土壤腐蝕野外組合測試儀使用說明書

、儀器特點

    土壤腐蝕是環境腐蝕的個重要方面，土壤腐蝕導致報廢大量金屬設備，成重大經濟損失。為了有效地防止和減輕土壤腐蝕，需要行土壤腐蝕環境勘測和地下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作多年的經驗，結合土壤電化學和土壤腐蝕方面的理論、方法，將需用的三十種五十六個各類儀表、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，組裝在兩只小型測試箱中。便于攜帶到野外，現場成和土壤腐蝕與防護有關的十余個項目的分析、測試。方法合理，數據可靠，靈活便捷。

二、性能標

    土壤電化學測定：

1、土壤電阻率的測定：                 度達到 0.1Ω/m

2、土壤中金屬腐蝕電位的測定：         度達到 ±1mV

3、土壤電位梯度的測定：               度達到 ±0.1mV/m

4、土壤氧化還原電位的測定：           度達到 ±2mV

5、土壤pH的測定：                     度達到 0.02pH

    土壤理化性質測定：

6、土壤含水量的測定：                 度達到 1%

7、土壤容重的測定：                   度達到 0.02g/m³

8、土壤總孔隙度的測定：               度達到 2%

9、土壤含氣率的測定：                 度達到 2%

10、土壤硫化物的檢定：                 度達到 0.1ppm

    土壤質地的現場鑒別；

    野外土壤剖面描述及樣品采集。

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。除二、三兩個項目以外，其余八個項目，也可以用于各野外臺站土壤理化性質的原位測定。該儀器已廣泛應用于各大油田、輸油輸氣公司、鋼鐵、能源、電信、城建、防等。

四、使用方法

、土壤電阻率的測定

、儀器設備

    ZC-8 接地電阻儀（四端）   卷尺（5米）   金屬電（四支）   溫度計

二、測定方法

1、將四支金屬電垂直等距插入土壤。電插入土壤深度為<5%a。a 為每相鄰兩支電之間的距離，應等于欲測土層的深度，如a=1m，電插入土壤深度<5cm。

2、將儀器水平放置，檢查檢流計針是否在中心線上，將儀器導線按順序接在電上。

3、將倍率標度置于zui大倍數（般為10），搖動電阻儀手柄，同時轉動“測量標度盤”和倍率鈕，當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

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針于中心線上，即可讀數。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。

三、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 － 兩電間距離

              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、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%。為便于數據可相互，土壤溫度均校正至15℃。

    校正公式：P15 ＝ P[1+a（t-15）]

    式    中：P15 － 土溫15℃時的電阻率

              a   － 溫度系數（般為2%）

              t   － 實測時土壤溫度（0.5m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。

    計算公式：                                          分層電阻率測定示意圖

                        PaRb-PbRa                         ──┬───┬─

              P（a-b） ＝ ---------                              b      │

                          Rb-Ra                           ──┼──   a

    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         （a－b）    │

              Pb     － 從地表到 b 深度的土壤電阻率           │      │

              Ra     － 電間距為 a 時的儀表讀數         ──┴───┴─

              Rb     － 電間距為 b 時的儀表讀數

二、土壤中金屬腐蝕電位的測定

、儀器設備

    mV/pH 溫度計                    pH 電（示）        甘汞電（參比）

    硫酸銅電（本所產品）        鱷魚夾               金屬探針（五支）（自備）

二、測定方法

在測試點挖土至試件露出角，用鱷魚夾使試件與儀器通過導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，即可測得相當于該參比電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：將五支金屬探針插入土壤的待測位，平衡小時。然后通過導線連在儀器的負，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

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、儀器設備

    mV/pH 溫度計        筆式硫酸銅參比電（兩支）（本所產品）

二、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。圓周法是以支電為圓心，另支電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，說明這地區有散雜電流存在，也可能是泄漏電流區。

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，此時電位差應小于正負2mV）,另外要注意性變化。

四、土壤氧化還原電位的測定

、儀器試劑

    mV/pH 溫度計      鉑電（五支）      甘汞電      硫酸－重鉻酸洗液 0.2mol/L

    HCI-0.1mol/L NaCI的脫膜溶液              Na₂So₃（100mI溶液加固體亞硫酸鈉0.2g）

    醌氫醌飽和的0.05M苯二甲酸氫鉀的緩沖液（25℃時pH4.01）                  蒸餾水

二、測定方法

電出廠未曾清洗，但是，因為是溫燒制，般不會沾污。鉑電在使用前定要行脫膜處理。用硫酸－重鉻酸洗液處理，用蒸餾水洗干凈。再用0.2 mol/L HCI-0.1 mol/L NaCI的脫膜溶液加少許 Na₂So₃行脫膜處理（100mI溶液加固體亞硫酸鈉0.2g）。然后，置于裝有蒸餾水的塑料瓶中，將瓶口封閉好備用。

