CN103398919A - 室内加速测试污染土腐蚀性的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及室内污染土腐蚀试验领域，具体是一种室内加速测试污染土腐蚀性的装置及方法，该装置包括由绝缘耐腐蚀材料制成的保温保湿箱，保温保湿箱的内腔形成长宽高为25×10×10cm的污染土容器室，污染土容器室内部前方并排均布支撑有三个阳极电极盒，内部后方设有与各阳极电极盒分别一一相对应的阴极电极盒，污染土容器室内对应的阴、阳电极盒之间的距离为5cm，且阴、阳极电极盒的结构相同。本发明所述的室内加速测试污染土腐蚀性的装置采用非扰动原状土样，模拟了污染土现场环境，结构新颖、构思巧妙、操作方便、快捷，采用本发明所述的室内加速测试污染土腐蚀性的方法，对污染土腐蚀性的评价准确，且该方法不受被测试的金属制品形状的限制。

Description

室内加速测试污染土腐蚀性的装置及方法
技术领域
    本发明涉及室内污染土腐蚀试验领域，具体是一种室内加速测试污染土腐蚀性的装置及方法。
背景技术
由于固体废弃物和废水等的渗流和渗漏越来越严重，致使周围土体的结构、功能和组成发生了很大的变化，形成各种类型的污染土。同时随着数字化物联网产业建设以及地下铺设的油罐、水管和煤气管道的数量不断上升。处于污染土环境中的金属制品一旦出现腐蚀损坏，就会给经济、生活以及工业等各个方面带来重大的损失。
污染土对金属的加速腐蚀试验是在短时间内对被污染的土壤腐蚀性的研究。目前开展的室内土壤腐蚀试验主要是采用电解失重法，电解失重法只是用管罐法来模拟金属制管道在土壤中的腐蚀行为，但管罐法的腐蚀试验领域太小，对于研究其他形状的金属制品在土壤中的腐蚀缺少支持。
发明内容
本发明为了弥补现有土壤腐蚀试验存在的缺陷，提供了一种室内加速测试污染土腐蚀性的装置及方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：室内加速测试污染土腐蚀性的装置，包括由绝缘耐腐蚀材料制成的保温保湿箱，保温保湿箱的内腔形成长宽高为25×10×10cm的污染土容器室，污染土容器室内部前方并排均布支撑有三个阳极电极盒，内部后方设有与各阳极电极盒分别一一相对应的阴极电极盒，污染土容器室内对应的阴、阳电极盒之间的距离为5cm，且阴、阳极电极盒的结构相同；所述的电极盒包括由绝缘耐腐蚀材料制成的长宽高为4×1×4cm的盒体，盒体的其中一侧面中部开有开口，盒体的下底面至污染土容器室底面的距离为3cm，其中阴极电极盒的开口面积大于阳极电极盒的开口，阴极电极盒的开口与阳极电极盒的开口相对，阳极电极盒的开口面积至少为1cm2，阴极电极盒的盒体内放置有辅助电极，阳极电极盒的盒体内放置有被试验金属片，辅助电极和被试验金属片通过导线连接于电压为6V的电源上。
本发明中的绝缘耐腐蚀材料采用本领域公知材料即可。
本发明中阴极电极盒的开口面积大于阳极电极盒的开口，可根据不同的实验需要控制阴、阳极电极盒的开口面积（被试验金属片与污染土平行样的接触面积），该控制方法参照管罐法。
本发明中限定了阴、阳电极盒之间的距离和盒体的大小，是为了防止边界效应的发生。若阴、阳电极盒之间的距离和盒体的大小均太小，较易产生边界效应；若阴、阳电极盒之间的距离和盒体的大小均太大，则不能保证污染土平行样与阴、阳电极充分接触，同时容易产生污染土平行样不一致引起的腐蚀差异，导致腐蚀性评价不准确。
限定阳极电极盒的开口面积，可以保证污染土平行样与阴、阳电极充分接触。若阳极电极盒的开口面积小于1cm2，制作该开口较困难。
进一步，所述的盒体的开口左右边缘处标注有刻度线，且开口上设有由绝缘耐腐蚀材料制成的活动推板。标有刻度线以及活动推板的设置，可以更精确的控制盒体的工作面积（被试验金属片与污染土平行样的接触面积）。
所述的盒体是通过由绝缘耐腐蚀材料制成的支撑杆支撑于保温保湿箱内的。支撑杆的设置便于盒体的安装。
室内加速测试污染土腐蚀性的方法，是在所述的室内加速测试污染土腐蚀性的装置中实现的，其步骤为：
A.从现场取回污染土非扰动原状样，测试其化学成份及其电阻率，评价并确定其污染类型与等级；
