai)發電機(ji)搖動的(de)速度，使(shi)搖動速度>120轉/分(fen)，調(tiao)整(zheng)標(biao)度盤使(shi)針(zhen)於(yu)中心(xin)線上(shang)，即(ji)可讀(du)數(shu)。般倍(bei)率(lv)鈕有三檔，如(ru)標(biao)度盤上數(shu)字(zi)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(tu)壤溫(wen)度。

3、結果計(ji)算

（1）計(ji)算土(tu)壤電阻率(lv)（P）值

計(ji)算公式(shi)：P=2πaR

式(shi)中：P-土(tu)壤電阻率(lv)

a-兩(liang)探針(zhen)之(zhi)間的(de)距(ju)離(li)

R-儀器上讀(du)數(shu)

將從電阻儀上測得(de)的(de)R值和間距(ju)代入(ru)公式(shi)可計(ji)算出(chu)P值。

（2）測定土(tu)壤溫(wen)度用(yong)袖(xiu)珍數(shu)字mV/pH計(ji)/溫度計(ji)測(ce)定。

（3）溫度校(xiao)正

土(tu)壤溫(wen)度對電阻率(lv)有(you)較(jiao)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)，般土(tu)壤溫(wen)度每增(zeng)加(jia)1℃，電阻減(jian)少(shao)2%。為便(bian)於(yu)數(shu)據(ju)可相互，土(tu)壤溫(wen)度均(jun)校(xiao)正至15℃。

校(xiao)正公式(shi)：P15=P[1+ α（t-15）]

式(shi)中：P15-土(tu)溫15℃時的(de)電阻率(lv)

α-溫度系(xi)數（般為2%）

t-實(shi)測(ce)時土(tu)壤溫(wen)度（0.5 m以下的(de)土(tu)溫）

（3）試件深度土(tu)壤電阻率(lv)的(de)計(ji)算

由(you)於土(tu)壤的(de)不均勻性對不同深度土(tu)壤電阻率(lv)產(chan)生(sheng)定影響(xiang)，故需(xu)測定試件埋(mai)藏深(shen)度的(de)土(tu)壤電阻率(lv)，尤(you)其(qi)在(zai)土(tu)壤不均勻的(de)地區測量和計(ji)算試件埋(mai)藏深(shen)度土(tu)壤電阻率(lv)更(geng)為要。

 計(ji)算公式(shi)：

P（a-b）=(PaRb-PbRa)/Rb-Ra

式(shi)中：P（a-b）-試件深度（土(tu)層）的(de)土(tu)壤電阻率(lv)

Pa-從地表到a深度的(de)土(tu)壤電阻率(lv)

Pb-從地表到b深度的(de)土(tu)壤電阻率(lv)

Ra-探針(zhen)間(jian)距為a時的(de)儀表讀數(shu)

Rb-探針(zhen)間(jian)距為b時的(de)儀表讀數(shu)二(er)）、土(tu)壤中(zhong)金屬腐蝕電位(wei)的(de)測(ce)定

1、儀器設備(bei)

袖(xiu)珍數(shu)字mV/pH計(ji)/溫度計(ji)、 硫(liu)酸(suan)銅(tong)電、鱷(e)魚夾 金屬電五支（用(yong)戶(hu)自備(bei)）。

2、測定方法(fa)

在測試點挖(wa)土(tu)至試件露出(chu)角，用(yong)鱷(e)魚夾使(shi)試(shi)件與袖(xiu)珍數(shu)字mV/pH計(ji)/溫度計(ji)、通過導(dao)線(xian)連(lian)在(zai)示電接線(xian)器(qi)上，硫(liu)酸(suan)銅(tong)電連(lian)在(zai)儀器的(de)參(can)比(bi)電接線(xian)器(qi)上，參(can)比(bi)電插(cha)入(ru)試(shi)件附近濕(shi)潤的(de)土(tu)壤中(zhong)，將儀器的(de)選(xuan)擇(ze)鈕撥(bo)至[mV]檔，按(an)般測(ce)電位(wei)的(de)操(cao)作(zuo)方(fang)法(fa)，即(ji)可測(ce)得(de)相(xiang)當(dang)於(yu)該(gai)參(can)比(bi)電的(de)金(jin)屬試(shi)件的(de)腐蝕電位(wei)。

在未埋(mai)設(she)試件的(de)土(tu)壤中(zhong)測試腐蝕電位(wei)的(de)方(fang)法(fa)；將五支金(jin)屬電插(cha)入(ru)土(tu)壤的(de)待測位(wei)，平衡(heng)小(xiao)時(shi)。然後通過導(dao)線(xian)連(lian)在(zai)儀器的(de)負(fu)，參(can)比(bi)電連(lian)在(zai)儀器的(de)正(zheng)，測(ce)試(shi)方法同上。

（三）土(tu)壤電位(wei)梯(ti)度的(de)測(ce)定

1、儀器設備(bei)

袖(xiu)珍數(shu)字mV/pH計(ji)/溫度計(ji)、 長(chang)效(xiao)硫(liu)酸(suan)銅(tong)參(can)比(bi)電（兩(liang)支）