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，插在土壤中的甘汞電接儀器的負，儀器的選擇鈕撥至[mV]檔，測試操作方法同上。

三、結果計算

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的電位值。

    計算公式：E_實測 ＝E_h土壤－E_甘汞電

    移 項 后：E_h土壤＝E_實測 ＋E_甘汞電

    式中甘汞電的電位不同溫度的差異見下表：

飽和甘汞電在不同溫度時的電位

    注：該電位值包括液接電位。

土壤E_h值為了可以統，般均需行pH校正：

校正公式：E_h7＝E_h＋60（pH實測－7）

pH增加個單位，相應的E_h減少60mV。pH的嚴格校正困難，但是由于大多數情況下實測值與理論值相差不大，為了各種土壤相互起見，往往采用理論值－60mV（30℃）行校正，這對有機質不，pH變化不大的土壤來說誤差可能是不大的，有時把E_h土壤和pH值同時列出。

土壤本身是不均勻的，測定E_h時要多次重復，可用支電多次測或用多支電測，求其平均值。重復次數要視土壤的均勻情況而定，般五次左右。

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五、土壤酸堿度的測定

、儀器設備

    mV/pH 溫度計  pH標準緩沖液（pH為4.01、6.87、9.18）  pH電（復合的內含甘汞電）

    甘汞電    20孔篩    50mI型燒杯    磁力攪拌器    氯化鉀溶液    濾紙

二、測定方法

稱取通過20孔篩（1mm）的風干土樣20g，放在50mI型燒杯中，加入20mI去CO₂的蒸餾水，在磁力攪拌器上攪動1分鐘，或用人繼續攪拌20－30分鐘，使土壤充分散開，放置半小時，使其平衡，此時應避免空氣中有氨或揮發性酸。然后將pH復合電插到下懸液中，如果用其它的pH電需再將甘汞電插到上清液中，即可行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標準緩沖液校正pH電，并將甘汞電或鹽橋在飽和氯化鉀溶液中浸泡會，再使用。

六、土壤含水量的測定

、儀器設備

    鋁盒   天平（感量0.01g）   玻璃干燥器（有變色硅膠）   烘箱   膠帶   脫脂棉

二、測定方法

從試件埋置深度采集土壤樣品，放入已知重量的鋁盒中，容積約五分之四左右，加蓋稱重蓋縫用膠帶封好。帶回實驗室以后，除去膠帶，用沾酒的脫脂棉擦去膠殘跡。打開蓋，連蓋置于烘箱中，在100－105℃溫度下烘8小時，取出后加蓋放入干燥器內冷卻20分鐘，用天平上稱重。再打開蓋，烘3小時，冷卻，稱重。前后兩次稱重，誤差不過0.05g即可。請注意：

1、烘箱溫度以100－105℃為宜，溫度過，土壤有機質易碳化。

    般土壤烘8小時，質地較輕的土壤時間可以縮短1小時。

2、干燥器內有干燥劑（變色硅膠）。

三、結果計算

    以烘干土為基數的水分百分比的計算公式：

                 g1-g2

           W ＝ ------- X

                 g2–g0

    式 中：W －含水量（%）

           g0－鋁盒重（g）

           g1－鋁盒加濕土樣重（g）

           g2－鋁盒加烘干土樣重（g）

七、土壤容重的測定

、儀器設備

    環刀（100cm³,帶雙蓋）    環刀托    削土刀    鐵鏟    克秤    天平（感量0.1g）

二、測定方法

在開挖現場用鐵鏟挖至采樣深度，并鏟出個平面，將環刀用環刀托垂直壓入土中，每采樣點應有2－3個重復。用鐵鏟挖去環刀周圍的土，取出環刀，用削土刀削去環刀兩端多余的土壤，

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并擦凈環刀外面的土壤，使環刀內的土壤與環刀容積相等，zui后環刀兩端用蓋子蓋緊，用克秤稱重（室內可用天平）。

