電化學(xué)組合測(cè)試儀（土壤分析）

土壤腐蝕野外電化學(xué)組合測(cè)試儀

土壤腐蝕野外電化學(xué)組合測(cè)試儀

一、儀器特點(diǎn)
土壤腐蝕是環(huán)境腐蝕的一個(gè)重要方面，土壤腐蝕導(dǎo)致報(bào)廢大量金屬設(shè)備，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。為了有效地防止和減輕土壤腐蝕，需要進(jìn)行土壤腐蝕環(huán)境勘測(cè)和地下工程腐蝕穿孔原因的診斷。前者可預(yù)測(cè)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(duì)策。
測(cè)試儀根據(jù)我們土壤腐蝕與防護(hù)野外測(cè)試工作多年的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外土壤電化學(xué)和土壤腐蝕方面的理論、方法，將需要用必要的測(cè)量?jī)x表、電極、試劑、用具等加以重新設(shè)計(jì)和組合，使之小型化，并且處于隨時(shí)可用的工作狀態(tài)，組裝在小型測(cè)試箱中。便于攜帶到野外，現(xiàn)場(chǎng)完成與土壤腐蝕與防護(hù)有關(guān)的幾個(gè)項(xiàng)目的分析、測(cè)試。方法合理，數(shù)據(jù)可靠，靈活便捷。
二、 性能指標(biāo)
1、土壤電阻率的測(cè)定 精度：± 0.1Ω/m。
2、土壤溫度的測(cè)定 精度：± 1C
3、土壤中金屬腐蝕電位的測(cè)定 精度：± 10mV。
4、土壤電位梯度的測(cè)定 精度：± 1mV/m。
5、土壤氧化還原電位的測(cè)定 精度：±10mV。
6、土壤pH的測(cè)定 精度：± 0.05pH。

三、應(yīng)用范圍
測(cè)試儀適用于材料土壤腐蝕試驗(yàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的測(cè)試與積累、土壤腐蝕環(huán)境的勘測(cè)，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)用于全國(guó)各大油田、輸油輸氣公司、鋼鐵、能源、電信、城建、國(guó)防等部門。
四、使用方法
（一）土壤電阻率的測(cè)定
1、儀器設(shè)備
ZC-8接地電阻儀（四端） 卷尺（10米） 金屬探針（四支） 溫度計(jì)
2、測(cè)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(cè)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(jì)指針是否在中心線上，將儀器導(dǎo)線按順序接在探針上。
（3）將倍率標(biāo)度置于zui大倍數(shù)（一般為10），搖動(dòng)電阻儀手柄，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)"測(cè)量標(biāo)度盤(pán)"和倍率鈕，當(dāng)指針接近平衡位置時(shí)加快發(fā)電機(jī)搖動(dòng)的速度，使搖動(dòng)速度>120轉(zhuǎn)/分，調(diào)整標(biāo)度盤(pán)使指針指于中心線上，即可讀數(shù)。一般倍率鈕有三檔，如標(biāo)度盤(pán)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(shí)測(cè)定土壤溫度。
3、結(jié)果計(jì)算
（1）計(jì)算土壤電阻率（P）值
計(jì)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(cè)得的R值和間距代入公式可計(jì)算出P值。
（2）測(cè)定土壤溫度用袖珍數(shù)字mV/pH計(jì)/溫度計(jì)測(cè)定。
（3）溫度校正
土壤溫度對(duì)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(shù)據(jù)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(shí)的電阻率
α-溫度系數(shù)（一般為2%）
t-實(shí)測(cè)時(shí)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(jì)算
由于土壤的不均勻性對(duì)不同深度土壤電阻率產(chǎn)生一定影響，故需測(cè)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(cè)量和計(jì)算試件埋藏深度土壤電阻率更為必要。

計(jì)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(shí)的儀表讀數(shù)
Rb-探針間距為b時(shí)的儀表讀數(shù)

