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保温层下金属表面用防腐涂料将制定国家标准

提要:保温层下腐蚀(CorrosionUnderInsulation,CUI)是指发生在施加了保温层材料的管道或设备外表面上的一种腐蚀现象。由于保温层的存在,使得CUI具有较强的隐蔽性且难以检测,往往很难在第一时间察觉,容易引起突发的严重泄漏事故。在石油化工行业中,超过60%的管道故障是由CUI引发的。

  新闻来源:涂料工业

  保温层下腐蚀(CorrosionUnderInsulation,CUI)是指发生在施加了保温层材料的管道或设备外表面上的一种腐蚀现象。由于保温层的存在,使得CUI具有较强的隐蔽性且难以检测,往往很难在第一时间察觉,容易引起突发的严重泄漏事故。在石油化工行业中,超过60%的管道故障是由CUI引发的。每年全球由于CUI引发设备和管道发生故障导致的危险品泄漏、设备非正常停车甚至人员伤亡等一系列严重问题所造成的损失高达数十亿美元。施加了保温结构的设备或管道,运行5年后发生CUI的概率将大幅上升,使用10年后的保温层60%含有腐蚀性冷凝水,极大地提高了CUI发生的概率。而在我国,CUI一直未能引起重视,研究保温的领域只关注保温层,研究防腐的领域只重视腐蚀,未能对其整体进行评价。

  由于生产环境的需要,石化行业中很多设备和管道都需要施加保温措施,其中不仅有需要保温的,也有需要保冷的。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,进而引起金属材料腐蚀。CUI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。

  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。对于保温层下的腐蚀,传统的高温涂料,如硅酮铝粉漆等由于膜厚偏低,耐高温性能优异但是防腐性能有限。因此不太适合于设计防腐年限较长的低温保温层防腐。而以前许多石化行业在保温层下使用无机硅酸锌防腐,近年来研究表明:在60~120℃条件下金属锌可能与铁发生极性反转,并且在50~150℃水中锌反应迅速,因此NACERP0198规定,在50~150℃的保温层下禁止使用无机硅酸锌涂料进行防腐。

  金属表面外防护涂层从物理上隔断了潮湿腐蚀环境和污染物与金属表面的直接接触,能够在一定程度上预防基体金属发生腐蚀。CUI发生的环境条件决定了所采用的防护涂层要具有高成膜性、防腐蚀性、抗氧化性、耐高温性、耐温变循环性、耐氯离子渗透性、耐阴极剥离性;高温条件下不降解、能承受热膨胀和收缩引起的应力;能在较低的表面预处理要求下快捷高效地进行喷涂并与基体良好地结合;能够为基底材料提供足够的屏障来抵抗存在的腐蚀性污染物以及热水和水蒸汽的腐蚀。不恰当的选择涂层或不合格的涂层很容易发生化学降解,使得水的渗透性增加,在这种情况下,即使涂层没有发生破损,也会增加水的渗入,发生CUI。针对保温层下涂层较为封闭的特性,需要涂层具有更长的耐候性和维修周期;针对使用环境,部分防腐涂层还应当具备一定的反射隔热功能。

  目前国内还没有保温层下防腐涂料的相关标准。2015年9月6-8日在青岛召开的中国耐高温防火涂料技术年会上,各位专家将讨论目前国际通用的NACESP0198-10《控制下腐蚀保温和防火材料系统方法》、中石化青岛安监院正在制定的保温层下防腐施工规范以及正在启动中的《保温层下金属表面用防腐涂料》国家标准的制定。

  该年会是美国防腐蚀工程师协会(NACE)的全球官方会议,在中国与中海油常州涂料化工研究院共同主办,目标是深入研讨如何保护暴露在高温环境下的设备设施及构筑物的安全问题。

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