2、測定方法(fa)

采(cai)用(yong)土(tu)壤對土(tu)壤S/S(Soil to Soil)測定法。把(ba)兩(liang)支參(can)比(bi)電插(cha)入(ru)土(tu)壤（間(jian)距20-50m），土(tu)壤過(guo)於幹燥(zao)時(shi)加(jia)些(xie)水在電與土(tu)壤接觸處(chu)。再把(ba)兩(liang)支電串(chuan)接在(zai)儀器上，儀器的(de)選(xuan)擇(ze)鈕撥(bo)至[mV]檔，測(ce)量(liang)兩(liang)支電在(zai)土(tu)壤中(zhong)的(de)電位(wei)差(cha)。兩(liang)點間(jian)電位(wei)差(cha)除以兩(liang)點間(jian)距(ju)離(li)即(ji)為土(tu)壤電位(wei)梯(ti)度mV/M。

電位(wei)梯(ti)度有(you)直(zhi)角法和圓周法(fa)等測(ce)量方法。直(zhi)角法在(zai)埋(mai)設(she)管線(xian)處應(ying)用(yong)時(shi)分(fen)縱(zong)和橫兩(liang)個方(fang)向測(ce)定，縱向沿(yan)管線(xian)鋪(pu)設方(fang)向測(ce)量(liang)，橫向沿(yan)垂直(zhi)管線(xian)方向測(ce)量(liang)。圓周法(fa)是以支電為圓心(xin)，另支(zhi)電在(zai)圓周上(shang)根據(ju)需(xu)要按(an)幾(ji)等分(fen)測(ce)量(liang)，半(ban)徑為兩(liang)點間(jian)距(ju)離(li)，後按(an)矢(shi)量(liang)法求得(de)地電流(liu)的(de)方(fang)向。

采(cai)用(yong)上(shang)法測量時(shi)，如(ru)電流(liu)經常(chang)變化或(huo)電位(wei)差(cha)值較(jiao)大(da)，說明(ming)這(zhe)地區有散雜電流(liu)存在，也(ye)可(ke)能是泄漏電流(liu)區。

測試前要測量(liang)兩(liang)支不易化(hua)的(de)參(can)比(bi)電間(jian)的(de)電位(wei)差(cha)（兩(liang)支電間(jian)距(ju)很小(xiao)時(shi)測(ce)，此時(shi)電位(wei)差(cha)應小(xiao)於(yu)正(zheng)負(fu)2mV），另外(wai)要註(zhu)意(yi)性變化。

（四(si)）、土(tu)壤氧化(hua)還(hai)原電位(wei)的(de)測(ce)定

1、 儀器試劑

袖(xiu)珍數(shu)字mV/pH計(ji)/溫度計(ji)、鉑(bo)電（二(er)支） 甘汞電（支(zhi)）

2、測定方法(fa)

鉑電在(zai)使(shi)用(yong)前(qian)定要行(xing)脫膜處(chu)理。通常(chang)可采(cai)用(yong)三種(zhong)方(fang)法，即(ji)機械法(fa)、化(hua)學法(fa)和電化(hua)學(xue)法。在(zai)野外(wai)使(shi)用(yong)采(cai)用(yong)機(ji)械更(geng)為方便(bian)。機(ji)械法(fa)與般金(jin)屬拋(pao)光的(de)原理類(lei)似，重要(yao)的(de)是磨擦時應避免(mian)產(chan)生(sheng)細(xi)痕，通常(chang)的(de)拋(pao)光材料(liao)有細(xi)粉(fen)狀礬(fan)土(tu)、碳化矽(gui)、金剛(gang)粉(fen)或(huo)牙(ya)膏等，這(zhe)裏可(ke)用(yong)牙(ya)膏對鉑表(biao)面行拋(pao)光，然後用(yong)純水清洗後，再(zai)浸(jin)入(ru)ORP電浸(jin)泡液(ye)中6小(xiao)時(shi)後使(shi)用(yong)。

浸(jin)泡液(ye)的(de)配(pei)制(zhi)方(fang)法：取pH4.00緩沖(chong)劑（250ml）包，溶於(yu)250ml純水中，再加(jia)入(ru)56克(ke)分(fen)析純KCL，適(shi)當(dang)加(jia)熱，攪拌至*溶解(jie)既成（如果溶液(ye)要(yao)較(jiao)長(chang)時間(jian)保(bao)存，則要(yao)加(jia)防(fang)腐劑）。

在野外(wai)原位測(ce)定時，將五支鉑(bo)電分(fen)別(bie)插(cha)入(ru)欲(yu)測土(tu)層中(zhong)，平衡(heng)小(xiao)時(shi)。然後鉑(bo)電接儀器的(de)正(zheng)，插(cha)在附近土(tu)壤中(zhong)的(de)甘汞電接儀器的(de)負(fu)，儀器的(de)選(xuan)擇(ze)鈕撥(bo)至[mV]檔，測(ce)試(shi)操(cao)作(zuo)方(fang)法(fa)同(tong)上(shang)。

