一種室內模擬土壤腐蝕的裝置的製作方法
2023-10-08 01:28:59 1
專利名稱：一種室內模擬土壤腐蝕的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及土壤腐蝕領域，具體涉及一種室內模擬土壤腐蝕的裝置。
背景技術：
土壤是人類賴以生存和發展的最基本的自然環境。隨著國民經濟的發展，特別是 能源工業的發展，以及西部大開發的推進和東北老工業基地的振興，還將會有大量的地下 管道、鋼樁、套管、儲罐和電纜等地下設施投入建設和使用。這些地下構築物常因遭受土壤 腐蝕而給國民經濟的建設造成巨大的損失，建立、完善和發展土壤腐蝕的研究方法具有重 要的科學意義和經濟價值。腐蝕學是一門應用領域很廣泛的學科，近年來隨著科技的發展 人類對世界資源的開發使得人類開始逐步認知腐蝕、研究腐蝕、了解腐蝕，現場埋藏試驗是 評價土壤腐蝕性的傳統方法，方法準確、可靠，但試驗周期長。在缺少土壤腐蝕數據情況下， 防腐工程設計常常採用室內加速腐蝕試驗方法所得到的數據，蘇聯和美國也較早地進行了 土壤腐蝕性的室內評價工作。由於土壤是一個多相複雜介質，在室內很難摸擬實際的土壤 條件，故具有一定的局限性，因此，本研究的出發點就是建立室內的土壤腐蝕模擬裝置。在現有的室內土壤腐蝕研究方法中，將野外取回的土壤置於相關的容器中進行測 試的方法比較常見，相關報導有[高英，張淑泉，銀耀德等，《腐蝕科學與防護技術》，遼寧地 區土壤腐蝕室內加速實驗研究，1992，4(3) :204-208]、[孟廈蘭、金名惠、孫嘉瑞，《油氣田地 面工程》，A3鋼在土壤中自然腐蝕和電偶腐蝕規律的探討，1996(5) 37-39]等。這類方法均 是將土壤按一定深度埋於敞口的容器內，從而測試相關的極化電流數據等，但這樣的操作 並不能模擬土壤的實際腐蝕行為，所得的數據也只能作為一種臨時的參考，不具備實際指 導價值。公開號CN101210871A公開了一種研究土壤腐蝕的裝置，該裝置包括兩個試驗槽， 解決了現有裝置功能少及受外界影響較大容易產生誤差等問題，但該裝置在實際操作中具 有一定的複雜性，且對於野外實際的陰雨等天氣狀況未進行有效的考慮。還有的方法是將 土壤取回後，採用烘乾、研磨、過篩，然後按不同的比例與蒸餾水混合製成不同含水量的土 壤介質，從而進行腐蝕實驗。[唐紅雁、宋光齡、曹楚南等，《腐蝕科學與防護技術》，用極化曲 線評價鋼鐵材料土壤腐蝕行為的研究，1995(10) 285-292]中就介紹了這種方法，但並沒 有在相關裝置上作進一步的研究。
發明內容本實用新型要解決現有土壤腐蝕裝置對土壤的實際腐蝕行為模擬能力不強、對野 外實際的陰雨等天氣狀況未進行有效的考慮的問題，提供了一種可以模擬野外實際天氣狀 況、可以針對土壤中的腐蝕因子進行針對性實驗的室內土壤模擬腐蝕的裝置。本實用新型的技術方案一種室內模擬土壤腐蝕的裝置，其特徵在於包括一裝放土壤的主體實驗槽，所述 主體實驗槽上方設有對土壤加水或加液的淋灑裝置，所述淋灑裝置包括淋灑槽、淋灑噴頭， 所述淋灑槽與淋灑噴頭之間設有控制閥；所述主體實驗槽的底部設有防止水滯留在底部的多孔板，所述主體實驗槽的側面開有向上斜的可作為電極插入口或氧/空氣通入口的通入□。進一步，所述淋灑裝置通過淋灑裝置支架固定在主體實驗槽的上方。進一步，所述多孔板的上下對應孔是交錯排列部分連通的。進一步，所述主體實驗槽是由PVC板製成的。進一步，所述通入口配有密封用的軟木塞。本實用新型的測試過程把泥土填埋在主體實驗槽內，在填土過程中埋入相應的 金屬試片，金屬試片通過金屬導線連接，與金屬試片接觸的泥土要夯實；在淋灑裝置的淋灑 槽內盛入適量的自來水或所需的其他鹽類溶液，來模擬實際天氣的變化；將建好的測試裝 置放入恆溫恆溼箱內保存，保持外界的環境條件穩定，可以使該模擬體系很快達到電極附 近物質濃度和物質傳輸的相對平衡，以便進行後續腐蝕行為的電極測試。本實用新型的優點在於1、整個模擬裝置完全按照野外的實際狀況來進行設計，因此所取得的測試數據更 貼近於野外的實際狀況；2、採用可控的淋灑裝置，將加水與加液的操作完全的自動化，可以保證整個裝置 對加水或加液的量化數據上更加精確；3、模擬裝置的底部設有一個多孔板，板上布有規則的圓形出水小孔，可以有效地 防止水在模擬裝置底部的滯留現象，出水口與進水口交錯排列的設計也保證了水份不會馬 上就大量地流失，從而真實地模擬出土壤的滲透性能。
圖1是本實用新型的整體結構示意圖。圖2是本實用新型的一種實施示意圖。圖3是本實用新型中多孔板的結構示意圖。圖4是本實用新型模擬與野地埋片的腐蝕電流對比圖。
具體實施方式
