土壤腐蚀野外组合测试仪使用说明书

、仪器特点

土壤腐蚀是环境腐蚀的个重要方面，土壤腐蚀导致报废大量金属设备，成重大经济损失。为了有效地防止和减轻土壤腐蚀，需要行土壤腐蚀环境勘测和地下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作多年的经验，结合外土壤电化学和土壤腐蚀方面的理论、方法，将需用的三十种五十六个各类仪表、电、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作状态，组装在两只小型测试箱中。便于携带到野外，现场成和土壤腐蚀与防护有关的十余个项目的分析、测试。方法合理，数据，灵活便捷。

二、性能标

土壤电化学测定：

1、土壤电阻率的测定： 度达到 0.1Ω/m

2、土壤中金属腐蚀电位的测定： 度达到 ±1mV

3、土壤电位梯度的测定： 度达到 ±0.1mV/m

4、土壤氧化还原电位的测定： 度达到 ±2mV

5、土壤pH的测定： 度达到 0.02pH

土壤理化性质测定：

6、土壤含水量的测定： 度达到 1%

7、土壤容重的测定： 度达到 0.02g/m3

8、土壤总孔隙度的测定： 度达到 2%

9、土壤含气率的测定： 度达到 2%

10、土壤硫化物的检定： 度达到 0.1ppm

土壤质地的现场鉴别；

野外土壤剖面描述及样品采集。

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。除二、三两个项目以外，其余八个项目，也可以用于各野外台站土壤理化性质的原位测定。该仪器已广泛应用于各大油田、输油输气公司、钢铁、能源、电信、城建、防等门。

四、使用方法

、土壤电阻率的测定

、仪器设备

ZC-8 接地电阻仪(四端) 卷尺(5米) 金属电(四支) 温度计

二、测定方法

1、将四支金属电垂直等距插入土壤。电插入土壤深度为<5%a。a 为每相邻两支电之间的距离，应等于欲测土层的深度，如a=1m，电插入土壤深度<5cm。

2、将仪器水平放置，检查检流计针是否在中心线上，将仪器导线按顺序接在电上。

3、将倍率标度置于zui大倍数（般为10），摇动电阻仪手柄，同时转动“测量标度盘”和倍率钮，当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

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针于中心线上，即可读数。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。

三、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 － 两电间距离

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、温度校正

土壤温度对电阻率有较大的影响，般土壤温度每增加1℃，电阻减少2%。为便于数据可相互，土壤温度均校正至15℃。

校正公式：P15 ＝ P[1+a(t-15)]

式 中：P15 － 土温15℃时的电阻率

a － 温度系数(般为2%)

t － 实测时土壤温度(0.5m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为要。

计算公式： 分层电阻率测定示意图

PaRb-PbRa ──┬───┬─

P(a-b) ＝ --------- b │

Rb-Ra ──┼── a

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 (a－b) │

Pb － 从地表到 b 深度的土壤电阻率 │ │

Ra － 电间距为 a 时的仪表读数 ──┴───┴─

Rb － 电间距为 b 时的仪表读数

二、土壤中金属腐蚀电位的测定

、仪器设备

mV/pH 温度计 pH 电(示) 甘汞电(参比)

硫酸铜电(本所产品) 鳄鱼夹 金属探针(五支)(自备)

二、测定方法

在测试点挖土至试件露出角，用鳄鱼夹使试件与仪器通过导线连在示电接线器上，硫酸铜电连在仪器的参比电接线器上，参比电插入试件附近湿润的土壤中，将仪器的选择钮拨至[mV]档，按般测电位的操作方法，即可测得相当于该参比电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：将五支金属探针插入土壤的待测位，平衡小时。然后通过导线连在仪器的负，参比电连在仪器的正，测试方法同上。

三、土壤电位梯度的测定

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、仪器设备

mV/pH 温度计 笔式硫酸铜参比电(两支)(本所产品)

二、测定方法

采用土壤对土壤S/S(Soil to Soil)测定法。把两支参比电插入土壤(间距20-50m)，土壤过于干燥时加些水在电与土壤接触处。再把两支电串接在仪器上，仪器的选择钮拨至[mV]档，测量两支电在土壤中的电位差。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。圆周法是以支电为圆心，另支电在圆周上根据需要按几等分测量，半径为两点间距离，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，说明这地区有散杂电流存在，也可能是泄漏电流区。

测试前要测量两支不易化的参比电间的电位差（两支电间距很小时测，此时电位差应小于正负2mV）,另外要注意性变化。

四、土壤氧化还原电位的测定

、仪器试剂

mV/pH 温度计 铂电(五支) 甘汞电 硫酸－重铬酸洗液 0.2mol/L

HCI-0.1mol/L NaCI的脱膜溶液 Na2So3(100mI溶液加固体亚硫酸钠0.2g)

