多年以来,我国石化行业对保温层下的腐蚀(Corrosion Under Insulation,CUI)问题一直未能引起重视,在研究保温的领域只关注保温层,在研究防腐的领域只重视腐蚀,从而忽视了保温层下的防腐问题,并引发了许多安全事故。据业内人士介绍,保温层下腐蚀其实在装置里面的低压蒸汽管道最为常见,有人曾经做过专项调查,80%管线在运行15年后,保温层里面的防腐底漆都掉光,结果在保温层下造成腐蚀非常严重,大多是粉化脱落,均匀减薄。
包覆有保温层管道和设备的使用寿命与CUI有很大的关系,CUI 的隐蔽性和高危害性已经给工业生产带来了严重的经济问题和安全问题。随着工业特别是石化工业的高速发展,有关CUI 的问题越来越突出,由于CUI 所导致的损失也越来越大,因此,研发新型高效防护涂层及保温材料,最大程度地减少CUI的发生,在CUI问题上实现经济效益、环境效益和安全效益的多项统一具有非常重要的意义。
在世界各国的石化行业中,每年因为保温层下钢结构的腐蚀造成的损失可达数十亿美元,可能造成设备的故障与停工,产品的泄漏,以及部分炼油、化工厂的维修成本的大量增加,严重的甚至可能造成伤亡事故。但是在上世纪50年代之前,保温层下的腐蚀从未被系统地研究过。随着一些保温层下腐蚀造成的严重事故的发生,特别是保温层下一旦发生腐蚀,所涉及的管道和设备必须停工来检查故障,这将造成众多不可预知的经济损失。因此自从1983 年之后,如何保护保温层下的钢结构免受腐蚀,也成为了涂料行业亟需攻克的一个难题。目前国际上对CUI非常重视,已经有完整的解决方案,比如在线监测、在线修复、单向膜等技术都比较成熟。
保温层下腐蚀是指对于高温保温或低温保冷的钢结构管道、储罐或设备,由于其外表面被保温层所覆盖,在正常运行尤其是发生热循环的条件下,由于保温层下的水分发生冷凝,从而造成局部的电解质溶液聚集,进而引起钢材腐蚀。
保温层下腐蚀的严重性在于无法及时发现。一般为了美观效果,在做完保温层后往往在保温材料外面包覆一层不锈钢或铝箔。因此,往往看到保温层下腐蚀的时候已经太迟了,经常导致各种失效事故的发生。尤其是当运行温度低于150℃时,保温层下往往会存在一定量的冷凝水。另外,保温层下设备在建造期和定期的检修时间内也会形成腐蚀发生的微环境。
研究表明:发生保温层下腐蚀的概率在设备运行5年以上后将大幅上升,而运行10年后的保温层中60%都含有腐蚀性冷凝水。对于石化行业而言,保温层下的腐蚀还有其特殊性,就是由于石化行业涉及到很多不同工艺,因此在保温层下的钢结构往往还要经历热循环的过程。而对于传统高温涂料而言,由于热膨胀系数与钢铁的不同,经历热循环往往导致涂层内应力增加,最终造成涂层的早期失效。
传统有机涂层和热喷铝涂层被广泛用于CUI的防护,但前者有时会出现涂层过早破裂所导致的严重CUI发生。因此,对于金属表面防护涂层,在实际应用时,应综合考虑最高运行温度、持续运行时间以及涂层推荐应用寿命来进行选择。
本文来自:《涂料工业》