基于化工罐區壓力管道的保溫層下腐蝕和防護討論

馮光德

摘要：保溫技術在化工工藝設備上的應用取得了顯著的節能效果。同時也制造了一些麻煩，即保溫材料加速了金屬表面腐蝕，稱之為保溫層下腐蝕。這可能造成設備的故障與停工，產品的泄漏，以及部分設備維修成本的大量增加，嚴重的甚至可能造成傷亡事故。基于此，本文就化工罐區壓力管道的保溫層下腐蝕和防護進行分析。

關鍵詞：保溫層下腐蝕;壓力管道;防護措施

一、化工罐區壓力管道保溫層下腐蝕的影響因素

1、外部污染物進入。一般情況下，工業管道保溫層由防護層、保溫層構成，防護層的作用在于將保溫層與外界環境隔離開來，避免保溫層受雨、雪、污染物腐蝕。受防護層施工質量影響，例如，未做放水處理，保溫層外未設置防潮層，導致外界氣體、雨水進人保溫材料，給保溫層造成破壞。另外，一些污染物進人保溫層下形成電解質，也會給工業管道造成腐蝕。

2、工作溫度影響。工業管道在輸送過程中溫差變化較大，比如苯乙烯管線，外界環境溫度最高到40℃以上，但管線內部溫度維持在8--15℃，內外溫差較大，容易造成大量的冷凝水積聚，從而造成管線腐蝕。內部工作溫度是引起保溫層下腐蝕的重要原因之一，尤其在高溫作用下腐蝕速率較快。研究發現，當工業管道工作溫度處在-4 -- 175℃時，最容易發生保溫層下腐蝕，給密封膠、膠粘劑、防腐層等造成破壞。

3、防腐涂層失效。防腐涂層在防止工業管道保溫層下腐蝕上發揮重要作用，其一旦失效會大大增加工業管道表面腐蝕概率。研究發現，在潮濕、封閉條件下鋅的抗腐蝕性并沒有預想的好，當溫度達到50--175℃時，鋅發生反應的速率較高，導致防腐涂層失效，因此，以往采用無機磷酸鋅防腐漆，仍會發生嚴重的腐蝕。為避免防腐涂層失效，相關規范要求在50--175℃條件下循環或長期運行的工業管道禁止使用鍍鋅材料或無機鋅防腐層。

4、保溫材料影響。工業管道保溫層下腐蝕受保溫材料影響，保溫材料中通常含有有氯化物。同時，諸如復合硅酸鹽、玻璃棉、礦渣棉等一些較為常用的保溫材料含有酸性化合物、硅酸鹽、硫酸鹽等，時常給工業管道造成腐蝕。另外，一些毛細型或開孔保溫材料，當外界環境較潮濕時會從中吸收水分，使得外界污染物與鋼材表面接觸，引起腐蝕。

5、腐蝕介質。腐蝕介質的存在會加速處于潮濕環境中金屬設備和管道的腐蝕，它們在水中具有高溶解性，水解后造成導致局部腐蝕的酸性環境，引起金屬設備和管道過早失效。保溫層下腐蝕常見的腐蝕介質以氮化物和硫酸鹽為主，特別是奧氏體不銹鋼由于保溫結構中氧化物導致的外應力腐蝕開裂問題較為突出。

二、應對化工罐區壓力管道保溫層下腐蝕的防護措施

1、做好保溫層施工質量管控。實際工作中，應合理布置保溫層結構，防止水分進入保溫層。對于易進水部位進行密封處理，減少水分進入保溫層的數量，從根源上降低保溫層下腐蝕發生的幾率。例如某儲運廠化工罐區苯乙烯儲罐的付料管線在保溫整體更換時，發現工業管道與與儲罐的連接部位、法蘭等處有較為嚴重的腐蝕，分析認為金屬保護層開口處未進行密封處理，導致水分進人保溫層，從而引發了工業管道的保溫層下腐蝕。因此在金屬保護層的開口處通過粘貼玻璃布、刷涂環氧樹脂的方式進行密封。

2、做好防腐涂層質量管控。有效延長防腐涂層的使用壽命要從以下兩點出發：①金屬材料表面處理。金屬表面處理是防腐涂層施工的關鍵，通過噴砂或電動等處理手段，使金屬材料表面粗糙度達到一定的等級，良好的表面基層能夠增加防腐涂層與金屬表面的黏合力，延長防腐涂層的使用壽命。②防腐涂層方案的選擇。防腐涂裝方案應根據介質的操作溫度及環境因素，按照最苛刻的條件選用涂料的種類及涂層的厚度，以保證防腐的效果。

3、推行個性化檢驗。個性化檢驗方案是使用單位根據保溫層下工業管道的腐蝕特點，工藝設備的使用年限，制定有針對性的預檢驗方案，與檢驗單位制定的全面檢驗方案相結合，并在檢驗過程中予以執行。個性化檢驗方案明確了應重點檢查的部位：保溫破損部位;管道上所有支管和容器上小接管;保溫金屬保護層遇障礙物開口且容易嗆水部位;直立管線保溫末端彎頭處;保溫層下閥門、法蘭、螺栓等附件。此外，還應做好工藝設備的年度檢查，年度檢查內容必須包含個性化檢驗要求的重點檢查部位表，將保溫層下腐蝕檢查作為工藝設備年度檢查的一項重點內容。

4、應用先進的檢驗手段。工業管道保溫層下腐蝕具備隱蔽性，如果大面積拆除保溫進行檢查，必然造成施工成本過大。此時可采用先進的檢驗手段，如導波檢驗，在不必大面積拆除保溫層的情況下，對檢測的管道安全等級進行整體評估。同時，為防止碳鋼保溫層下腐蝕，在對腐蝕原因深人分析的基礎上應積極采取針對性保護措施：①做好工業管道防水。做好工業管道防水是防止保溫層下腐蝕發生的有效舉措，因此，應結合工業管道材質，可以從設計、施工、維護3方面人手，做好防水。②慎重選取保溫材料。首先，設計階段應做好保溫材料性能的分析，從性能、技術、經濟等方面對不同保溫材料進行充分的研究，使用知名廠家生產、防水性能好的保溫材料，禁止使用毛細型、開孔保溫材料。其次，注重考慮保溫材料析出物造成的腐蝕。一些保溫材料析出的物質會給碳鋼產品造成腐蝕，因此，選用保溫材料應做好其構成成分分析。

5、建立排查整治的長效機制。在保溫層的包裹下，所發生的腐蝕很難被及時發現，偶然的檢查無法保證發現所有腐蝕。以某儲運廠苯乙烯管線為例，全廠1000多米，若大范圍拆除保溫層進行檢查，過高的成本是企業無法承受的。因此可以采用導波檢測技術，定期對各個區域進行能量損失程度的檢查，用以判定腐蝕程度。在檢查完畢后，還要對腐蝕情況予以詳細記錄，建立相應的檔案，安排專門人員進行整改監控，以確保排查整治的長期運行。

三、小結

總之，在化工罐區壓力管道采用保溫結構后取得顯著節能效果的同時，保溫層下腐蝕也隨即發生。我們需要從保溫結構設計，保溫材料的合理選用等方面使其腐蝕性最小，并在運行后期通過科學的手段盡可能的對保溫層下腐蝕進行防護。

參考文獻：

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（作者單位：中特檢管道工程（北京）有限公司）