醌氢醌饱和的0.05M苯二甲酸氢钾的缓冲液(25℃时pH4.01) 蒸馏水

二、测定方法

电出厂未曾清洗，但是，因为是温烧制，般不会沾污。铂电在使用前定要行脱膜处理。用硫酸－重铬酸洗液处理，用蒸馏水洗干净。再用0.2 mol/L HCI-0.1 mol/L NaCI的脱膜溶液加少许 Na2So3行脱膜处理(100mI溶液加固体亚硫酸钠0.2g)。然后，置于装有蒸馏水的塑料瓶中，将瓶口封闭好备用。

在野外原位测定时，将五支铂电分别插入欲测土层中，平衡小时。然后铂电接仪器的正，插在土壤中的甘汞电接仪器的负，仪器的选择钮拨至[mV]档，测试操作方法同上。

三、结果计算

从仪器上读得的电位值，是土壤中铂电的电位值对甘汞电的电位差，要换算成以氢电为基准的电位值。

计算公式：E实测 ＝Eh土壤－E甘汞电

移 项 后：Eh土壤＝E实测 ＋E甘汞电

式中甘汞电的电位不同温度的差异见下表：

饱和甘汞电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，般均需行pH校正：

校正公式：Eh7＝Eh＋60(pH实测－7)

pH增加个单位，相应的Eh减少60mV。pH的严格校正困难，但是由于大多数情况下实测值与理论值相差不大，为了各种土壤相互起见，往往采用理论值－60mV(30℃)行校正，这对有机质不，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时要多次重复，可用支电多次测或用多支电测，求其平均值。重复次数要视土壤的均匀情况而定，般五次左右。

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五、土壤酸碱度的测定

、仪器设备

mV/pH 温度计 pH标准缓冲液(pH为4.01、6.87、9.18) pH电(复合的内含甘汞电)

甘汞电 20孔筛 50mI型烧杯 磁力搅拌器 氯化钾溶液 滤纸

二、测定方法

称取通过20孔筛(1mm)的风干土样20g，放在50mI型烧杯中，加入20mI去CO2的蒸馏水，在磁力搅拌器上搅动1分钟，或用人继续搅拌20－30分钟，使土壤充分散开，放置半小时，使其平衡，此时应避免空气中有氨或挥发性酸。然后将pH复合电插到下悬液中，如果用其它的pH电需再将甘汞电插到上清液中，即可行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：每测个样品要用洗瓶将pH电和甘汞电或盐桥端所粘的土粒洗去，并用滤纸轻轻将吸附的水吸干，再行二个样品的测定。测定5－6个样品后，请用pH标准缓冲液校正pH电，并将甘汞电或盐桥在饱和氯化钾溶液中浸泡会，再使用。

六、土壤含水量的测定

、仪器设备

铝盒 天平(感量0.01g) 玻璃干燥器(有变色硅胶) 烘箱 胶带 脱脂棉

二、测定方法

从试件埋置深度采集土壤样品，放入已知重量的铝盒中，容积约五分之四左右，加盖称重盖缝用胶带封好。带回实验室以后，除去胶带，用沾酒的脱脂棉擦去胶残迹。打开盖，连盖置于烘箱中，在100－105℃温度下烘8小时，取出后加盖放入干燥器内冷却20分钟，用天平上称重。再打开盖，烘3小时，冷却，称重。前后两次称重，误差不超过0.05g即可。请注意：

1、烘箱温度以100－105℃为宜，温度过，土壤有机质易碳化。

般土壤烘8小时，质地较轻的土壤时间可以缩短1小时。

2、干燥器内须有干燥剂(变色硅胶)。

三、结果计算

以烘干土为基数的水分百分比的计算公式：

g1-g2

W ＝ ------- X

g2–g0

式 中：W －含水量(%)

g0－铝盒重(g)

g1－铝盒加湿土样重(g)

g2－铝盒加烘干土样重(g)

七、土壤容重的测定

、仪器设备

环刀(100cm3,带双盖) 环刀托 削土刀 铁铲 克秤 天平(感量0.1g)

二、测定方法

在开挖现场用铁铲挖至采样深度，并铲出个平面，将环刀用环刀托垂直压入土中，每采样点应有2－3个重复。用铁铲挖去环刀周围的土，取出环刀，用削土刀削去环刀两端多余的土壤，

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并擦净环刀外面的土壤，使环刀内的土壤与环刀容积相等，后环刀两端用盖子盖紧，用克秤称重(室内可用天平)。

三、结果计算

计算公式： 式 中：

(G-G0) 100 100

dv = ------ X ----- ------- － 为每g湿土相当于烘干土的g数

V 100+W 100+W

dv － 土壤容重(g/cm3) G0 － 环刀重(g) G － 环刀＋湿土样重(g)

