Korrosionsüberwachung

Die Korrosionsüberwachung ist eine Schlüsseltechnologie zur Beurteilung des Korrosionszustands von unterirdischen Metallleitungen und Anlagen in komplexen Bodenumgebungen, deren zentrales Ziel es ist, Leckagen, Umweltverschmutzung und Sicherheitsunfälle durch Korrosion zu verhindern und den langfristigen sicheren Betrieb der Infrastruktur zu gewährleisten.

Die Korrosionsüberwachung ist eine Schlüsseltechnologie zur Beurteilung des Korrosionszustands von unterirdischen Metallleitungen und Anlagen in komplexen Bodenumgebungen, deren zentrales Ziel es ist, Leckagen, Umweltverschmutzung und Sicherheitsunfälle durch Korrosion zu verhindern und den langfristigen sicheren Betrieb der Infrastruktur zu gewährleisten. Im Folgenden werden fünf Aspekte der Überwachungsprinzipien, Methoden, Einflussfaktoren, Anwendungsszenarien und Entwicklungstrends erläutert:

1. Überwachungsprinzip

Die Korrosionsüberwachung des Bodens basiert auf elektrochemischen und elektromagnetischen Prinzipien und berechnet indirekt die Korrosionsrate von Metallmaterialien durch die Messung elektrochemischer Parameter (wie Strom, Potenzial, Widerstand) oder elektromagnetischer Signalveränderungen in der Bodenumgebung. Zum Beispiel:

Stromdämpfungsmethode: Wechselstromsignale mit einer bestimmten Frequenz auf die Rohrleitung auftragen, und die Geschwindigkeit der Stromdämpfung entlang der Rohrleitung ist mit der Qualität der Korrosionsschicht abhängig. Wenn die Korrosionsschicht gebrochen ist, verlässt der Strom am Bruchpunkt, was zu einer Veränderung des umliegenden Magnetfeldgradients führt. Durch die Erkennung von Magnetfeldmutationen kann der Bruchpunkt lokalisiert werden.

Potentialdifferenzmethode: Berechnen Sie den Widerstand der Korrosionsschicht und bewerten Sie die Gesamtschutzleistung durch Messung der Differenz zwischen dem Strom- und dem Stromausfallpotential an verschiedenen Positionen der Rohrleitung.

Widerstandsmethode: Überwachung der durch Korrosion verursachten Schnittbereichsänderungen von Metallproben und indirekte Berechnung der Korrosionsrate durch Widerstandsänderungen.

II. Überwachungsmethoden

Die Methode der Korrosionsüberwachung kann in zwei Kategorien unterteilt werden: Nichtzerstörerische Prüfung und zerstörerische Prüfung:

Nichtdestruktive Prüfung:

Mehrfrequenzstrommethode (PCM): Verwenden Sie einen Sender, um Wechselstromsignale auf die Rohrleitung auszuüben, um die Stromabbrechungsrate über den Empfänger zu messen und die Integrität der Korrosionsschicht zu beurteilen. Geeignet für die schnelle Überprüfung von Rohrleitungen über lange Entfernungen mit einer Positionsgenauigkeit von bis zu ±2,5%.

Wechselstrom-Potentialdifferenz: Fügen Sie eine Sonde in den Boden über der Leitung ein, um die Veränderung des Potentialgradients zu messen. Wenn die Korrosionsschicht gebrochen ist, ist der Potentialgradient am kleinsten direkt oberhalb des Bruchpunkts und der Pfeil zeigt die Richtung umkehrt, um den Bruchpunkt genau zu positionieren.

Ultraschalluntersuchungsmethode: Durch Ultraschalluntersuchung und Positionierung von Korrosionsrissen, Poren usw. in der Rohrwand, um Risiken zu bewerten und zu diagnostizieren.

