两步解决绝缘体下的腐蚀高成本

2016-12-21 09:12:19 作者：本网整理来源：中国腐蚀与防护网分享至：

据调查数据显示，工业界面临的一个主要的腐蚀问题就是绝缘体下腐蚀（CUI）。CUI影响十分广泛，如果不能充分解决这一问题，可能会产生灾难性的后果。

防止腐蚀不仅仅是为了确保员工和周围社区的安全，事实上，当我们展开研究后发现：绝缘体下的腐蚀不仅十分危险，而且会造成大量金钱上的损失。

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腐蚀总成本由直接成本和间接成本两部分组成，其计算方法如下所示：

1、计算腐蚀的直接成本

全球腐蚀机构NACE国际在2001年与美国联邦公路管理局开展了一项研究，以确定美国所有行业的年度直接腐蚀成本。研究估计2001年的直接腐蚀成本为2760亿美元。虽然自那时以来几乎没有再进行后续研究，但是腐蚀专家有充分的理由相信，自最初的研究以来，直接成本已经增加了。腐蚀成本仍然是美国公司和公共基础设施面临的最大支出之一，只有像医疗保健这样的大型行业才能超过它。

直接成本仅指与避免腐蚀或由腐蚀引起的损坏直接相关的费用。这些费用包括设计腐蚀管理系统（例如材料选择，腐蚀裕度，腐蚀保护，设备，人工和间接费用）以及在建筑物或基础设施建成后进行腐蚀控制（例如检查，维护，修理，更换和停机损失）。2001年的研究将工业部门的1379亿美元的直接腐蚀成本进行了分类，如图1所示。占比例最大的是公用事业（35%），如煤气、电力等行业，达到了479亿美元。

2、加入腐蚀的间接成本

请注意，图1中并未列出间接成本。量化这些成本是很具有挑战性的，因为它们包括由腐蚀导致的一系列后续费用。例如，如果邻近的地下天然气管道由于腐蚀而失效，不仅需要修复管道，邻近的家庭和企业可能几天都没有天然气供应，泄漏的气体如果被点燃更是危险。而且，该地区的当地居民在暴露于天然气后可能会对健康造成不良影响，更不用说损害公司的声誉。

所有这些情况都有特定的费用，并被认为是腐蚀的间接成本。NACE估计间接成本至少等于直接成本，并且当将它们加在一起时，它们在2001年美国的腐蚀总成本为5520亿美元。

3、工业部门的CUI腐蚀成本

2001年制作的NACE报告的数字自那时以来才有所增长。最新的报告估计，2016年在整个美国所有腐蚀的总成本达到了万亿美元，仅仅单看工业部门的数字都足够令人乍舌。2001年的报告将仅69亿美元的腐蚀成本归因于电力部门。在2016年，行业领导者估计，管道维护成本的40-60%是CUI造成的，10%的整个维护预算专用于修复CUI的损坏。

结构老化是成本增加的原因。虽然一些成本增加是由于基本的经济通货膨胀，但许多现有的结构是由老化的建筑材料建造的，这些建筑材料的寿命已经超过了预期寿命。这些材料需要额外注意（例如，更加频繁的检查和维护），并且通常必须主动更换以避免产生危险环境。

这方面的一个例子是陶氏化学工厂的2008年管道故障。虽然该设施在检查，维护和安全标准方面具有良好的记录，但高压管道系统是由老化材料构成的。他们的检查未能确定一个30年的管道的腐蚀。当管道失效时，它在两个不同的地方弯曲并发生了爆炸。幸运的是没有大的人员伤亡。

随着工业发展，为了应对这种情况，NACE建议采取一切必要的步骤防止腐蚀，例如正确详细说明护套系统和正确密封接头。本文就提出了用硅酸钙和膨胀珍珠岩预防CUI的方法。

护套下面的绝缘体在促进或抑制腐蚀中起关键作用。在许多设施中发现，水几乎总是能设法找到进入系统的方式，尽管有夹层和密封剂。通过对这些设施的研究表明，使用超过10年的绝缘材料中，高达60%将含有腐蚀性水分。鉴于这一事实，选择适当的绝缘材料对于防止腐蚀是很重要的。虽然一些人建议在管上使用疏水涂层或在绝缘层上进行疏水处理是防止CUI的最好方法，但疏水涂层存在很多缺点，例如，在高于450°F（232°C）的工作温度下，疏水涂层将逐渐烧掉剥离管道或绝缘层，使系统更容易受到水侵入和被腐蚀。

由于我们不能仅依靠护套系统或疏水涂层来防止腐蚀，我们应该为容易被腐蚀性液体穿透系统的部位制定另一个计划。那就是由硅酸钙和膨胀珍珠岩的混合物组成的腐蚀抑制层，即使护套失效并且疏水涂层燃烧，其防腐效果也是非常和的。

这种硅酸钙和膨胀珍珠岩层，其持续使用寿命长并且不会燃烧，当存在水时就会被活化。它是以两种方式提供保护的。首先，当水侵入系统时，腐蚀性的阴离子会被绝缘体的化学组成成分缓冲中和。其次，绝缘体与水结合以产生行进到管道表面的非腐蚀性涂层，其会硬化到防止水接触管道的钝化层中。

虽然防腐蚀看起来很贵，但它只是处理管道或基础设施故障的间接成本的一小部分。有关腐蚀成本和工业部门腐蚀成本的更多信息，我们强烈建议您阅读NACE的美国腐蚀成本和预防策略文件。虽然已经过时，业内专家同意总成本增加了，并且论文中讨论的最佳做法今天仍然适用。

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责任编辑：汪玉玲

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