多年以來，我國石化行業對保溫層下的腐蝕（Corrosion Under Insulation,CUI）問題一直未能引起重視，在研究保溫的領域只關注保溫層，在研究防腐的領域只重視腐蝕，從而忽視了保溫層下的防腐問題，并引發了許多安全事故。據業內人士介紹，保溫層下腐蝕其實在裝置里面的低壓蒸汽管道最為常見，有人曾經做過專項調查，80%管線在運行15年后，保溫層里面的防腐底漆都掉光，結果在保溫層下造成腐蝕非常嚴重，大多是粉化脫落，均勻減薄。

　　包覆有保溫層管道和設備的使用壽命與CUI有很大的關系，CUI 的隱蔽性和高危害性已經給工業生產帶來了嚴重的經濟問題和安全問題。隨著工業特別是石化工業的高速發展，有關CUI 的問題越來越突出，由于CUI 所導致的損失也越來越大，因此，研發新型高效防護涂層及保溫材料，最大程度地減少CUI的發生，在CUI問題上實現經濟效益、環境效益和安全效益的多項統一具有非常重要的意義。

　　2014年7月9-10日在上海，美國NACE國際與中海油常州涂料化工研究院共同主辦的Bring on the Heat China國際研討會（中國防火和耐高溫技術年會）上，將在國內首次組織對CUI問題的專題研討。其中，來自美國的PPG工業公司防護及船舶涂料業務發展總監Michael MeLampy 將發表《NACE SP0198標準與保溫層下的腐蝕防護》和《用于篩選CUI防護涂料的系統化質量檢測規程》兩篇關于CUI主題報告演講；來自英國Felling的阿克蘇諾貝爾國際油漆（IP）耐高溫涂料全球市場經理Adam Ovington將發表題為《保溫層下的涂料防腐蝕應用》的主題報告演講；佐敦公司中國區研發中心特種涂料研發主管劉冬平將代表公司CUI專家Michelle Ystad Eriksen發表題為《保溫層下腐蝕的實驗室測試方法》演講；英國ULVA保溫系統公司Ng Hen Tat將發表題為《使用靈活的非金屬絕緣層——應對保溫層下的腐蝕》演講；中國石油煉化企業腐蝕與防護工作中心、中國石油蘭州石化公司研究院材料防腐研究所高級工程師郭金彪將發表《國內石油煉化行業保溫層下腐蝕問題現狀》主題演講；公安部四川消防研究所研究員覃文清將發表《鋼結構防火涂料防腐性能的研究》主題演講。

　　在世界各國的石化行業中，每年因為保溫層下鋼結構的腐蝕造成的損失可達數十億美元，可能造成設備的故障與停工，產品的泄漏，以及部分煉油、化工廠的維修成本的大量增加，嚴重的甚至可能造成傷亡事故。但是在上世紀50年代之前，保溫層下的腐蝕從未被系統地研究過。隨著一些保溫層下腐蝕造成的嚴重事故的發生，特別是保溫層下一旦發生腐蝕，所涉及的管道和設備必須停工來檢查故障，這將造成眾多不可預知的經濟損失。因此自從1983 年之后，如何保護保溫層下的鋼結構免受腐蝕，也成為了涂料行業亟需攻克的一個難題。目前國際上對CUI非常重視，已經有完整的解決方案，比如在線監測、在線修復、單向膜等技術都比較成熟。

　　保溫層下腐蝕是指對于高溫保溫或低溫保冷的鋼結構管道、儲罐或設備，由于其外表面被保溫層所覆蓋，在正常運行尤其是發生熱循環的條件下，由于保溫層下的水分發生冷凝，從而造成局部的電解質溶液聚集，進而引起鋼材腐蝕。

　　保溫層下腐蝕的嚴重性在于無法及時發現。一般為了美觀效果，在做完保溫層后往往在保溫材料外面包覆一層不銹鋼或鋁箔。因此，往往看到保溫層下腐蝕的時候已經太遲了，經常導致各種失效事故的發生。尤其是當運行溫度低于150℃時，保溫層下往往會存在一定量的冷凝水。另外，保溫層下設備在建造期和定期的檢修時間內也會形成腐蝕發生的微環境。

　　研究表明：發生保溫層下腐蝕的概率在設備運行5年以上后將大幅上升，而運行10年后的保溫層中60%都含有腐蝕性冷凝水。對于石化行業而言，保溫層下的腐蝕還有其特殊性，就是由于石化行業涉及到很多不同工藝，因此在保溫層下的鋼結構往往還要經歷熱循環的過程。而對于傳統高溫涂料而言，由于熱膨脹系數與鋼鐵的不同，經歷熱循環往往導致涂層內應力增加，最終造成涂層的早期失效。

