[发明专利]一种模拟土壤腐蚀的试验装置及方法

说明书

本发明涉及一种用于模拟土壤腐蚀的试验装置及方法，所述试验装置包括箱体、试样架、电解池单元、土壤紧实度调节单元、通气单元和温湿度调节单元；试样架设于箱体内用于放置试样；试验时，箱体内填充有模拟土壤，试样埋置在模拟土壤中；电解池单元由水平滑道、橡胶插孔塞、参比电极和辅助电极组成；土壤紧实度调节单元由压力传感器、压力控制器和移动侧板组成；通气单元由气瓶、通气管和流量泵组成；温湿度调节单元由加热器、温度传感器、湿度传感器、温度控制器和湿度控制器组成；本发明中的模拟土壤具备土壤的多孔性、多相性等特点，能够准确模拟目标土壤的理化性质，埋片的同时，还可以对试样进行实时电化学测试。

技术领域

本发明涉及金属腐蚀防护技术领域，尤其涉及一种模拟土壤腐蚀的试验装置及方法。

背景技术

随着我国经济飞速发展，对能源的需求迅速增加，油气管道大量兴建，管道埋地铺设的情况越来越多，管道遭受的土壤腐蚀环境也不尽相同，对土壤环境中的腐蚀问题研究是金属腐蚀研究领域的重要组成部分。

土壤腐蚀的试验方法主要包括室外现场埋设方法和室内模拟及加速方法两类。室外现场埋设方法是最可靠的方法，数据客观、真实，但缺点是周期长，得到的数据有限且分散；室内模拟及加速方法围绕影响土壤腐蚀的主要因素展开，各主要因素的作用效果及其相互间的交互作用是土壤腐蚀研究的重点，也是对各类土壤腐蚀性的评价、分类和预测的基础。虽然目前土壤腐蚀加速试验还没有相关的国家标准，但土壤腐蚀室内模拟及加速方法已经成为确定土壤中金属腐蚀速度、评价土壤腐蚀性的经典方法。与室外现场埋设试验相比，室内模拟试验具有试验条件易于控制、参数测量准确、试验周期短的优点。

室内模拟试验包括电化学测量和加速腐蚀测试。其中，电化学方法是研究土壤腐蚀的一种快速简洁的方法，并得到广泛的应用。可用于土壤腐蚀测试的电化学方法主要有：电化学极化、交流阻抗谱、动电位扫描和电化学噪声等。加速测试方法能够快速、准确地评价出土壤腐蚀性。目前土壤加速试验方法主要有强化介质法、电偶加速法、电解失重法、间断极化法和干湿交替法。

上述室内模拟试验方法均是在短时间内加速土壤腐蚀的测试方法，除了强化介质法和干湿交替法，其他的均是通过引入外加电流来加速土壤腐蚀的，腐蚀条件与实际腐蚀条件不符，改变了土壤腐蚀机理。

申请号为201310209287.4的中国专利公开了“一种土壤腐蚀加速试验方法及装置”，试验区分为两层，箱体内部可以调节温度和排风，箱体下层装有多个土壤的土壤试验盒连接电路，可以给土壤施加外加电流加速土壤腐蚀。缺点是该装置无法对湿度进行调节，无法考察土壤紧实程度对腐蚀的影响，而且要用实际土壤，土壤的均匀性无法得到保证，并且无法用电化学手段对试样进行实时的电化学测试。

申请号为201310259811.9的中国专利公开了“一种模拟土壤腐蚀过程的加速测试方法”。采用硅藻土与盐溶液混合制备与目标土壤理化性质基本相同的测试土壤，进行土壤加速腐蚀试验。缺点是设备过于简单，无法采用电化学手段进行实时测试。

申请号为200720173948.2中国专利公开了一种“模拟加速土壤腐蚀试验箱”。该试验箱通过调节试验温度和含水量来达到加速腐蚀的目的。同样缺点是需要利用实际土壤作为介质，土壤均匀性无法得到保证，只能进行简单的埋片试验，并且无法用电化学手段对试样进行实时的电化学测试。

申请号为201320675615.5的中国专利公开了“一种土壤腐蚀模拟加速试验箱”。试验箱内有N个重量传感器，每个传感器的另一端与水箱相连，利用喷嘴实现水流雾化，提高土壤腐蚀模拟加速试验的准确性。缺点也是设备过于简单，只能进行埋片无法用电化学手段对试样进行实时的电化学测试。