問(wèn)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(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)運行、節約能源的同時(shí),也帶來(lái)了保溫層下腐蝕(CUI,Corrosion Under Insulation)的風(fēng)險,因為保溫結構一旦發(fā)生破壞,腐蝕性介質(zhì)滲入,保溫材料包裹的管道、設備外表面就會(huì )發(fā)生腐蝕,下文簡(jiǎn)稱(chēng)CUI。
早在1956年就有關(guān)于保溫層下不銹鋼基體應力腐蝕開(kāi)裂的相關(guān)報道。20世紀70年代以后,能源危機中關(guān)于節能的研究促進(jìn)了保溫技術(shù)的應用,但也引發(fā)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(fā)生CUI的概率將大幅上升;隨著(zhù)保溫結構役年限的延長(cháng),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(lèi):
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(xiàn)上閥門(mén)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備管線(xiàn)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(xiàn)都具有水汽滲透的風(fēng)險。
在開(kāi)放的系統下,水中的氧含量隨著(zhù)溫度升高而降低。對于碳鋼來(lái)說(shuō),當溫度高于80℃時(shí),腐蝕速率開(kāi)始下降。但不同于開(kāi)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(zhù)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(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,并降低防護涂料、粘結劑、膠粘劑的使用壽命。實(shí)際經(jīng)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(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-。多數保溫材料是礦物經(jīng)煅燒、粘結而成,由于礦物中含有大量的無(wú)機鹽,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)生應力腐蝕開(kāi)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(yè)管道保冷失效分析
標簽:化工設備
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