问题——城市供排水管线点多线长、埋地环境复杂;金属管道及附属钢结构长期受土壤电化学作用、杂散电流、涂层老化破损等影响,腐蚀风险不断累积。一旦发生穿孔渗漏,不仅会造成水量损失,还可能带来道路塌陷等次生风险,并引发停水抢修、交通管制等连锁反应,影响城市运行与民生保障。如何不停供、少开挖条件下提高防腐可靠性,成为不少水务单位需要解决的现实问题。 原因——从机理看,阴极保护通过外加电流或电位控制,使金属处于不易腐蚀的电化学状态,但效果高度依赖电源输出的稳定性和监测数据的准确性。实际运行中,土壤电阻率会随季节和湿度变化而波动;管道涂层缺陷易导致电流分布不均;雷击及交直流干扰可能造成电位瞬时偏移。同时,传统设备测量端易受IR降影响,出现“数据看似达标、实际存在偏差”的误判。再加上部分设施位置偏远、巡检周期较长,一旦故障不能及时处置,阴极保护中断会显著放大腐蚀隐患。 影响——业内人士表示,阴极保护系统持续、稳定运行,是降低腐蚀速率、延长管线寿命的关键。若控制精度不够或输出波动较大,可能出现保护不足导致局部点蚀加剧,或保护过度引发涂层剥离、能耗上升等问题。对于长距离、大口径或处在高土壤电阻率区域的管线,若电压与功率储备不足,还可能出现保护电流“送不到位”,形成防护盲区,进而影响管网整体安全和运维成本控制。 对策——为提升系统韧性与管理效率,水务领域正推动阴极保护电源向智能化、冗余化升级。以新一代智能恒电位电源为例,设备通常采用“一用一备”两套独立单元配置,主机运行异常时,备用机可在短时间内自动接管,实现阴极保护不断电、不中断,缩小突发停机带来的风险窗口。在输出能力上,部分型号额定输出可达50A、80V,最大功率约4kW,可满足长距离管线及复杂地质条件下的电流需求。 控制与测量层面,设备可在恒电位、恒电流等模式间按工况切换,提高对涂层破损、外界干扰等场景的响应能力;通过IR降补偿、断电法测量等手段,尽量还原真实电位,为精细化调控提供依据。针对现场复杂工况,设备也普遍强化过流、过压、欠压、过热、极性接反等保护机制,并提升输入输出端防雷能力,降低极端天气和电网波动带来的冲击。 在运维管理上,设备逐步支持RS485等工业通信及标准协议接入,可与监控平台联动,实现参数远程调整、故障预警、运行数据长期记录与导出,推动运维从“靠经验巡检”向“靠数据管理”转变。部分场景还可与智能测试桩协同,获取管线不同区段的电位分布信息,动态优化输出电流,实现更均衡的全域保护,减少电位梯度过大带来的副作用。 前景——业内分析认为,随着城市更新推进与地下管网普查整治深入,供排水管线将更明显地从“事后抢修”转向“预防性维护”。阴极保护电源智能化升级叠加在线监测与数据平台建设,有望在提升安全韧性的同时,实现能耗精细控制与生命周期成本优化。下一步,有关单位仍需结合不同土壤环境、管材类型与干扰源特征,完善电位判据、校核方法与应急预案,形成可复制的标准化运维体系,并与管网改造、涂层修复、阀井治理等措施联合推进,系统提升城市供水保障能力。
管网安全运行既依赖工程质量,也离不开长期运维。以一用一备智能恒电位电源为代表的装备升级,本质是把“隐蔽的腐蚀风险”变成“可监测、可预警、可处置”的管理对象。面向城市生命线工程建设,持续提升防腐体系的连续性、精确性与智能化水平,将为供排水系统稳运行、降漏损、提韧性提供更可靠的支撑。