V － 环刀容积cm3 W － 样品含水量(%)

八、土壤总孔隙度的测定

直接用土壤容重通过经验公式计算土壤总孔隙度P(%)。

计算公式：P(%)＝ 93.947-32.995d

式 中：P － 土壤总孔隙度(%) d － 土壤容重(g/cm3)

为了作方便，可用上式计算出换算表，根据土壤容重查土壤总孔隙度。见附表：

土壤总孔隙度查对表

注：d为土壤容重，P为土壤总孔隙度。

九、土壤空气容重的测定

根据土壤总孔隙、容重和含水量可计算出土壤空气容量即土壤含气率。计算公式：

Pa＝P－W x d

式中：Pa－土壤空气容量(土壤含气率%) P－土壤总孔隙度(%) W－土壤含水量(重量%)

d －土壤容重(g/cm3) W x d－土壤容积含水量(相当于土壤含水孔隙度%)

十、土壤中硫化物的检测

、试管试剂

试管(带软木塞16X100mm) 3N HCl 醋酸铅试纸(12X40mm)

二、检测方法

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取新鲜待测土壤约 1－3g，置于试管底，加3 mol/L mol/L HCl数滴，迅速将湿润的醋酸铅试纸置于试管颈，用软木塞塞住，留出细缝，摇动试管，观察几分钟，土壤中如含硫化物，则试纸上会出现褐色至黑色的斑团，量多时黑斑上还会有金属光泽。

十、土壤质地现场鉴别法

取土样5－10g加适量水搓揉，破坏原结构，根据肉眼和手的感觉来鉴别土壤质地：

砂 土：无论加多少水加多大压力也不能搓，而呈分散状态。

轻壤土：可团成表面不平的小土，搓成条状时易碎成块。

中壤土：可搓成条，弯曲时有裂纹，易折断。

重壤土：可搓成1.5－2mm细土条，在弯曲成环时弯曲处有裂纹。

轻粘土：容易搓成细条，弯曲时没有裂纹，压扁时边缘没有裂纹。

粘 土：可搓成何形状，弯曲处都没有裂纹。

可参考“土壤质地鉴定标表”中土壤湿测和干测标，在现场初步定出土壤质地：

土壤质地鉴定标表

十二、野外土壤剖面描述和样品采集

、剖面描述

土壤剖面的描述是了解土壤基本性质的个重要途径，也是土壤腐蚀环境的个重要内容，我们设计了种简单的野外土壤调查记录表：(见附表)。

二、样品采集

土壤样品的采集方法根据分析项目不同而有差异。分析与土蚀有关的基本理化性质，般在地下构件附近采集土样 1Kg左右，将样品放入布袋或塑料袋内。在土袋内外附上标签，写明采集地点、采集深度、日期等等。

如在埋件周围土样不均匀，则需采集二种性质差异较大的土样。采集后带回室内行处理，供试验分析用。

北京恒奥德仪器仪表有限公司

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附表：

野外土壤调查记录表

采集地点____________________________________________采集日期_________________

土壤名称__________________地面状况__________________气象状况_________________

排水状况__________________水质状况__________________地下水深度_______________

土壤剖面描述：

装 箱 清 单

、仪器

mV/pH温度计 台 接地电阻仪(四端) 台

二、电

pH 电 支 硫酸铜电 二支

铂 电 五支 甘汞电 支

温度电 支 金属电 四支

三、用品

克 秤 副 铝 盒 五只

环 刀(100cm3 带双盖) 三副 环 刀 托(或塑料板) 块

剖 面 刀 把 试 件 夹(鳄鱼夹) 只

卷 尺(5m) 个 洗 瓶 只

塑 料 瓶(装下面试剂用) 四只 试 管(带塞 16X100mm) 五只

烧 杯(25ml) 三只 长 导 线(20m) 二根

四色导线(2/4m 各二) 四根 铂电连接线(2M) 根

标 签 扎 土样袋 扎

胶 带 二块 仪 器 箱 二只

四、试剂

pH 标准缓冲液(4.01) 瓶 pH 标准缓冲液(6.87) 瓶

pH 标准缓冲液(9.18) 瓶 3mol/L HCI(溶液自配) 瓶

醋酸铅试纸(4012mm 自制) 份

以下试剂自备

0.2mol/L HCI-0.1mol/L NaCI脱膜溶液 Na2SO3(100ml溶液加固体亚硫酸钠0.2g)

硫酸－重铬酸洗液 氯化钾溶液 蒸馏水

五、实验室自备件

天平(感量 0.01g) 磁力搅拌器 玻璃干燥器(内有干燥用的变色硅胶)

烘箱 50mI 型烧杯 20 孔筛(1mm) 小铁铲

滤纸 脱脂棉 照相机或摄像机(选配件)

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