电化学测量揭示管道腐蚀机制，离子、溶氧和pH值的关联分析
管道腐蚀是一个严重影响工程结构安全，以及可靠性的问题，为了评估管道腐蚀对接头性能的影响，研究进行了接头性能测试，并对腐蚀状态进行了检查，在测试中发现，管道接头的平均性能为213.8 kN，而全新接头的平均性能为233.4 kN。
与全新接头相比，埋藏的接头性能仅为91.6%，为了排除公差的影响，进一步进行了腐蚀速率测试，NTT公司拥有大量低碳钢管存货，在这些管道中部分会因腐蚀而堵塞，使其在地震负荷下易受损。
为了避免这些问题，建立一种在现场获取个别管道腐蚀量，以及速率的简单方法至关重要，为了确认对管道的腐蚀影响，进行了接头性能测试，在测试中，平均值为213.8 kN，标准偏差为25.8，与此相对比，全新接头的平均值为233.4 kN。
与全新的管道相比，埋藏的接头性能为91.6%，为了排除公差的影响，需要在准备好接头性能的无损检测后，进行腐蚀速率测试，测试的试样被拆开，并检查了它们的腐蚀状态，主要关注点主要集中在管道的内表面和螺纹表面。
在目视检查时，测试样本的螺纹表面未显示出腐蚀迹象，应用于螺纹部位的防锈剂，可能在螺纹接合处发挥了很好的作用，螺纹内部腐蚀状况却有所不同，根据定性分析，测试样本可以分为两类。
一类是受到严重腐蚀的，几乎整个表面都被腐蚀了，另一类几乎没有腐蚀，通过假设正态分布，进行了t-检验，以研究严重腐蚀和轻微腐蚀测试样本之间的差异，严重腐蚀的测试样本平均值为192.6 kN，轻微腐蚀的测试样本平均值为218.0 kN。
测试样本显示出显著的差异，p值小于0.005。根据这些观察结果，接头的性能很可能受到由于管道螺纹的内部腐蚀，引起的截面减小的影响，NTT拥有大量20世纪60年代和70年代生产的低碳钢管存货。
虽然大部分管道仍然完好无损，但部分管道会因腐蚀而堵塞，使其在地震负荷下容易受损，为了避免这些问题，建立一种在现场获取个别管道腐蚀量，以及速率的简单方法至关重要，一些下水道井盖，含有来自地下水源或雨水的死水。
在这项研究工作中，为了在现场获取腐蚀速率，调查了水质与腐蚀速率之间的关系，在之前的研究中，通常通过测量离子和pH值来评估现场腐蚀情况，为了调查水质，分析了离子、溶解氧和pH值。
通过使用交流阻抗法，以及低碳钢试样测量极化电阻，来获取腐蚀速率，并与水质数据和带有极化电阻的管道照片进行比较，测试样品取自停滞水的清澈上层，分析的参数包括氯离子、硝酸盐离子，和硫酸盐离子、pH值和溶解氧。
硝酸盐离子浓度通过吲哚酚蓝吸光光度法测量，氯离子、硫酸盐离子和硝酸盐离子，通过阴离子离子色谱仪测量，溶解氧通过膜电极法测量，pH值通过玻璃电极法测量，已知腐蚀速率与极化电阻成反比关系。
通过使用交流阻抗法，获得了管道的低碳钢极化电阻，所使用的电极由一根管道制成，测量中的频率范围为10^-20 kHz，振幅为10 mVp-p，电极在测量前浸入停滞水中10分钟，并测量100秒电位。
每个十进制数上测量了五个点，极化电阻和溶液电阻从Bode图中确定，为了获得各种数据，在研究中调查了不同位置的五口井盖，在收集水样之后，拍摄了每个井盖附近最底部的管道照片。
水质分析结果虽然任何地点的溶解氧都很少，但氯离子、硝酸盐离子和硫酸盐离子的含量，在每个位置都不同，所有的测试样本都是中性的，并且含有相当大量的溶解氧，极化电阻与腐蚀速率之间，存在已知的关系，重点关注离子、溶液电阻，以及极化电阻之间的关系。
离子与极化电阻之间的关系显示，离子与极化电阻之间基本无关，氯离子和硫酸盐离子，可能对腐蚀速率影响不大，溶液电阻在每个地点也不同，溶液电阻和极化电阻有关联，这些结果表明，在这种情况下，离子可能对腐蚀的影响有限，尽管离子会影响溶液电阻。
在估算电信线路管道的极化电阻时，测量溶液电阻非常重要，为了确认极化电阻是否表明管道的腐蚀情况，将结果与照片进行了比较，在CU和KS的停滞水中，调查了管道，还调查了未完全浸没在KM、CM1和CM2的管道，根据这些标准，将管道分为两组。
两个管道的整个长度都有锈迹，在KS的管道中，有软泥，停滞水中包含小的棕色颗粒，观察结果显示，CU的锈蚀程度比KS更严重，尽管管道上的锈迹很少，但在KM的管道上观察到了一些锈迹，考虑到每个管道埋藏的年份，极化电阻可能表明这种腐蚀情况。
离子、溶氧和pH值，是管道腐蚀过程中的重要因素，在电化学测量中起着关键作用，通过电化学测量手段，可以定量地研究离子、溶氧和pH值对管道腐蚀的影响，为管道的防腐工作提供科学依据，进一步的研究，将有助于改进管道材料的选择，以及环境条件的控制，从而提高管道的安全性和使用寿命。
