Контроль за коррозией под землей

Мониторинг коррозии под землей является ключевой технологией для оценки коррозионного состояния подземных металлических трубопроводов и сооружений в сложной почвенной среде. Его основная цель - предотвратить утечки, загрязнение окружающей среды и несчастные случаи с безопасностью, вызванные коррозией, и обеспечить долгосрочную безопасную эксплуатацию инфраструктуры.

Мониторинг коррозии под землей является ключевой технологией для оценки коррозионного состояния подземных металлических трубопроводов и сооружений в сложной почвенной среде. Его основная цель - предотвратить утечки, загрязнение окружающей среды и несчастные случаи с безопасностью, вызванные коррозией, и обеспечить долгосрочную безопасную эксплуатацию инфраструктуры. Ниже представлены пять аспектов принципов мониторинга, методов, влияющих факторов, сценариев применения и тенденций развития:

I. Принципы мониторинга

Мониторинг коррозии под землей основан на электрохимических и электромагнитных принципах и косвенно выводит скорость коррозии металлических материалов путем измерения электрохимических параметров (таких как ток, потенциал, сопротивление) или изменений электромагнитных сигналов в почвенной среде. Например:

Метод затухания тока: к трубопроводу подается сигнал переменного тока определенной частоты, скорость затухания тока вдоль трубопровода зависит от массы антикоррозионного слоя. При повреждении антикоррозионного слоя ток теряется в точке повреждения, что приводит к изменению градиента окружающего магнитного поля, и точка повреждения может быть определена путем обнаружения мутации магнитного поля.

Метод разности потенциалов: путем измерения разности между потенциалом включения и потенциалом отключения в разных местах трубопровода рассчитывается удельное сопротивление антикоррозионного слоя и оценивается общая защитная производительность.

Метод сопротивления: мониторинг изменения площади сечения металлического образца из - за коррозии, косвенный расчет скорости коррозии путем изменения сопротивления.

II. МЕТОДОЛОГИЯ МОНИТОРИНГА

Методы мониторинга коррозии под землей можно разделить на две основные категории неразрушающего и разрушительного обнаружения:

Неразрушающее обнаружение:

Метод тока в многочастотной трубке (PCM): использование передатчика для подачи сигнала переменного тока в трубопровод, измерение скорости затухания тока через приемник для определения целостности антикоррозионного слоя. Подходит для быстрого скрининга трубопроводов на большие расстояния, точность позиционирования до ±2,5%.

Метод разности потенциалов переменного тока: в землю над трубопроводом вставляется зонд для измерения изменения градиента потенциала. При повреждении антикоррозионного слоя градиент потенциала наименьший прямо над точкой повреждения, а стрелка указывает направление инверсии, вы можете точно определить точку повреждения.

Ультразвуковое обнаружение: ультразвуковое обнаружение и локализация трещин, пористостей и т.д. в результате коррозии в стенках трубопроводов, оценка и диагностика риска.

Метод обнаружения утечки: использование магнитного принципа для обнаружения изменения толщины стенки трубопровода, применимого для обнаружения утолщения стенки трубы и вмятин, вызванных внутренней и внешней коррозией.

Разрушительное обнаружение:

Метод анализа проб: взятие проб на трубопроводе для лабораторного анализа, получение данных о составе продуктов коррозии, скорости коррозии и т.д. Подходит для точной оценки локальной коррозии при условии разрушения конструкции трубопровода.

III. Факторы воздействия

Коррозионное состояние погребенных металлических трубопроводов зависит от многих факторов, таких как почвенная среда, ток рассеяния, микробиологическая активность и свойства материала, а именно:

Почвенная среда: Пористость, влагоемкость, сопротивление, кислотность и соленость почвы являются ключевыми факторами, влияющими на коррозию. Например, почва с высоким содержанием соли имеет высокую электропроводность и более коррозионную способность; Кислотные почвы (pH < 6) ускоряют процесс деполяризации водорода и усиливают коррозию.

Смешанный ток: рассеянный ток постоянного тока от электрифицированных железных дорог, электролизных ванн и другого оборудования может вызвать свинцово - кислотную коррозию на входе в трубопровод (катодная область), в то время как на выходе (анодная область) непосредственно приводит к растворению железа. Поток тока 1А в течение одного года может привести к электрохимическому растворению около 9 кг железа.

Микробиологическая активность: микроорганизмы, такие как сульфатно - восстановительные бактерии, разлагают органические вещества в анаэробной среде, чтобы производить сероводород, реагируя с металлом, чтобы генерировать продукты коррозии сульфидов, ускоряя процесс местной коррозии.

Характеристики материала: Материал трубопровода (например, углеродистая сталь, нержавеющая сталь), состояние поверхности (например, целостность покрытия) и распределение напряжений влияют на скорость коррозии. Например, старые и новые трубопроводные соединения могут легко образовывать коррозионные макроэлементы из - за различий в состоянии поверхности.

IV. Сценарии применения

Технология мониторинга коррозии под землей широко используется в нефтяной, газовой, химической, муниципальной и других областях, конкретные сценарии включают:

Длинные трубопроводы: регулярно проверять целостность антикоррозионного слоя, предотвращать утечки, вызванные коррозией, и обеспечивать безопасность энергоснабжения. Например, технология PCM используется для сегментного обнаружения трансрегиональных газопроводов, определения точек повреждения и оценки приоритетов восстановления.

Городские газопроводы: для городских газопроводов, плотно распределенных под землей, использование метода разности потенциалов переменного тока для обнаружения повреждения антикоррозионного слоя, чтобы избежать риска взрыва, вызванного утечкой газа.

Подводные трубопроводы и подводные установки: в морской среде скорость коррозии подводных трубопроводов контролируется в режиме реального времени с помощью датчиков сопротивления, которые обеспечивают поддержку данных для принятия решений по техническому обслуживанию.

Сложная конструкция промышленных трубопроводов: установка датчиков мониторинга коррозии на изгибы трубопроводов, трехходовые и другие уязвимые участки для размыва жидкостью, оценка риска локальной коррозии и принятие целевых мер по техническому обслуживанию.