Leckmagnetische Erkennungsmethode: Verwendung des magnetischen Prinzips zur Erkennung von Wanddickenänderungen in Rohrleitungen, geeignet für die Erkennung von Verdünnung und Einsparungen der Rohrwand durch innere und äußere Korrosion.

Zerstörende Prüfung:

Probenanalyse: Probenahme auf der Rohrleitung zur Laboranalyse, um die Zusammensetzung des Korrosionsprodukts, die Korrosionsrate und andere Daten zu erhalten. Geeignet für die genaue Beurteilung von lokalen Korrosionssituationen, bei denen jedoch die Rohrstruktur beschädigt wird.

III. Einflussfaktoren

Der Korrosionszustand von Erdmetallleitungen wird von mehreren Faktoren beeinflusst, wie z. B. der Bodenumgebung, der Dispersionsstrom, der mikrobiellen Aktivität und den Materialeigenschaften, insbesondere wie folgt:

Bodenumgebung: Bodenporosität, Wassergehalt, Widerstand, Säure und Salzgehalt sind entscheidende Faktoren, die Korrosion beeinflussen. Zum Beispiel hat ein hoher Salzgehalt an Boden eine hohe Leitfähigkeit und eine stärkere Korrosion; Saurer Boden (pH < 6) beschleunigt den Wasserstoffdepolarisierungsprozess und verstärkt die Korrosion.

Dispersionsstrom: Der Gleichstrom-Dispersionsstrom aus elektrisierten Eisenbahnen, Elektrolysegeräten und anderen Geräten kann in der Leitung (Katodenzone) eine Bleikatkorosion auslösen, während es direkt zur Eisenlösung am Ausgang (Anodenzone) führt. Der Stromstrom von 1A kann über ein Jahr etwa 9 kg Eisen elektrochemisch lösen.

Mikrobielle Aktivität: Mikroorganismen wie Sulfatreduktionsbakterien abbauen organische Substanzen in anaeroben Umgebungen, produzieren Wasserstoffsulfid, reagieren mit Metallen, um Sulfidkorrosionsprodukte zu erzeugen und beschleunigen den lokalen Korrosionsprozess.

Materialeigenschaften: Rohrmaterial (wie Kohlenstoffstahl, Edelstahl), Oberflächenzustand (wie Beschichtungsintegrität) und Spannungsverteilung beeinflussen die Korrosionsrate. Beispielsweise entstehen bei neuen und alten Rohrverbindungen durch unterschiedliche Oberflächenzustande korrosive Makrobatterien.

4. Anwendungsszenarien

Die Technologie zur Korrosionsüberwachung wird in Öl, Gas, Chemie und kommunalen Bereichen weit verbreitet, unter anderem:

Lange Öl- und Gasleitungen: Regelmäßige Überprüfung der Integrität der Korrosionsschutzschicht, Verhinderung von Leckagen durch Korrosion und Gewährleistung der Energieversorgungssicherheit. Zum Beispiel wird die PCM-Technologie zur segmentierten Prüfung von regionalen Gasleitungen verwendet, um Bruchpunkte zu lokalisieren und Reparaturprioritäten zu bewerten.

Städtische Gasleitungen: Für dicht unterirdische Gasleitungen in Städten wird eine Wechselkorrosionspotential-Differenz zur Erkennung von Korrosionsbeschädigungen verwendet, um das Explosionsrisiko durch Gasleckage zu vermeiden.

Unterwasserleitungen und Unterwasseranlagen: Überwachen Sie die Korrosionsraten von Unterwasserleitungen in Echtzeit mit Widerstandssonden in der Meeresumgebung und unterstützen die Wartungsentscheidung mit Daten.

Komplexe Strukturen von industriellen Rohrleitungen: Installieren Sie Korrosionsüberwachungssensoren an Flüssigkeitspüleanfälligen Teilen wie Rohrleitungsecken, Dreihänge und andere, um das lokale Korrosionsrisiko zu bewerten und gezielte Wartungsmaßnahmen zu ergreifen.