三、結果計算

    計算公式：                        式  中：

         （G-G₀）    100                  100

    dv = ------ X -----               ------- － 為每g濕土相當于烘干土的g數

           V      100+W                100+W

    dv － 土壤容重（g/cm³）      G₀ － 環刀重（g）      G － 環刀＋濕土樣重（g）

    V  － 環刀容積cm³          W － 樣品含水量（%）

八、土壤總孔隙度的測定

    直接用土壤容重通過經驗公式計算土壤總孔隙度P（%）。

    計算公式：P（%）＝ 93.947-32.995d

    式    中：P   －土壤總孔隙度（%）    d   － 土壤容重（g/cm³）

    為了作方便，可用上式計算出換算表，根據土壤容重查土壤總孔隙度。見附表：

土壤總孔隙度查對表

注：d為土壤容重，P為土壤總孔隙度。

九、土壤空氣容重的測定

    根據土壤總孔隙、容重和含水量可計算出土壤空氣容量即土壤含氣率。計算公式：

    Pa＝P－W x d

    式中：Pa－土壤空氣容量（土壤含氣率%） P－土壤總孔隙度（%） W－土壤含水量（重量%）

          d －土壤容重（g/cm³）       W x d－土壤容積含水量（相當于土壤含水孔隙度%）

十、土壤中硫化物的檢測

、試管試劑

    試管（帶軟木塞16X100mm）    3N HCl    醋酸鉛試紙（12X40mm）

二、檢測方法

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取新鮮待測土壤約 1－3g，置于試管底，加3 mol/L mol/L HCl數滴，迅速將濕潤的醋酸鉛試紙置于試管頸，用軟木塞塞住，留出細縫，搖動試管，觀察幾分鐘，土壤中如含硫化物，則試紙上會出現褐色至黑色的斑團，量多時黑斑上還會有金屬光澤。

十、土壤質地現場鑒別法

    取土樣5－10g加適量水搓揉，破壞原結構，根據肉眼和手的感覺來鑒別土壤質地：

    砂  土：無論加多少水加多大壓力也不能搓，而呈分散狀態。

    輕壤土：可團成表面不平的小土，搓成條狀時易碎成塊。

    中壤土：可搓成條，彎曲時有裂紋，易折斷。

    重壤土：可搓成1.5－2mm細土條，在彎曲成環時彎曲處有裂紋。

    輕粘土：容易搓成細條，彎曲時沒有裂紋，壓扁時邊緣沒有裂紋。

    粘  土：可搓成何形狀，彎曲處都沒有裂紋。

    可參考“土壤質地鑒定標表”中土壤濕測和干測標，在現場初步定出土壤質地：

土壤質地鑒定標表

十二、野外土壤剖面描述和樣品采集

、剖面描述

土壤剖面的描述是了解土壤基本性質的個重要途徑，也是土壤腐蝕環境的個重要內容，我們了種簡單的野外土壤調查記錄表：（見附表）。

二、樣品采集

土壤樣品的采集方法根據分析項目不同而有差異。分析與土蝕有關的基本理化性質，般在地下構件附近采集土樣 1Kg左右，將樣品放入布袋或塑料袋內。在土袋內外附上標簽，寫明采集地點、采集深度、日期等等。

如在埋件周圍土樣不均勻，則需采集二種性質差異較大的土樣。采集后帶回室內行處理，供試驗分析用。

北京亞歐德鵬科有限公司       

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附表：

野外土壤調查記錄表

 采集地點____________________________________________采集日期_________________

 土壤名稱__________________地面狀況__________________氣象狀況_________________

 排水狀況__________________水質狀況__________________地下水深度_______________

 土壤剖面描述：

裝 箱 清 單

    、儀器

    mV/pH溫度計                臺       接地電阻儀（四端）            臺

    二、電

    pH 電                     支       硫酸銅電                  二支

    鉑 電                     五支       甘汞電                    支

    溫度電                    支       金屬電                    四支

    三、用品

    克    秤                    副       鋁    盒                    五只

    環    刀（100cm³ 帶雙蓋）      三副       環刀 托（或塑料板）          塊

    剖 面 刀                    把       試件 夾（鱷魚夾）            只

    卷    尺（5m）                個       洗    瓶                    只

    塑 料 瓶（裝下面試劑用）      四只       試    管（帶塞 16X100mm）     五只

    燒    杯（25ml）              三只       長導 線（20m）               二根

    四色導線（2/4m 各二）         四根       鉑電連接線（2M）            根

    標    簽                    扎       土樣袋                      扎

    膠    帶                    二塊       儀 器 箱                    二只

    四、試劑

    pH 標準緩沖液（4.01）         瓶       pH 標準緩沖液（6.87）         瓶

    pH 標準緩沖液（9.18）         瓶       3mol/L HCI（溶液自配）        瓶

    醋酸鉛試紙（40x12mm 自制）    份

    以下試劑自備

    0.2mol/L HCI-0.1mol/L NaCI脫膜溶液    Na₂SO₃（100ml溶液加固體亞硫酸鈉0.2g）

    硫酸－重鉻酸洗液                       氯化鉀溶液                   蒸餾水

    五、實驗室自備件

    天平（感量 0.01g）      磁力攪拌器       玻璃干燥器（內有干燥用的變色硅膠）

    烘箱               50mI 型燒杯       20 孔篩（1mm）                 小鐵鏟

    濾紙                    脫脂棉       照相機或攝像機（選配件）

                       北京亞歐德鵬科有限公司

產 品 合 格 證