1、中华人民共和国石油天然气行业标准埋地镁牺牲阳极试样试验室评价的试验方法SY/T 0095-2000批准部门:国家石油和化学工业局批准6期:2000-12-25实施日期:2001-06-011范围1. 1本标准规定了一种试验室的试验方法，用于测定镁牺牲阳极(以下简称镁阳极)试样在饱和硫酸钙及饱和氢氧化镁环境中的两项基本性能:即电极的氧化电位和消耗单位试样质量而获得的电量(Q)值。用于地下的镁阳极通常被填包料所包裹。填包料最典型的配方是:75%的石膏粉(CaSO, 2Hz0),20%的膨润土和5%的硫酸钠(Naz S0, )。本标准采用硫酸钙、氢氧化镁电解液，用于模拟埋设于石膏一膨润土一硫酸钠填包
2、料中的长期环境条件。1.2阳极制造商或阳极用户可使用本标准对镁阳极的质量进行鉴别。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 6682-1992分析实验室用水规格和试验方法GB/T 12336-1990腐蚀数据统计分析标准方法GB/T 13671-1992不锈钢缝隙腐蚀电化学试验方法3方法提要使已知直流电流通过串联连接的若于侧试单元，每个测试单元包括一个预称质量的镁阳极试样、一个钢罐兼作阴极和已知成分的电解液。在14 d的试验期中，多次测定试样的氧化电位
3、，试验结束断电1h后再测一次，测出通过测试单元的总电量(Q)值。试验结束后，清理每个试样并称质量，同时计算所消耗的单位试样质量的电量(q)值。4仪器和设备4. 1直流电源，至少能提供2 mA电流和12 V电压。4.2钢罐，其构造如图1所示。4.3铜库仑计(其构造如图2所示)或电子库仑计。4.4饱和甘汞参比电极。4.5电位计，输人阻抗大于或等于10 dl4. 6 :k平，最大称量100 g,感量0. 1 mg,4.7烘箱，工作温度可至110。5试荆5. 1测试用电解液:将5. 0 g的CaS0, 2H,0和0. 1 g的Mg(OH):加人1000 mL GB/T 6682-1992中规定的三级水
4、中。SY/T 0095-2000图1钢罐构造示意图图2铜库仑计构造示意图5.2库仓计溶液:将235 g的CuSO, 5HQ0, 27 ml. 98%的H,SO;和50 cm,无水乙醇加人900 mLGB/T 6682-1992中规定的三级水或更高等级的分析室用水中。5.3阳极清洗液:将250 g的cr0,加人1000 ml, GB/T 6682-1992中规定的三级水或更高等级的分析室用水中。注:操作使用库仑计溶液和清洗液时，需注意保护眼睛及皮肤，试样的清洗应在通风橱中进行918SY/T 0095-20006试样制备按图3所示选取和制备铸造阳极的试样，取样部位应距底面13 mm,取180 mm
5、X16 mmX16备012.7 mm的正式试样mm的毛坯，并在毛坯样的一个端面打上永久的标号。首先采用锯割方式获然后采用车床干加工制。车床操作参数为:车速800 r/min，走刀速度。. 5 mm/r，切割深度小于或等于1. 9 mm车好的试样在非标号一端按52 mm长度切断，并对端面进行精加工。当供测试用的阳极按6.1的规定取样有困难时，可根据实际情况取样。注:切割和车加工操作作业时，镁屑有起火的危险，应严加注意.机械加工样本bz.7 mm(士0.2 mm )x152图3从铸造阳极制取试样6.2用蒸馏水清洗每个机加工的试样，然后用丙酮清洗，在105的烘箱(见4. 7)内干燥30 min，冷却
6、后称质量精确至0. 1 mg,注经丙酮清洗后的试样，取放时操作人员应戴上干净的手套，以防污染试样.6.3用绝缘胶带屏蔽称质量后的试样(见5. I)中的面积是底面加上100 mm极电流密度为0.039 mA/cm2.，从底面100 mm以上开始缠绕至顶端13 mm处，暴露在电解液长度的侧面，面积为41. 2 em。试验回路的电流为1. 60 mA，阳6.4用软塑料毛刷擦拭钢罐(见4.2)。如果钢罐(见4.2)内表面已经被一层高电阻覆盖层遮覆，应采取喷砂、钢丝刷、刮擦，除去表面的坚硬附着物。6.5铜库仑计(见4.3)按图2制备。用细磨料(0。号细度或更细)抛光库仑计用的铜丝，在105的烘箱(见4.