B.从被测试的金属制品上切割好被试验金属片，去除表面钝化膜，称重记录其重量m 0 ，放入其中一阳极电极盒内；
C.将污染土非扰动原状样切割成污染土平行样，放置于保温保湿箱内的阴、阳极电极盒之间，保证污染土平行样的两端分别通过开口与辅助电极和被试验金属片相接触，且每组阴、阳电极盒之间的污染土平行样不接触，根据现场情况调控保温保湿箱内的温度和湿度；
D.接通电源，电解时间T后，断开电源；
E.取出被试验金属片，清洗上面的杂质，晾干，称重记录m 1 ；
F.根据公式V=（m 0 - m 1 ）/（S×T）计算被试验金属片的腐蚀速率，
式中：V为被试验金属片的腐蚀速率，g/d×cm2；
m 0 为电解前被试验金属片的重量，g；
m 1 为电解后被试验金属片的重量，g；
S为被试验金属片与污染土平行样的接触面积，cm2；
T为通电时间，d；
G.其他被试验金属片的处理步骤同B至F步骤，计算被试验金属片腐蚀速率的平均值Vm，用以评价此类型污染土的腐蚀性。
本发明中步骤A中测试化学成份与电阻率确定污染土类型及等级，评价并确定其污染类型与等级。该评价和确定方法参照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）。根据规范，在进行污染土对建筑材料的腐蚀性监测时，首先需要测试污染土的物理化学成分来研究污染土的类别，电阻率反应了污染土的物理、化学和电学性质，综合考虑上述数据对污染土的腐蚀性有个全面的了解和预判。
步骤B中的去除表面钝化膜采用本领域公知去除钝化膜的方法即可，例如磨光或酸洗。
步骤C中的调控保温保湿箱内的温度和湿度的装置为本领域公知装置。
本发明中步骤G中采用Vm评价污染土腐蚀性，该评价方法参照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）。
    本发明所述的室内加速测试污染土腐蚀性的装置采用非扰动原状土样，模拟了污染土现场环境，结构新颖、构思巧妙、操作方便、快捷，采用本发明所述的室内加速测试污染土腐蚀性的方法，对污染土腐蚀性的评价准确，且该方法不受被测试的金属制品形状的限制，扩大了评价范围。
附图说明
图1为本发明所述的室内加速测试污染土腐蚀性的装置的主视图。
图2为图1的俯视图。
图3为阴极电极盒的主视图。
图4为图3的侧视图。
图5为阳极电极盒的主视图。
图中：1-保温保湿箱，2-支撑杆，3-污染土容器室，4-盒体，5、5a、5b-开口，6-辅助电极，7-被试验金属片，8-电源，9-活动推板，10-开关，h1、h2-距离。
具体实施方式
室内加速测试污染土腐蚀性的装置，包括由绝缘耐腐蚀材料制成的保温保湿箱1，保温保湿箱1的内腔形成长宽高为25×10×10cm的污染土容器室3，污染土容器室3内部前方并排均布支撑有三个阳极电极盒，内部后方设有与各阳极电极盒分别一一相对应的阴极电极盒，污染土容器室3内对应的阴、阳电极盒之间的距离h1为5cm，且阴、阳极电极盒的结构相同；所述的电极盒包括由绝缘耐腐蚀材料制成的长宽高为4×1×4cm的盒体4，盒体4的其中一侧面中部开有开口5，盒体4的下底面至污染土容器室3底面的距离h2为3cm，其中阴极电极盒的开口5a面积大于阳极电极盒的开口5b，阴极电极盒的开口5a与阳极电极盒的开口5b相对，阳极电极盒的开口5b面积至少为1cm2，阴极电极盒的盒体4内放置有辅助电极6，阳极电极盒的盒体4内放置有被试验金属片7，辅助电极6和被试验金属片7通过导线连接于电压为6V的电源8上。
所述的盒体4的开口5左右边缘处标注有刻度线，且开口5上设有由绝缘耐腐蚀材料制成的活动推板9。
所述的盒体4是通过由绝缘耐腐蚀材料制成的支撑杆2支撑于保温保湿箱1内的。
保温保湿箱1上设有可断开和连接电源8的开关10。
室内加速测试污染土腐蚀性的方法，是在所述的室内加速测试污染土腐蚀性的装置中实现的，其步骤为：
A.从现场取回污染土非扰动原状样，测试其化学成份及其电阻率，评价并确定其污染类型与等级；
B.从被测试的金属制品上切割好被试验金属片7，去除表面钝化膜，称重记录其重量m 0 ，放入其中一阳极电极盒内；
