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      化工設備、管道保溫層下的腐蝕是怎么造成的?

      作者: 2021年07月22日 來源: 瀏覽量:
      字號:T | T
      保溫層內部被滲水或透濕,造成CUI。需要注意的是,石油化工裝置幾乎所有的保溫設備、管線都具有水汽滲透的風險。保溫材料本身含有可溶性的腐蝕性離子存在,如SO42-、Cl-。多數保溫材料是礦物經煅燒、粘結而成,由于

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

      石化行業每年使用的保溫材料用量約占整個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運行、節約能源的同時,也帶來了保溫層下腐蝕(CUI,Corrosion Under Insulation)的風險,因為保溫結構一旦發生破壞,腐蝕性介質滲入,保溫材料包裹的管道、設備外表面就會發生腐蝕,下文簡稱CUI。

      早在1956年就有關于保溫層下不銹鋼基體應力腐蝕開裂的相關報道。20世紀70年代以后,能源危機中關于節能的研究促進了保溫技術的應用,但也引發了大量CUI事故。統計顯示,包覆保溫結構的設備或管道,運行5a后發生CUI的概率將大幅上升;隨著保溫結構役年限的延長,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,極大地提高了CUI發生的概率。

      造成保溫層下腐蝕的原因可以分為兩大類:

      第一,由于保溫層防護層結構等被破壞、保溫材料本身易吸水或浸潤、管線上閥門或其它管件滲漏、清潔時清洗水進入、雨水流入、大氣中的水蒸汽在低溫設備管線上結露等因素都使得保溫層內部被滲水或透濕,造成CUI。需要注意的是,石油化工裝置幾乎所有的保溫設備、管線都具有水汽滲透的風險。

      在開放的系統下,水中的氧含量隨著溫度升高而降低。對于碳鋼來說,當溫度高于80℃時,腐蝕速率開始下降。但不同于開放系統,保溫結構內鋼基體的腐蝕速率由于外部屏蔽的存在,構成封閉系統。

      封閉系統中,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。這是因為在保溫層下,水的薄液膜在非壓力下是飽和的,形成氧濃差電池,發生吸氧腐蝕。溫度越高,水汽停留在碳鋼表面的時間雖會越短;但是溫度越高,越會加速腐蝕速度,并降低防護涂料、粘結劑、膠粘劑的使用壽命。實際經驗中,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-。多數保溫材料是礦物經煅燒、粘結而成,由于礦物中含有大量的無機鹽,制成保溫材料后仍含有氯化物、硫化物等侵蝕性物質。保溫材料本身攜帶的侵蝕性物質,不僅能夠引起碳鋼和低合金鋼發生均勻腐蝕,同樣會引起不銹鋼發生應力腐蝕開裂(SCC)。

      海泡石、復合硅酸鹽和超細玻璃棉的電導率、SO42-、Cl-含量最高,腐蝕性最大,應盡量避免使用。

      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

      LNG行業管道保冷失效分析

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      標簽:化工設備

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