埋地管道、电缆、储罐等金属设施是工业生产、城市建设与民生保障的核心基础设施,广泛应用于油气输送、供水供电、市政管网等领域。然而,这些设施长期处于土壤、地下水等复杂地下环境中,会因电化学腐蚀、微生物腐蚀、土壤侵蚀等多种作用发生材质劣化,进而引发泄漏、断裂等安全事故,不仅造成巨大的经济损失,还可能引发环境污染、公共安全事件。
埋地腐蚀监测作为防范此类风险的关键技术手段,通过科学的监测方法实时掌握设施腐蚀状态,为腐蚀防控、运维决策提供准确依据,已成为埋地设施安全管理体系中的核心环节。
埋地腐蚀监测的核心原理基于金属腐蚀的电化学本质与环境作用机制,通过捕捉腐蚀过程中产生的电信号、环境参数变化,间接或直接反映金属设施的腐蚀速率与损伤程度。地下环境中,金属设施与土壤、地下水构成复杂的电化学系统,金属表面因材质不均、环境差异会形成阳极区与阴极区,阳极金属发生氧化反应溶解损耗,阴极则发生还原反应,这一过程伴随电子转移与离子迁移,形成腐蚀电流与电位差。
该技术正是通过专业传感器捕捉这些电化学信号,结合土壤湿度、酸碱度、电阻率等环境参数,通过数据解析换算得出设施的腐蚀速率、极化曲线等关键指标,从而准确判断腐蚀程度与发展趋势。此外,对于微生物腐蚀、应力腐蚀等特殊腐蚀类型,监测技术还会通过捕捉微生物群落变化、应力应变信号等,实现全类型腐蚀的准确监测,确保监测结果的准确性。
相较于传统的定期开挖检测、外观检查等方式,埋地腐蚀监测技术具备技术优势与应用价值,已成为埋地设施运维的主流技术方向。监测的连续性与实时性突出,传统检测方式多为间歇性检测,难以捕捉腐蚀过程中的动态变化,而埋地腐蚀监测通过长期布设传感器与数据采集系统,可24小时不间断采集腐蚀信号与环境参数,实时掌握腐蚀发展动态,及时发现早期腐蚀隐患,避免小隐患发展为大事故。
其次,监测的准确性与针对性强,传统检测方式易受人为因素、开挖破坏影响,检测结果误差较大,且难以定位局部腐蚀隐患,而腐蚀监测技术通过电化学信号解析与多参数融合分析,可准确量化腐蚀速率,定位局部腐蚀区域,为针对性防控提供依据。
埋地腐蚀监测的规范使用是保障监测效果的关键,需遵循科学的使用流程与操作规范,涵盖监测方案设计、传感器布设、数据采集、结果解析与运维管理等多个环节。在监测方案设计阶段,需结合埋地设施的类型、材质、运行年限、地下环境特点等因素,明确监测目标与范围,选择适配的监测技术与设备,对于长距离埋地管道,可采用线性极化电阻法、土壤腐蚀电位监测技术;对于储罐基础等大面积设施,可采用分布式腐蚀监测技术。
同时,需调研监测区域的土壤类型、地下水水位、地质结构等环境信息,合理规划监测点密度,确保监测范围全覆盖,重点区域加密布设监测点。在传感器布设环节,需严格按照技术规范执行,确保传感器与金属设施表面良好接触,避免土壤疏松、杂物干扰影响信号采集;传感器布设深度需结合设施埋深、地下水水位确定,确保处于关键腐蚀区域,布设完成后做好密封处理,防止土壤、地下水对传感器造成损坏,延长传感器使用寿命。