躲在“被子”下面的腐蝕（CUI)！
2021-11-16 15:43:32
作者：工業小南點 來源：工業小南點
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導讀
保溫層下腐蝕（Corrosion Under Insulation, CUI）是指發生在施加了保溫層材料的管道或設備外表面上的一種腐蝕現象。由于保溫層的存在，使得CUI具有較強的隱蔽性且難以檢測，往往很難在第一時間察覺，容易引起突發的嚴重泄漏事故。在石油化工行業中，超過60%的管道故障是由CUI引發的。每年全球由于CUI引發設備和管道發生故障導致的危險品泄漏、設備非正常停車甚至人員傷亡等一系列嚴重問題所造成的損失高達數十億美元。施加了保溫結構的設備或管道，運行5年后發生CUI的概率將大幅上升，使用10年后的保溫層60%含有腐蝕性冷凝水，極大地提高了CUI發生的概率。而在我國，CUI一直未能引起重視，研究保溫的領域只關注保溫層，研究防腐的領域只重視腐蝕，未能對其整體進行評價。
小編今天來和您一起學習“煉化行業CUI現狀與防護技術探討”。
什么是CUI?
保溫層下腐蝕Corrosion Under Insulation（CUI）是由于設備需要保溫、節能或工藝穩定而采取的絕熱措施所引起的腐蝕，即敷設隔熱層等覆蓋層的金屬在覆蓋層下發生的腐蝕，又稱層下腐蝕。
CUI的具體表現
● 碳鋼管道、壓力容器和結構部件由保溫層下的水連同其它因素導致的外腐蝕。
● 保溫層下的奧氏體不銹鋼和雙相鋼的外部氯化物應力腐蝕開裂。
CUI的具體形態
●碳鋼和低合金鋼發生腐蝕時主要變現為覆蓋層下局部腐蝕。將碳鋼和低合金鋼的隔熱材料拆除后，隔熱層下腐蝕常形成覆蓋在腐蝕部件表面的片狀疏松銹皮。
● 300系列不銹鋼、400系列不銹鋼及雙相不銹鋼會產生點蝕和局部腐蝕。對于300系列不銹鋼，尤其隔熱材料為老舊硅酸鹽（含氯化物），還可能發生氯化物應力腐蝕開裂，在80℃-150℃范圍內時尤為明顯，而雙相不銹鋼對此開裂敏感性較低。
● 在一些局部腐蝕的情況中，腐蝕呈現為癰狀點蝕（常見于油漆或涂層系統破損處）。
● 隔熱層和油漆或涂層明顯發生了破損餓部位經常伴有隔熱層下腐蝕。
傳統的高溫設備或管道防腐保溫結構
保溫層所用的材料居多為硅酸鈣、巖棉及礦渣棉制品，玻璃棉、硅酸鋁棉、珍珠巖或泡沫塑料，盡管對熱量具有很好的隔熱效果，但由于它們屬于毛細結構，特別容易吸附水分，因此不僅難以阻止水分的入侵，而且難以讓水汽向外蒸發。
CUI的根本原因
● 保溫系統水的存在。
● 保溫系統的整體狀況：缺陷，保溫套滑落、密封損壞、水滯留。
● 鋼材和周圍大氣的溫度CUI溫度范圍：
碳 鋼：-4 ℃＜t＜149 ℃；
不銹鋼：50 ℃＜t＜149 ℃。
● 水中存在腐蝕性污染物：雨水、工業區的酸性雨水、鹽水、消防水、鋼材表面的污染物。
CUI現狀
保溫層下腐蝕Corrosion Under Insulation（CUI）是由于設備需要保溫、節能或工藝穩定而采取的絕熱措施所引起的腐蝕，即敷設隔熱層等覆蓋層的金屬在覆蓋層下發生的腐蝕，又稱層下腐蝕。
保溫層下腐蝕已經成為影響煉化裝置長周期安全的重要問題。