C.将污染土非扰动原状样切割成污染土平行样，放置于保温保湿箱1内的阴、阳极电极盒之间，保证污染土平行样的两端分别通过开口5与辅助电极6和被试验金属片7相接触，且每组阴、阳电极盒之间的污染土平行样不接触，根据现场情况调控保温保湿箱1内的温度和湿度；
D.接通电源8，电解时间T后，断开电源8；
E.取出被试验金属片7，清洗上面的杂质，晾干，称重记录m 1 ；
F.根据公式V=（m 0 - m 1 ）/（S×T）计算被试验金属片7的腐蚀速率，
式中：V为被试验金属片7的腐蚀速率，g/d×cm2；
m 0 为电解前被试验金属片7的重量，g；
m 1 为电解后被试验金属片7的重量，g；
S为被试验金属片7与污染土平行样的接触面积，cm2；
T为通电时间，d；
G.其他被试验金属片7的处理步骤同B至F步骤，计算被试验金属片7腐蚀速率的平均值Vm，用以评价此类型污染土的腐蚀性。

Claims (5)

1.室内加速测试污染土腐蚀性的装置，其特征在于，包括由绝缘耐腐蚀材料制成的保温保湿箱（1），保温保湿箱（1）的内腔形成长宽高为25×10×10cm的污染土容器室（3），污染土容器室（3）内部前方并排均布支撑有三个阳极电极盒，内部后方设有与各阳极电极盒分别一一相对应的阴极电极盒，污染土容器室（3）内对应的阴、阳电极盒之间的距离（h1）为5cm，且阴、阳极电极盒的结构相同；所述的电极盒包括由绝缘耐腐蚀材料制成的长宽高为4×1×4cm的盒体（4），盒体（4）的其中一侧面中部开有开口（5），盒体（4）的下底面至污染土容器室（3）底面的距离（h2）为3cm，其中阴极电极盒的开口（5a）面积大于阳极电极盒的开口（5b），阴极电极盒的开口（5a）与阳极电极盒的开口（5b）相对，阳极电极盒的开口（5b）面积至少为1cm2，阴极电极盒的盒体（4）内放置有辅助电极（6），阳极电极盒的盒体（4）内放置有被试验金属片（7），辅助电极（6）和被试验金属片（7）通过导线连接于电压为6V的电源（8）上。
2.根据权利要求1所述的室内加速测试污染土腐蚀性的装置，其特征在于，所述的盒体（4）的开口（5）左右边缘处标注有刻度线，且开口（5）上设有由绝缘耐腐蚀材料制成的活动推板（9）。
3.根据权利要求2所述的室内加速测试污染土腐蚀性的装置，其特征在于，所述的盒体（4）是通过由绝缘耐腐蚀材料制成的支撑杆（2）支撑于保温保湿箱（1）内的。
4.根据权利要求3所述的室内加速测试污染土腐蚀性的装置，其特征在于，保温保湿箱（1）上设有可断开和连接电源（8）的开关（10）。
5.室内加速测试污染土腐蚀性的方法，是在如权利要求4所述的室内加速测试污染土腐蚀性的装置中实现的，其特征在于，其步骤为：A.从现场取回污染土非扰动原状样，测试其化学成份及其电阻率，评价并确定其污染类型与等级；
B.从被测试的金属制品上切割好被试验金属片（7），去除表面钝化膜，称重记录其重量m 0 ，放入其中一阳极电极盒内；
C.将污染土非扰动原状样切割成污染土平行样，放置于保温保湿箱（1）内的阴、阳极电极盒之间，保证污染土平行样的两端分别通过开口（5）与辅助电极（6）和被试验金属片（7）相接触，且每组阴、阳电极盒之间的污染土平行样不接触，根据现场情况调控保温保湿箱（1）内的温度和湿度；
D.接通电源（8），电解时间T后，断开电源（8）；
E.取出被试验金属片（7），清洗上面的杂质，晾干，称重记录m 1 ；
F.根据公式V=（m 0 - m 1 ）/（S×T）计算被试验金属片（7）的腐蚀速率，
式中：V为被试验金属片（7）的腐蚀速率，g/d×cm2；
m 0 为电解前被试验金属片（7）的重量，g；
m 1 为电解后被试验金属片（7）的重量，g；
S为被试验金属片（7）与污染土平行样的接触面积，cm2；
T为通电时间，d；
G.其他被试验金属片（7）的处理步骤同B至F步骤，计算被试验金属片（7）腐蚀速率的平均值Vm，用以评价此类型污染土的腐蚀性。
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