Monitoramento de corrosão enterrada

O monitoramento da corrosão no solo é uma tecnologia fundamental para avaliar o estado de corrosão de tubulações e instalações metálicas subterrâneas em ambientes de solo complexos, com o objetivo central de prevenir vazamentos, poluição ambiental e acidentes de segurança devidos à corrosão e garantir o funcionamento seguro da infraestrutura a longo prazo.

O monitoramento da corrosão no solo é uma tecnologia fundamental para avaliar o estado de corrosão de tubulações e instalações metálicas subterrâneas em ambientes de solo complexos, com o objetivo central de prevenir vazamentos, poluição ambiental e acidentes de segurança devidos à corrosão e garantir o funcionamento seguro da infraestrutura a longo prazo. A seguir são apresentados cinco aspectos dos princípios, métodos, fatores de impacto, cenários de aplicação e tendências de monitoramento:

I. Princípio de monitoramento

O monitoramento da corrosão do solo baseia-se em princípios eletroquímicos e eletromagnéticos para calcular indiretamente a taxa de corrosão de materiais metálicos medindo parâmetros eletroquímicos no ambiente do solo (como corrente, potencial, resistência) ou mudanças no sinal eletromagnético. Por exemplo:

Método de atenuação de corrente: aplicando um sinal de corrente alternada de uma frequência específica ao tubo, a taxa de atenuação de corrente ao longo do tubo está relacionada com a qualidade da camada anticorrosiva. Quando a camada anticorrosiva é quebrada, a corrente é perdida no ponto de quebra, causando mudanças no gradiente do campo magnético circundante, que podem ser localizados através da detecção de mutações no campo magnético.

Método de diferença de potencial: medindo a diferença entre o potencial de entrada e o potencial de corte de energia em diferentes locais do tubo, calcule a resistência da camada anticorrosiva e avalie o desempenho de proteção geral.

Método de resistência: Monitorar as mudanças na área de corte devido à corrosão no ensaio de metal e calcular indiretamente a taxa de corrosão através das mudanças de resistência.

II. Métodos de monitoramento

O método de monitoramento da corrosão enterrada pode ser dividido em duas categorias de detecção não destrutiva e detecção destrutiva, especificamente como segue:

Detecção não destrutiva:

Método de corrente em tubos de múltiplas frequências (PCM): Usando um transmissor para aplicar sinais de corrente alterna ao tubo, medir a taxa de decadência de corrente através do receptor para avaliar a integridade da camada anticorrosiva. Adequado para triagem rápida de tubos de longa distância, com precisão de posicionamento de até ± 2,5%.

Diferenciamento de potencial AC: inserir uma sonda no solo acima do tubo para medir a variação do gradiente de potencial. Quando a camada anticorrosiva é quebrada, o gradiente de potencial é mínimo exatamente acima do ponto de quebra e a seta indica a direção inversa para localizar o ponto de quebra com precisão.

Método de detecção por ultra-som: Avaliação e diagnóstico de riscos através da detecção e localização por ultra-som de rachaduras, poros e outros causados pela corrosão na parede do tubo.

Método de detecção de vazamento magnético: o uso do princípio magnético para detectar mudanças na espessura da parede do tubo, é adequado para detectar a corrosão interna e externa causada pela diluição da parede do tubo e as escovas.

Detecção destrutiva:

Método de análise de amostragem: amostragem no tubo para análise de laboratório, obter dados sobre a composição do produto de corrosão, taxa de corrosão e outros. Ideal para avaliar com precisão a corrosão local, mas com danos na estrutura de tubulação.

III. Fatores de influência

O estado de corrosão de tubos metálicos enterrados é afetado por vários fatores, como o ambiente do solo, correntes difusas, atividade microbiana e propriedades do material, como segue:

Ambiente do solo: a porosidade do solo, o teor de água, a resistência, a acidez e o teor de sal são fatores chave que afetam a corrosão. Por exemplo, o solo com alto teor de sal é altamente condutivo e mais corrosivo; O solo ácido (pH < 6) acelera o processo de despolarização do hidrogênio e intensifica a corrosão.

Corrente difusa: a corrente difusa de corrente contínua de ferrovias eletrificadas, tanques eletrólitos e outros equipamentos pode desencadear a corrosão do chumbo no fluxo para a tubulação (área catódica) e na saída (área anódica) pode levar diretamente à dissolução do ferro. O fluxo de corrente 1A ao longo de um ano pode fazer com que cerca de 9 kg de ferro se dissolvam eletroquímicamente.

Atividade microbiana: micróbios como a bactéria redutora de sulfatos decomponem a matéria orgânica no ambiente anaeróbico para produzir sulfeto de hidrogênio, reagindo com o metal para gerar produtos de corrosão de sulfeto, acelerando o processo de corrosão local.

Propriedades do material: o material do tubo (como aço carbono, aço inoxidável), o estado da superfície (como a integridade do revestimento) e a distribuição de tensão podem afetar a taxa de corrosão. Por exemplo, em conexões de tubos novos e antigos, é fácil formar macrobaterias corrosivas devido a diferenças de estado da superfície.

IV. Aplicações

A tecnologia de monitoramento de corrosão enterrada é amplamente utilizada em áreas como petróleo, gás natural, química e municípios, incluindo:

Tubos longos de transporte de petróleo e gás: inspeção regular da integridade da camada anticorrosiva para prevenir vazamentos causados ​​pela corrosão e garantir a segurança do fornecimento de energia. Por exemplo, a tecnologia PCM é usada para inspeção segmentada de gasodutos transregionais, localização de pontos de ruptura e avaliação de prioridades de reparação.

Tubos de gás urbanos: para tubos de gás densamente distribuídos no subsolo urbano, a diferença de potencial de terra AC é usada para detectar a quebra da camada anticorrosiva e evitar o risco de explosão causado por vazamentos de gás.

Tubos submarinos e instalações subaquáticas: em ambientes marinhos, as sondas de resistência monitoram a taxa de corrosão de tubulações submarinas em tempo real para apoiar a tomada de decisões de manutenção.

Estruturas complexas de tubos industriais: instalação de sensores de monitoramento de corrosão em áreas vulneráveis ​​a lavagem de fluidos, como os arcos de tubos e os trânsito, para avaliar o risco de corrosão local e tomar medidas de manutenção específicas.