　　美國腐蝕工程師協會NACE 綜合了各方面的研究成果，于1998 年正式出版了NACE RP0198-1998 來規范保溫層下腐蝕的防護問題。NACE RP0198-2004提出保溫層下防腐最為有效的方法是采用高性能涂料。

　　對于保溫層下的腐蝕，傳統的高溫涂料，如硅酮鋁粉漆等由于膜厚偏低，耐高溫性能優異但是防腐性能有限。因此不太適合于設計防腐年限較長的低溫保溫層防腐。而以前許多石化行業在保溫層下使用無機硅酸鋅防腐，近年來研究表明：在60～120℃條件下金屬鋅可能與鐵發生極性反轉，并且在50～150℃水中鋅反應迅速，因此NACE RP0198 規定，在50～150℃的保溫層下禁止使用無機硅酸鋅涂料進行防腐。

　　專家研究認為，保溫材料是對容器和管道進行隔熱保溫的重要組成部分，是包裹在管道或設備外面的第二道屏障。合理地設計和安裝高質量的保溫材料以及正確的維護可以有效地提高對CUI的防護效率。保溫材料分為疏水性和親水性，疏水性保溫材料按原理又分為自身疏水（泡沫玻璃） 和加入化學添加劑疏水（如WRG巖棉、Pyrogel XT等）；而常用的親水性材料有巖棉、硅酸鈣等。CUI是金屬長期暴露于潮濕環境中的產物，因此，貯存水分最少并且干燥速率最快的保溫材料可以有效地減少CUI帶來的傷害。研究表明，在CUI的溫度范圍內（-4～1175℃），吸水性材料會加速CUI速率，而疏水性材料則可以抑制CUI速率，但疏水性材料的實際工程應用并不廣泛，一方面是由于其價格比親水性材料高很多，另一方面是缺少不同保溫材料間系統的對比數據（盡管已有工廠使用疏水性材料，并有效地減緩了CUI，但是鑒于各個工廠的保溫材料的數據多是與工廠的實際工況及設備緊密聯系在一起的，故不能隔離開來作為單獨的實驗數據），這使得高效的疏水性保溫材料沒有得到廣泛的推廣。

　　實踐表明，幾乎沒有保溫材料可以避免CUI。一方面保溫材料與金屬表面間的環形空隙以及設備和管道外表面本身的缺陷都可以收集水分和腐蝕性介質，從而使得其聚集和濃縮，增強腐蝕性，另一方面保溫材料本身具有水溶性、滲透性和可濕性，材料內部和外界的腐蝕污染物（氯化物、硅酸鹽等） 都會隨著水分的進入而溶解，加大腐蝕液濃度，加速腐蝕速率。因此，常要求保溫材料可浸出Cl-含量要小于10 mg/kg，有些保溫材料會在加工制造時期加入腐蝕抑制劑來預防CUI。但后來的工程實例表明，隨著腐蝕抑制劑循環性地溶入水中后再干燥，抑制劑會被水分帶走，因此，加入腐蝕抑制劑的保溫層跟不加腐蝕抑制劑的保溫層效果基本相同；加入疏水劑的保溫材料可以提高對CUI的防護，但是不同疏水材料對水分的貯存能力不同，其干燥速率也不相同，貯水能力更強的材料，干燥時間也更久，其發生CUI的風險也更大。

　　金屬表面外防護涂層從物理上隔斷了潮濕腐蝕環境和污染物與金屬表面的直接接觸，能夠在一定程度上預防基體金屬發生腐蝕。CUI發生的環境條件決定了所采用的防護涂層要具有防腐蝕性、抗氧化性、耐熱性以及熱循環抗性；高溫條件下不降解、能承受熱膨脹和收縮引起的應力；能在較低的表面預處理要求下快捷高效地進行噴涂并與基體良好地結合；能夠為基底材料提供足夠的屏障來抵抗存在的腐蝕性污染物以及熱水和水蒸汽的腐蝕。不恰當的選擇涂層或不合格的涂層很容易發生化學降解，使得水的滲透性增加，在這種情況下，即使涂層沒有發生破損，也會增加水的滲入，發生CUI。因此，保溫材料下防護涂層或保溫材料外防護層的完整性和破損程度都直接影響CUI的發生。

　　傳統有機涂層和熱噴鋁涂層被廣泛用于CUI的防護，但前者有時會出現涂層過早破裂所導致的嚴重CUI發生。因此，對于金屬表面防護涂層，在實際應用時，應綜合考慮最高運行溫度、持續運行時間以及涂層推薦應用壽命來進行選擇。

責任編輯：張春穎

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