● 在煉化企業保溫層下腐蝕在裝置的低壓蒸汽管道最為常見，專項調查表明80%管線在運行15年后，保溫層里面的防腐底漆都掉光，導致保溫層下腐蝕非常嚴重。
● 保溫層下腐蝕穿孔事故日益增多，某企業近年來因保溫層下腐蝕造成8次非計劃停工及一次人員傷亡事故。
國外的調研結果表明：80%的保溫層下腐蝕都發生在管道系統，其中服役16~20年的管道最容易發生腐蝕泄漏，其次為服役25年以上的管道。
防護需求
● 對保溫層下腐蝕進行專項腐蝕檢查是發現保溫層下腐蝕的最直接手段，也match是設備專業管理的一項基礎性工作。
● 通過保溫層下腐蝕檢查，可以掌握設備、管線的腐蝕環境和外腐蝕情況，及時發現并處理腐蝕嚴重或存在安全隱患的設備、管道，最大限度的降低外腐蝕帶來的風險。
● 對腐蝕規律綜合分析，可以掌握保溫層下腐蝕趨勢與動態，以判斷腐蝕控制技術措施的實施效果，為下一步腐蝕管理與防腐蝕技術的選擇提供支持。
防護建議
第一步：
夯實基礎，追求本質安全。
CUI防護的關鍵問題在于保溫（保冷）前首先應將防腐涂層做好，或者對金屬表面改性處理好，才能有好的防護效果，“基礎不牢，地動山搖”。
金屬表面改性，防銹蝕是解決保溫層下腐蝕的牛鼻子，需重點研究解決。不管是采用耐高溫涂料還是采用金屬噴涂，都應可靠與長效。
第二步：
重點關注外應力腐蝕開裂ESCC。煉化裝置應用300系列奧氏體不銹鋼的部位很多，要防止SCC。
● 氯在保溫層中幾乎所有的部位都有，包括保溫層、膠黏劑和密封劑。
● 水中的氯濃度不必很高，因為熱的金屬表面通過蒸發使氯濃縮而達到開裂的等級。
● 經驗顯示，發生ESCC的位置保溫層中氯含量僅為350ppm。ESCC殘留物中發生氯的含量僅為1000ppm。可以將這一含量作為保溫層材料允許的氯含量。
● 失效通常在氯進入保溫層后五年或更長時間發生。這些來源考慮了大多數氯引起的失效。
● 如果沒有水進入，保溫層會保持干燥，ESCC也不會發生。聽起來是個保護的好方法，但實際上很難避免水進入。一旦保溫層變濕，抗風化層、封泥和密封劑會是水很難跑掉，因此會讓保溫層保持濕潤。封泥和密封劑也可能含有可溶劑的氯，從而促進了ESCC問題。
第三步：
了解溫度的影響及CUI的潛伏期。
● 溫度的影響。首先，溫度升高，與不銹鋼表面接觸的水會蒸發。這種蒸發可以是含氯鹽濃縮，并沉積在金屬表面。另外，溫度升高，腐蝕反應加速，ESCC起裂和擴展的時間會縮短。
● 因為CUI是潛伏的問題，CUI問題通常在五年后才發現比較顯著。
● 耐火材料也可能會引起CUI。其防護機理是利用耐火材料的吸熱反應，例如升華、水再生和膨脹，增強了耐火材料的隔離作用。這些機理也涉及到濕的鋼材表面化學成分。
● 保溫層和耐火層下的腐蝕都涉及腐蝕機理、失效的根本原因和防護措施。
● 在煉化裝置有的部位不需要保溫的則不做為好，如蒸餾裝置的塔頂系統。
第四步：
CUI防護應多管齊下。
● 篩選耐高溫漆—做好涂層防護。
● 選好保溫材料。
● 開發新型保溫結構。
● 優化保溫設計。
● 嚴把施工質量。
● 推行保溫層完整性管理技術。
● 開發不拆保溫的高效監檢測技術。
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