第六章金属腐蚀试验方法讲义资料

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第二节 线路土壤腐蚀性的勘察
一、土壤勘察内容 1.沿线土壤理化性质的勘察 主要项目有 含水量、含氧量、PH值、氧化还原电位及土壤 电阻率测定等。 2.勘察沿线主要地形地貌 主要内容包括 山丘、平地、沼泽地、河滩、水塘、水田、低 洼地带以及两种不同土壤交界地段和地形剧烈 变化地方。
第六章 金属腐蚀试验方法
第一节 金属腐蚀试验的任务与分类
一、金属腐蚀试验的任务
任何一项腐蚀研究和腐蚀控制施工，不论最 终目的如何，都必然包括有腐蚀试验、检测以至 监控。归纳起来，金属腐蚀试验主要有以下几个 目的：
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1.作为管理生产工艺、控制产品质量的检 验性试验。如不锈钢的晶间腐蚀试验。
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图6—2 极化曲线法装置示意图
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图6－3 不同土壤中的电极极化曲线
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可用在同样的极化电位差情况下，不同土壤 中通过的电极电流密度值来比较判断土壤的腐 蚀性。土壤含水量为20%。电位差为500mV，电 流密度大于0.3mA/cm2时，腐蚀性严重；同样 条件下，电流密度小于0.05mA/cm2时，腐蚀性 较弱。
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二、土壤埋化性质实验室测定 主要测定含水量、氯离子含量、硫酸根、 水溶性总盐量、氧化还原电位、PH值、电极极 化曲线、阴极极化曲线及罐管电解法等。 l.含水量测定 常用烘干法。土壤所含水 分，在105±2℃时即可除去，一般有机质在此 温度下不致分解。因此，在此温度下将土壤烘 干，就可计算出土壤的含水量。
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2.氧化还原电位 测定土壤氧化还原电位， 常采用甘汞电极作参比电极，铂电极作指示电 极。见图6－l当两支电极插入土中时，铂电极 和介质之间的界面就有电子转移，形成一个电 位差，这一差值表明了氧化还原体系传出或收 入电子的趋势，氧化还原电位则是这种趋势的 一个定量指标。
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4.电极极化曲线测定 测定装置如图6－2所 示。在需要测试的土壤中放入两块形状和大小 相同、材质相同管材用钢作电极，将其上10厘 米2的面积用0号砂纸打光，其它部分及接头先 用漆酚树腊涂封，然后再用石蜡和松香（l:1） 涂封。两电极间距为5mm，在沿管道每隔2Km左 右，插入地面下10～20cm土壤中测试。测试方 法是借可变电阻来调节外加电流的大小，可测 出腐蚀电池在不同的外加电流密度下，电极极 化趋于稳定时两极间的电位差、画出曲线如图6 －3。
7.选择有效的防腐蚀措施，并估计其效果 如何。
8.研制发展新型耐蚀合金。 9.对站场设备、油气预处理厂设备的腐蚀 状态进行间断的或连续的监视性检测，进而控 制腐蚀的发生和发展。 10.进行腐蚀机理与腐蚀规律的研究。
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二、试验方法分类 基于各种各样的金属材料和复杂多变的环 境条件，相对地使试验方法和仪器装置显得复 杂繁多。通过分类，可对其有较清晰的认识。 按金属试样与环境介质的相互关系，可分为实 验室试验、现场试验和实物试验三大类。按试 验方法的性质、可分为物理的、化学的和电化 学的三种。按照试验结果，又可分为定性和定 量测量。按照研究内容、试验手段或腐蚀类型， 还可作其他各种分类。
2.从现有的金属和合金中选择适合于在指 定腐蚀介质中使用的材料。
3.针对指定的金属/介质体系，选择合适 的缓蚀剂及最佳用量。
4.对已确定的金属/介质体系，作金属使 用寿命的估计。
5.确定由于金属腐蚀对介质造成污染的可 能性和污染程度。
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6.在发生腐蚀事故时，查清原因和寻找解 决问题的办法。
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图6－l 氧化还原电位测定装置 l-pHS-29A酸度计；2-铂电极；3-饱和油汞电极；
4-“读数”开关；5-“零点”电位器
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仪器测得的两极之间的电位差，经过换算后 才能得到氧化还原电位Eh。计算公式为：
式中 Eh7-PH=7时土壤的氧化还原电位，mv； Ep——被测定的两极之间的电位差，mv； Er——饱和甘汞电极对标准氢电极的电位 ，见表6-l；
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3.调查管道附近其它金属构筑物 电缆、水和气管线、地铁等金属构筑物的分 布情况。
4.调查沿线可能产生干扰影响的电源 有轨及无轨电车线路、高压输电线及电站等” 电源情况，并说明与线路交叉情况及平行段长 度、运行电压、最大负载电流等参数。
5.可供阴极保护的电源情况。
5.阴极极化曲线测定 这个方法也是根据电 极通过不同电流密度值来判断土壤腐蚀性，它 不考虑阳极，只反映腐蚀电池的阴极过程。
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实验用辅助阳极为铂电极、参比电极为甘汞 电极，试验的材料是管材用钢，用O号砂纸打 光的试验面积为10cm2。试验土样取自管道沿 线，每间隔5～10km取样一次，约2kg。加蒸馏 水至饱和，在室温条件下测定，当阴极的电极 电位为-0.85V相对硫酸用电极）时的阴极电流 密度。测试装置如图6－4。
EPH——为比较方便，一般换算成PH=7时 的电位值Eh。当PH值小于或大于7 时，变化1PH单位就减少或增加60mv。
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表6-l 饱和甘汞电极在不同温度下的电位值《相对标准氢电极》
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3.土壤容重的测定与孔隙度的计算 土壤容 重与孔隙度的大小，是评价土壤松紧度的指标。 土壤的容重越大，孔隙度越小，其结构越紧实， 如表6－2所示。
表6-2 土壤松紧度与容重、孔隙度的关系
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a.土壤容重按下式计算：
式中 rS——土壤容重，g/cm3； W1——容积取土器内湿土质量，g； V——容积取土器的容积，cm3； W2——土壤含水量，%。
·b.土壤孔隙度计算：
式中 ρS——土壤密度，一般取ρS =2.65g/ cm3。