參照圖1、圖3，一種室內模擬土壤腐蝕的裝置，包括一裝放土壤的主體實驗槽4， 所述主體實驗槽4上方設有對土壤加水或加液的淋灑裝置，所述淋灑裝置包括淋灑槽1、淋 灑噴頭7，所述淋灑槽1與淋灑噴頭7之間設有控制閥2 ；所述主體實驗槽1的底部設有防 止水滯留在底部的多孔板6，所述主體實驗槽1的側面開有向上斜的可作為電極插入口或 氧/空氣通入口的通入口 5。所述淋灑裝置通過淋灑裝置支架3固定在主體實驗槽4的上方。所述多孔板6的上下對應孔是交錯排列部分連通的。所述主體實驗槽4是由PVC板製成的。所述通入口 5配有密封用的軟木塞8。參照圖2，本實用新型的測試過程把泥土 10填埋在主體實驗槽1內，在填土過程 中埋入相應的金屬試片12，金屬試片12通過金屬導線11連接，與金屬試片12接觸的泥土 10要夯實；在淋灑裝置的淋灑槽1內盛入適量的自來水13，來模擬實際天氣的變化；在通入口中插入的為硫酸銅參比電極9;將建好的測試裝置放入恆溫恆溼箱內保存，保持外界 的環境條件穩定，可以使該模擬體系很快達到電極附近物質濃度和物質傳輸的相對平衡， 以便進行後續腐蝕行為的電極測試。本實施例主要對比考察了野地埋片與室內土壤的腐蝕電流情況，野地裡採用的是 接地網腐蝕專用測試儀每周測試一次數據，室內採用了電化學工作站CHI660C，排除人為的 誤差和系統誤差，遵循儀器操作規程記錄的腐蝕電流變化用origin繪製成點線圖，發現兩 者的變化趨勢極其相近，這樣就可以認為室內模擬的條件和野地的條件基本一致，所監測 的數據具有可參考性。腐蝕電流對比圖可以參照附圖4。針對土壤中的各類腐蝕因子，實施例是通過改變的淋灑裝置裡的淋灑液來實現 的，我們選擇加入同濃度的三種不同的鹽NaN03、Na2S0dn Nacl，濃度定為10g/L。通過實測 極化曲線外推求得腐蝕電流，然後採用軟體擬合取得瞬時腐蝕電流。表1擬合軟體得的瞬時腐蝕電流
Nacl Ic(mA/cm2)Na2SO4Ic (mA/cm2)NaNO3Ic (mA/cm2)8.489e-38.688e-38.127e-3從表1我們可以很清楚地看出，在外界條件相同的情況下，對A3鋼的腐蝕作用由 強到弱的順序為S042_ > cr > N03_。也就是說，如果實際土壤中含有過多的S042_，A3鋼的 腐蝕速度會明顯加大。本說明書實施例所述的內容僅僅是對實用新型構思的實現形式的列舉，本實用新 型的保護範圍的不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護範圍也 及於本領域技術人員根據本實用新型構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求一種室內模擬土壤腐蝕的裝置，其特徵在於包括一裝放土壤的主體實驗槽，所述主體實驗槽上方設有對土壤加水或加液的淋灑裝置，所述淋灑裝置包括淋灑槽、淋灑噴頭，所述淋灑槽與淋灑噴頭之間設有控制閥；所述主體實驗槽的底部設有防止水滯留在底部的多孔板，所述主體實驗槽的側面開有向上斜的可作為電極插入口或氧/空氣通入口的通入口。
2.根據權利要求1所述的一種室內模擬土壤腐蝕的裝置，其特徵在於所述淋灑裝置 通過淋灑裝置支架固定在主體實驗槽的上方。
3.根據權利要求1或2所述的一種室內模擬土壤腐蝕的裝置，其特徵在於所述多孔 板的上下對應孔是交錯排列部分連通的。
4.根據權利要求3所述的一種室內模擬土壤腐蝕的裝置，其特徵在於所述主體實驗 槽是由PVC板製成的。
5.根據權利要求4所述的一種室內模擬土壤腐蝕的裝置，其特徵在於所述通入口配 有密封用的軟木塞。
專利摘要一種室內模擬土壤腐蝕的裝置，包括一裝放土壤的主體實驗槽，所述主體實驗槽上方設有對土壤加水或加液的淋灑裝置，所述淋灑裝置包括淋灑槽、淋灑噴頭，所述淋灑槽與淋灑噴頭之間設有控制閥；所述主體實驗槽的底部設有防止水滯留在底部的多孔板，所述主體實驗槽的側面開有向上斜的可作為電極插入口或氧/空氣通入口的通入口。本實用新型的優點在於完全可以野外的實際狀況使所取得的測試數據更貼近於野外的實際狀況；採用可控的淋灑裝置，可以保證整個裝置對加水或加液的量化數據上更加精確；有效地防止水在模擬裝置底部的滯留現象，上下孔交錯排列的設計也保證了水份不會馬上就大量地流失，從而真實地模擬出土壤的滲透性能。
文檔編號G01N17/02GK201653876SQ20102016323
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月20日 優先權日2010年4月20日
發明者張元龍, 童少平, 馬淳安, 魏狀 申請人:浙江工業大學