2、 結果計(ji)算

從儀器上讀(du)得(de)的(de)電位(wei)值，是土(tu)壤中(zhong)鉑電的(de)電位(wei)值對甘汞電的(de)電位(wei)差(cha)，要換算成以氫(qing)電為基準(zhun)的(de)電位(wei)值。

計(ji)算公式(shi)：E實(shi)測(ce)= Eh土(tu)壤-E甘汞電

移項後：E h土(tu)壤= E實(shi)測(ce)+E甘汞電

式(shi)中甘汞電的(de)電位(wei)砂(sha)式(shi)中甘汞電的(de)電位(wei)不同溫度的(de)差(cha)異見(jian)下表(biao)：

飽和甘汞電在(zai)不同溫度時(shi)的(de)電位(wei)

註(zhu)：該(gai)電位(wei)值包括液(ye)接電位(wei)。

土(tu)壤Eh值為了(le)可以(yi)統，般均(jun)需(xu)行pH校(xiao)正：

校(xiao)正公式(shi)：E h7= E h+60（pH實(shi)測(ce)-7）

pH增(zeng)加(jia)了(le)個單(dan)位(wei)，相應(ying)的(de)Eh減(jian)少(shao)60 mV。PH的(de)嚴(yan)格校(xiao)正困(kun)難(nan)，但(dan)是由(you)於大多數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)實(shi)測(ce)值與理論(lun)值相差(cha)不大，為了(le)各種(zhong)土(tu)壤相(xiang)互起(qi)見(jian)，往(wang)往(wang)采(cai)用(yong)理論(lun)值-60 mV（30℃）行校(xiao)正，這(zhe)對有機(ji)質不。PH變化不大的(de)土(tu)壤來說誤(wu)差(cha)可能是不大的(de)，有(you)時(shi)把(ba)Eh土(tu)壤和pH值同時(shi)列出(chu)。

土(tu)壤本身是不均勻的(de)，測(ce)定Eh時要多次測(ce)或(huo)用(yong)多支(zhi)電測(ce)，求(qiu)其平均值。重復(fu)次數(shu)要(yao)視土(tu)壤的(de)均(jun)勻(yun)情(qing)況(kuang)而定，般五次左(zuo)右(you)。

（五）、土(tu)壤酸(suan)堿度的(de)測(ce)定

1、儀器設備(bei)

袖(xiu)珍數(shu)字mV/pH計(ji)/溫度計(ji)、含：pH標準緩沖(chong)液(ye)（pH4.01和6.87）、pH電、 甘汞電、20孔篩、50ml塑料(liao)燒杯、 磁(ci)力(li)攪拌器(qi)、 微(wei)型數字天平（500g/0.1g）、 

2、測定方法(fa)

稱取通過20孔篩（1mm）的(de)風幹土(tu)樣(yang)20g，放在50 ml型燒杯中(zhong)，加(jia)入(ru)20 ml去(qu)CO 2的(de)蒸餾(liu)水，在磁(ci)力(li)攪拌器(qi)上(shang)攪動(dong)1分(fen)鐘(zhong)，或(huo)用(yong)人(ren)繼(ji)續(xu)攪拌20-30分(fen)鐘(zhong)，使(shi)土(tu)壤充(chong)分(fen)散開，放(fang)置半(ban)小(xiao)時(shi)，使(shi)其(qi)平衡(heng)，些時(shi)應避免(mian)空(kong)氣中(zhong)有氨或(huo)揮發性酸(suan)。然後將pH電插(cha)到下(xia)懸(xuan)液(ye)中，再將甘汞電插(cha)到上(shang)清(qing)液(ye)中，即(ji)可行(xing)pH測定。數分(fen)鐘(zhong)內即(ji)可得(de)到(dao)穩(wen)定讀數(shu)，但(dan)對於緩沖(chong)性弱的(de)土(tu)壤，常(chang)需(xu)較(jiao)長(chang)時間(jian)才(cai)能達(da)到(dao)平衡(heng)數值。

請註(zhu)意(yi)：每測(ce)個樣(yang)品(pin)要用(yong)洗(xi)瓶將pH電和甘汞電或(huo)鹽橋端所粘的(de)土(tu)粒(li)洗(xi)去(qu)，並用(yong)濾紙(zhi)輕輕(qing)將吸附的(de)水吸幹(gan)，再行(xing)二(er)個樣(yang)品(pin)的(de)測(ce)定。測定5-6個樣(yang)品(pin)後，

（六）溫度的(de)測(ce)定（能選(xuan)擇(ze)開關(guan)在(zai)溫(wen)度檔）

1、儀器設備(bei)

袖(xiu)珍數(shu)字mV/pH計(ji)/溫度計(ji)、溫(wen)度傳(chuan)感(gan)器。

2、測定方法(fa)

將溫度傳(chuan)感(gan)器插(cha)入(ru)相(xiang)應的(de)電插(cha)座(zuo)中，傳(chuan)感(gan)器插(cha)入(ru)被(bei)測溶液(ye)中(zhong)就可行(xing)測(ce)定。