红壤土壤腐蚀直接、连续监测技术的研究

论文摘要

本文采用自行设计的金属腐蚀监测控制系统,直接、连续、原位监测X70管线钢在稀H2SO4溶液和典型土壤中的电阻变化,通过试样电阻的变化计算X70管线钢在江西红壤中腐蚀深度和腐蚀速率,并由试样电阻的变化探讨了X70管线钢在江西红壤中埋样6个月后的腐蚀规律。通过对四线制微欧仪进行改装,自行设计监测棒状和板状金属电阻的夹具,使其与计算机相连接,能够连续、直接、原位监测棒状和板状金属在土壤中电阻的变化,其中测量电阻的精度高达0.1微欧。由电阻的变化根据相关公式得出金属在土壤中的腐蚀深度和腐蚀速率。采用电阻法和方块电阻法直接、连续、原位监测了棒状和板状X70管线钢在稀H2SO4溶液中腐蚀24h的电阻变化。实验表明,金属腐蚀监测系统能够直接、连续监测金属在稀H2SO4溶液中的腐蚀深度,电阻法计算腐蚀深度与测量法有着很好的一致性,且电阻法得出的腐蚀深度的精度可达70纳米,在测量范围内(腐蚀深度<217.25?m)其差值小于3.25?m,平均差值为2.39?m;在测量范围内(腐蚀深度<46.72?m),失重法计算腐蚀深度与方块电阻法计算平均腐蚀深度相差1.95?m,方块电阻法计算腐蚀深度比电阻法计算腐蚀深度测得数据稳定性高。采用电阻法直接、连续、原位监测了棒状X70管线钢、45#钢和304不锈钢在红壤中埋样6个月后的腐蚀深度,其腐蚀深度分别为68.67?m、107.48?m和2.33?m。X70管线钢、45#钢和304不锈钢在江西红壤中埋样6个月腐蚀分为三个阶段,且三个阶段电阻增加的数据都遵循抛物线规律变化。在埋设期间内,X70管线钢、45#钢和304不锈钢在江西红壤中的耐蚀性是:304不锈钢>X70管线钢>45#钢。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 土壤腐蚀研究现状
• 1.2.1 土壤的理化性质研究土壤腐蚀方法
• 1.2.2 土壤腐蚀的电化学研究方法
• 1.2.3 土壤腐蚀的数据处理方法
• 1.2.4 土壤腐蚀产物分析研究方法
• 1.3 本论文研究的主要内容和意义
• 第二章 金属腐蚀监测系统与夹具的设计
• 2.1 前言
• 2.2 研究内容及设计方案
• 2.2.1 研究内容
• 2.2.2 软件设计方案
• 2.3 腐蚀监测和控制系统的设计
• 2.3.1 电阻采集电路设计
• 2.3.2 温度和湿度采集控制软件设计
• 2.3.3 电阻采集控制软件设计
• 2.4 监测系统控制软件的设计
• 2.5 夹具的设计
• 2.5.1 棒状夹具的设计
• 2.5.2 板状夹具的设计
• 2.6 本章小结
• 第三章 金属腐蚀监测系统验证实验
• 3.1 前言
• 3.2 实验原理
• 3.2.1 棒状试样电阻的测量原理
• 3.2.2 板状试样方阻的测量原理
• 3.2.3 失重法测量腐蚀深度原理
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 实验材料
• 3.3.2 棒状试样电阻测量
• 3.3.3 板状试样电阻测量
• 3.3.4 失重法测量腐蚀深度
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 电阻变化与腐蚀深度的关系
• 3.4.2 电阻变化与硫酸浓度的关系
• 3.4.3 电阻变化与试样原始半径的关系
• 3.4.4 电阻法计算腐蚀深度与测量法得出的腐蚀深度比较
• 3.4.5 板状试样的腐蚀深度分析
• 3.4.6 方块电阻法计算腐蚀深度与失重法计算腐蚀深度的比较
• 3.4.7 方块电阻法和电阻法监测腐蚀深度的比较
• 3.5 本章小结
• 第四章 典型土壤现场埋样实验
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 土壤选择
• 4.2.3 现场埋样失重试验
• 4.2.4 试样表面形貌观察与产物分析
• 4.2.5 试样表面清洗
• 4.2.6 腐蚀速率的计算
• 4.2.7 现场埋样电阻试验
• 4.2.8 电阻和土壤温度测量
• 4.3 结果讨论
• 4.3.1 埋片试验结果与讨论
• 4.3.2 失重试验腐蚀深度和腐蚀速率分析
• 4.3.3 现场埋样电阻实验结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