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化工设备、管道保温层下的腐蚀问题 概述

化工设备、管道保温层下的腐蚀问题 概述

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  • 发布时间:2021-07-27
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【概要描述】石化行业每年使用的保温材料用量约占整个保温材料用量的四分之一。保温材料在保障石化装置正常生产运行、节约能源的同时,也带来了保温层下腐蚀(CUI,Corrosion Under Insulation)的风险,因为保温结构一旦发生破坏,腐蚀性介质渗入,保温材料包裹的管道、设备外表面就会发生腐蚀,下文简称CUI。

化工设备、管道保温层下的腐蚀问题 概述

【概要描述】石化行业每年使用的保温材料用量约占整个保温材料用量的四分之一。保温材料在保障石化装置正常生产运行、节约能源的同时,也带来了保温层下腐蚀(CUI,Corrosion Under Insulation)的风险,因为保温结构一旦发生破坏,腐蚀性介质渗入,保温材料包裹的管道、设备外表面就会发生腐蚀,下文简称CUI。

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石化行业每年使用的保温材料用量约占整个保温材料用量的四分之一。保温材料在保障石化装置正常生产运行、节约能源的同时,也带来了保温层下腐蚀(CUI,Corrosion Under Insulation)的风险,因为保温结构一旦发生破坏,腐蚀性介质渗入,保温材料包裹的管道、设备外表面就会发生腐蚀,下文简称CUI。

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早在1956年就有关于保温层下不锈钢基体应力腐蚀开裂的相关报道。20世纪70年代以后,能源危机中关于节能的研究促进了保温技术的应用,但也引发了大量CUI事故。统计显示,包覆保温结构的设备或管道,运行5a后发生CUI的概率将大幅上升;随着保温结构役年限的延长,保温材料失效,服役10a后,约60%左右的保温层中都含有腐蚀性介质,极大地提高了CUI发生的概率。

造成保温层下腐蚀的原因可以分为两大类:

第一,由于保温层防护层结构等被破坏、保温材料本身易吸水或浸润、管线上阀门或其它管件渗漏、清洁时清洗水进入、雨水流入、大气中的水蒸汽在低温设备管线上结露等因素都使得保温层内部被渗水或透湿,造成CUI。需要注意的是,石油化工装置几乎所有的保温设备、管线都具有水汽渗透的风险。

在开放的系统下,水中的氧含量随着温度升高而降低。对于碳钢来说,当温度高于80℃时,腐蚀速率开始下降。但不同于开放系统,保温结构内钢基体的腐蚀速率由于外部屏蔽的存在,构成封闭系统。

封闭系统中,在水汽完全逸出之前,碳钢的腐蚀速率随着温度的升高而增加。这是因为在保温层下,水的薄液膜在非压力下是饱和的,形成氧浓差电池,发生吸氧腐蚀。温度越高,水汽停留在碳钢表面的时间虽会越短;但是温度越高,越会加速腐蚀速度,并降低防护涂料、粘结剂、胶粘剂的使用寿命。实际经验中,温度每升高10℃,腐蚀速率增加1~3倍。

第二,造成保温层下腐蚀的另一个主要原因是保温材料本身含有可溶性的腐蚀性离子存在,如SO42-、Cl-。多数保温材料是矿物经煅烧、粘结而成,由于矿物中含有大量的无机盐,制成保温材料后仍含有氯化物、硫化物等侵蚀性物质。保温材料本身携带的侵蚀性物质,不仅能够引起碳钢和低合金钢发生均匀腐蚀,同样会引起不锈钢发生应力腐蚀开裂(SCC)。

海泡石、复合硅酸盐和超细玻璃棉的电导率、SO42-、Cl-含量最高,腐蚀性最大,应尽量避免使用。

硅酸铝纤维中Cl-、F+含量最低,适用于奥氏体不锈钢设备的保温材料。

岩棉往往含有较低的Cl-,目前低氯岩棉(含量>40ppm)可以使用在不锈钢表面。

GB17393奥氏体不锈钢保温层下腐蚀

LNG行业管道保冷失效分析

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