7、7)中干燥15 min,随后冷却、称重。铜丝浸人在库仑计溶液(见5.2)中的长度为10-50 mm铜板阳极在装人库仑计(见4.3)之前应予清洗，铜丝及铜片的纯度应大于或等于99.9%.6.6图4是整个试验回路接线示意图截面积为0. 985 mm，的绝缘多股铜导线，每线两端均带鳄鱼SY/T 0095-2000夹或接线片。饱和甘汞电极(见4.4)仅在测定氧化电位时使用。7试验步骤7.27. 3向兼作阴极的钢罐(见4.2)中加注阳极测试用电解液(见5.1)，至距顶部15 mm为止。将试样插人钢罐(见4.2)的橡皮塞中，再将带试样的橡皮塞装在兼作阴极用的钢罐(见4. 2 )上。按图4接线。P一直流电源
8、;图4C-Cu/Cu90,库仑计;E一甘汞电极试验回路接线示意图7.4接通电源(见4.1),调节电流至1. 60 mA.7.5在第1天、第7天和第14天，用饱和甘汞电极(见4. 4 )及电位计(见4. 5 )测定每个试样的闭路电位(如图4);根据GB/T 13671的规定，测定时甘汞电极(见4.4)尖端距试样表面应在10 mm之内。7.6试验期间，电解液(见5.1)温度应为22士5。7.7 14 d后，切断电源;断电1h后，测定试样的开路电位，测定方法与闭路电位的测定(见7.5)相同。7.8拆去试样上的连接导线，从钢罐(见4. 1)上取下橡皮塞，并从塞中取出试样，除去试样上的胶带。7.9将一空
9、白试样放在已预热至60-80的清洗液(见5. 3 )中，放置10 min后用自来水漂洗并在105的烘箱(见4.7)中干燥30 min。如果空白试样失重大于5 mg，则将清洗液(见5. 3 )倒掉。如果空自试样失重小于5 mg，则将试样和空白试样同时放人60-80的清洗液(见5. 3 )中，放置10 min后用自来水漂洗，在105的烘箱(见4. 7 )中干燥3h。如果空白试样的失重大于5 mg，重新进行上述试验7. 10可供选择的另一种清洗方法是，将空白试样放在60-80的清洗液(见5.3)中浸泡10 min改为在温室下的清洗液(见5.3)中浸泡30 min.注:使用过的化学废液应按照国家环境保
10、护法规中的有关规定进行处理。7. 11在105920如果使用的是铜库仑计(见4. 3 )，从铜库仑计(见4. 3 )上拆下的铜丝应用自来水漂洗，并的烘箱(见4. 7)中干燥30 minSY/T 0095-20007. 12从烘箱(见4. 7 )中取出试样、空白试样、库仑计(见4. 3)铜丝.冷却至室温，称重精确至0. 1 mgo注:为硅免试样和铜库仑计(见4. 3)的铜丝受到污染，称重时应戴上干净的手套操作。8计算和报告计算和报告14 d试验期内通过试验单元的电量(Q)值如果用的是铜库仑计(见4.3)，则电量(Q)值的计算见式(1)00=K(M一M,)式中:Q一通过试验单元的电量(A卜)K一一
11、铜的电化当量，0. 8433(A/:。;M,-一库仑计的铜丝试验后的质量(9);Ml-一库仑计的铜丝试验前的质量(9)8.1.2如果使用电子库仑计，电量(Q)值可以从电子库仑计上直接读取。8.:按式(2)计算和报告每个消耗试样单位质量所产生的电量(q) aq= Q/ (Mmes一Mg2 )(2)式中:qMm:1Mm，一单位质量产生的电量(A h/g);一镁阳极试样的初始质量(g);一镁阳极试样试验后的质量(9)。8.3报告各试样的开路和闭路电位测定值。9精确度与偏差9.1依据GB/T 12336的规定，按下列数据评价所得结果是否在5%的置信范围内9.1.1重复性:由同一操作人员得出5个试样(试
12、样完全等同)的平均值比平行的另5个试样平均值的差大于下列数值，则应认为测定结果是不可信的。，值0. 06 Ah/g最终的闭路电位。.01 V开路电位。.02 V9.1.2再现性:如果某一试验室提交的5个试样(试样完全等同)的平均值比另一试验室的5个试样的平均值之差大于下列数值，则应认为测定结果是不可信的。，在i 0. 15 Ah/g最终的闭路电位。.O5 V开路电位。.08 V9. 1.3由于铸件本身的不均匀性，由同一铸件上截取的几个试样，可能并不完全等同。确保被评估试样完全等同的一个办法是对同一个试样的重复测试。应在重复试验之前，用机加工的办法，重新整平试样的表面。量出新的直径值，并将测试电流密度调整到。.039 mA/cm2,9.2按本标准得到的电位值及消耗单位质量的电量数，可能与现场应用所得的结果不一致。现场的结果一般小于本标准的测定值。