（二）、土壤中金屬腐蝕電位的測(cè)定
1、儀器設(shè)備

袖珍數(shù)字mV/pH計(jì)/溫度計(jì)、 硫酸銅電極、鱷魚(yú)夾 金屬電極五支（用戶自備）。
2、測(cè)定方法
在測(cè)試點(diǎn)挖土至試件露出一角，用鱷魚(yú)夾使試件與袖珍數(shù)字mV/pH計(jì)/溫度計(jì)、通過(guò)導(dǎo)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(rùn)的土壤中，將儀器的選擇鈕撥至[mV]檔，按一般測(cè)電位的操作方法，即可測(cè)得相當(dāng)于該參比電極的金屬試件的腐蝕電位。
在未埋設(shè)試件的土壤中測(cè)試腐蝕電位的方法；將五支金屬電極插入土壤的待測(cè)部位，平衡一小時(shí)。然后通過(guò)導(dǎo)線連在儀器的負(fù)極，參比電極連在儀器的正極，測(cè)試方法同上。
（三）土壤電位梯度的測(cè)定
1、儀器設(shè)備
袖珍數(shù)字mV/pH計(jì)/溫度計(jì)、 長(zhǎng)效硫酸銅參比電極（兩支）
2、測(cè)定方法
采用土壤對(duì)土壤S/S（Soil to Soil）測(cè)定法。把兩支參比電極插入土壤（間距20-50m），土壤過(guò)于干燥時(shí)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(cè)量?jī)芍щ姌O在土壤中的電位差。兩點(diǎn)間電位差除以兩點(diǎn)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(cè)量方法。直角法在埋設(shè)管線處應(yīng)用時(shí)分縱和橫兩個(gè)方向測(cè)定，縱向沿管線鋪設(shè)方向測(cè)量，橫向沿垂直管線方向測(cè)量。圓周法是以一支電極為圓心，另一支電極在圓周上根據(jù)需要按幾等分測(cè)量，半徑為兩點(diǎn)間距離，zui后按矢量法求得地電流的方向。
采用上法測(cè)量時(shí)，如電流經(jīng)常變化或電位差值較大，說(shuō)明這一地區(qū)有散雜電流存在，也可能是泄漏電流區(qū)。
測(cè)試前要先測(cè)量?jī)芍Р灰讟O化的參比電極間的電位差（兩支電極間距很小時(shí)測(cè)，此時(shí)電位差應(yīng)小于正負(fù)2mV），另外要注意極性變化。
（四）、土壤氧化還原電位的測(cè)定
1、 儀器試劑
袖珍數(shù)字mV/pH計(jì)/溫度計(jì)、鉑電極（二支） 甘汞電極（一支）
2、測(cè)定方法
鉑電極在使用前一定要進(jìn)行脫膜處理。通常可采用三種方法，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)械法與一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(duì)鉑表面進(jìn)行拋光，然后用純水清洗后，再浸入ORP電極浸泡液中6小時(shí)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(dāng)加熱，攪拌至*溶解既成（如果溶液要較長(zhǎng)時(shí)間保存，則要加防腐劑）。
在野外原位測(cè)定時(shí)，先將五支鉑電極分別插入欲測(cè)土層中，平衡一小時(shí)。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(fù)極，儀器的選擇鈕撥至[mV]檔，測(cè)試操作方法同上。
2、 結(jié)果計(jì)算
從儀器上讀得的電位值，是土壤中鉑電極的電位值對(duì)甘汞電極的電位差，要換算成以氫電極為基準(zhǔn)的電位值。
計(jì)算公式：E實(shí)測(cè)= Eh土壤-E甘汞電極
移項(xiàng)后：E h土壤= E實(shí)測(cè)+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(jiàn)下表：
飽和甘汞電極在不同溫度時(shí)的電位

注：該電位值包括液接電位。
土壤Eh值為了可以統(tǒng)一比較，一般均需進(jìn)行pH校正：
校正公式：E h7= E h+60（pH實(shí)測(cè)-7）
pH增加了一個(gè)單位，相應(yīng)的Eh減少60 mV。PH的嚴(yán)格校正比較困難，但是由于大多數(shù)情況下實(shí)測(cè)值與理論值相差不大，為了各種土壤相互比較起見(jiàn)，往往采用理論值-60 mV（30℃）進(jìn)行校正，這對(duì)有機(jī)質(zhì)不高。PH變化不大的土壤來(lái)說(shuō)誤差可能是不大的，有時(shí)把Eh土壤和pH值同時(shí)列出。
土壤本身是不均勻的，測(cè)定Eh時(shí)要多次測(cè)或用多支電極測(cè)，求其平均值。重復(fù)次數(shù)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(cè)定
1、儀器設(shè)備
袖珍數(shù)字mV/pH計(jì)/溫度計(jì)、含：pH標(biāo)準(zhǔn)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(shù)字天平（500g/0.1g）、 氯化鉀溶液、 濾紙。
2、測(cè)定方法
稱取通過(guò)20孔篩（1mm）的風(fēng)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(dòng)1分鐘，或用人工繼續(xù)攪拌20-30分鐘，使土壤充分散開(kāi)，放置半小時(shí)，使其平衡，些時(shí)應(yīng)避免空氣中有氨或揮發(fā)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(jìn)行pH測(cè)定。數(shù)分鐘內(nèi)即可得到穩(wěn)定讀數(shù)，但對(duì)于緩沖性弱的土壤，常需較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到平衡數(shù)值。
請(qǐng)注意：每測(cè)一個(gè)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(jìn)行第二個(gè)樣品的測(cè)定。測(cè)定5-6個(gè)樣品后，請(qǐng)用pH標(biāo)準(zhǔn)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(huì)，再使用。
（六）溫度的測(cè)定（功能選擇開(kāi)關(guān)在溫度檔）
1、儀器設(shè)備
袖珍數(shù)字mV/pH計(jì)/溫度計(jì)、溫度傳感器。
2、測(cè)定方法
將溫度傳感器插入相應(yīng)的電極插座中，傳感器插入被測(cè)溶液中就可進(jìn)行測(cè)定。