化工設(shè)備、管道保溫層下的腐蝕是怎么造成的？

問題：有保溫層的碳鋼、低合金鋼乃至不銹鋼設(shè)備或管道，要不要涂漆（底漆）？

石化行業(yè)每年使用的保溫材料用量約占整個(gè)保溫材料用量的四分之一。保溫材料在保障石化裝置正常生產(chǎn)運(yùn)行、節(jié)約能源的同時(shí)，也帶來了保溫層下腐蝕（CUI，Corrosion Under Insulation）的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)楸亟Y(jié)構(gòu)一旦發(fā)生破壞，腐蝕性介質(zhì)滲入，保溫材料包裹的管道、設(shè)備外表面就會(huì)發(fā)生腐蝕，下文簡(jiǎn)稱CUI。

早在1956年就有關(guān)于保溫層下不銹鋼基體應(yīng)力腐蝕開裂的相關(guān)報(bào)道。20世紀(jì)70年代以后，能源危機(jī)中關(guān)于節(jié)能的研究促進(jìn)了保溫技術(shù)的應(yīng)用，但也引發(fā)了大量CUI事故。統(tǒng)計(jì)顯示，包覆保溫結(jié)構(gòu)的設(shè)備或管道，運(yùn)行5a后發(fā)生CUI的概率將大幅上升；隨著保溫結(jié)構(gòu)役年限的延長(zhǎng)，保溫材料失效，服役10a后，約60%左右的保溫層中都含有腐蝕性介質(zhì)，極大地提高了CUI發(fā)生的概率。

造成保溫層下腐蝕的原因可以分為兩大類：

第一，由于保溫層防護(hù)層結(jié)構(gòu)等被破壞、保溫材料本身易吸水或浸潤(rùn)、管線上閥門或其它管件滲漏、清潔時(shí)清洗水進(jìn)入、雨水流入、大氣中的水蒸汽在低溫設(shè)備管線上結(jié)露等因素都使得保溫層內(nèi)部被滲水或透濕，造成CUI。需要注意的是，石油化工裝置幾乎所有的保溫設(shè)備、管線都具有水汽滲透的風(fēng)險(xiǎn)。

在開放的系統(tǒng)下，水中的氧含量隨著溫度升高而降低。對(duì)于碳鋼來說，當(dāng)溫度高于80℃時(shí)，腐蝕速率開始下降。但不同于開放系統(tǒng)，保溫結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼基體的腐蝕速率由于外部屏蔽的存在，構(gòu)成封閉系統(tǒng)。

封閉系統(tǒng)中，在水汽完全逸出之前，碳鋼的腐蝕速率隨著溫度的升高而增加。這是因?yàn)樵诒貙酉?，水的薄液膜在非壓力下是飽和的，形成氧濃差電池，發(fā)生吸氧腐蝕。溫度越高，水汽停留在碳鋼表面的時(shí)間雖會(huì)越短；但是溫度越高，越會(huì)加速腐蝕速度，并降低防護(hù)涂料、粘結(jié)劑、膠粘劑的使用壽命。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)中，溫度每升高10℃，腐蝕速率增加1～3倍。

第二，造成保溫層下腐蝕的另一個(gè)主要原因是保溫材料本身含有可溶性的腐蝕性離子存在，如SO42-、Cl-。多數(shù)保溫材料是礦物經(jīng)煅燒、粘結(jié)而成，由于礦物中含有大量的無(wú)機(jī)鹽，制成保溫材料后仍含有氯化物、硫化物等侵蝕性物質(zhì)。保溫材料本身攜帶的侵蝕性物質(zhì)，不僅能夠引起碳鋼和低合金鋼發(fā)生均勻腐蝕，同樣會(huì)引起不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）。

海泡石、復(fù)合硅酸鹽和超細(xì)玻璃棉的電導(dǎo)率、SO42-、Cl-含量最高，腐蝕性最大，應(yīng)盡量避免使用。

硅酸鋁纖維中Cl-、F+含量最低，適用于奧氏體不銹鋼設(shè)備的保溫材料。

巖棉往往含有較低的Cl-，目前低氯巖棉（含量＞40ppm）可以使用在不銹鋼表面。

GB17393奧氏體不銹鋼保溫層下腐蝕

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