躲在“被子”下面的腐蚀（CUI)！
2021-11-16 15:43:32
作者：工业小南点 来源：工业小南点
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导读
保温层下腐蚀（Corrosion Under Insulation, CUI）是指发生在施加了保温层材料的管道或设备外表面上的一种腐蚀现象。由于保温层的存在，使得CUI具有较强的隐蔽性且难以检测，往往很难在第一时间察觉，容易引起突发的严重泄漏事故。在石油化工行业中，超过60%的管道故障是由CUI引发的。每年全球由于CUI引发设备和管道发生故障导致的危险品泄漏、设备非正常停车甚至人员伤亡等一系列严重问题所造成的损失高达数十亿美元。施加了保温结构的设备或管道，运行5年后发生CUI的概率将大幅上升，使用10年后的保温层60%含有腐蚀性冷凝水，极大地提高了CUI发生的概率。而在我国，CUI一直未能引起重视，研究保温的领域只关注保温层，研究防腐的领域只重视腐蚀，未能对其整体进行评价。
小编今天来和您一起学习“炼化行业CUI现状与防护技术探讨”。
什么是CUI?
保温层下腐蚀Corrosion Under Insulation（CUI）是由于设备需要保温、节能或工艺稳定而采取的绝热措施所引起的腐蚀，即敷设隔热层等覆盖层的金属在覆盖层下发生的腐蚀，又称层下腐蚀。
CUI的具体表现
● 碳钢管道、压力容器和结构部件由保温层下的水连同其它因素导致的外腐蚀。
● 保温层下的奥氏体不锈钢和双相钢的外部氯化物应力腐蚀开裂。
CUI的具体形态
●碳钢和低合金钢发生腐蚀时主要变现为覆盖层下局部腐蚀。将碳钢和低合金钢的隔热材料拆除后，隔热层下腐蚀常形成覆盖在腐蚀部件表面的片状疏松锈皮。
● 300系列不锈钢、400系列不锈钢及双相不锈钢会产生点蚀和局部腐蚀。对于300系列不锈钢，尤其隔热材料为老旧硅酸盐（含氯化物），还可能发生氯化物应力腐蚀开裂，在80℃-150℃范围内时尤为明显，而双相不锈钢对此开裂敏感性较低。
● 在一些局部腐蚀的情况中，腐蚀呈现为痈状点蚀（常见于油漆或涂层系统破损处）。
● 隔热层和油漆或涂层明显发生了破损饿部位经常伴有隔热层下腐蚀。
传统的高温设备或管道防腐保温结构
保温层所用的材料居多为硅酸钙、岩棉及矿渣棉制品，玻璃棉、硅酸铝棉、珍珠岩或泡沫塑料，尽管对热量具有很好的隔热效果，但由于它们属于毛细结构，特别容易吸附水分，因此不仅难以阻止水分的入侵，而且难以让水汽向外蒸发。
CUI的根本原因
● 保温系统水的存在。
● 保温系统的整体状况：缺陷，保温套滑落、密封损坏、水滞留。
● 钢材和周围大气的温度CUI温度范围：
碳 钢：-4 ℃＜t＜149 ℃；
不锈钢：50 ℃＜t＜149 ℃。
● 水中存在腐蚀性污染物：雨水、工业区的酸性雨水、盐水、消防水、钢材表面的污染物。
CUI现状
保温层下腐蚀Corrosion Under Insulation（CUI）是由于设备需要保温、节能或工艺稳定而采取的绝热措施所引起的腐蚀，即敷设隔热层等覆盖层的金属在覆盖层下发生的腐蚀，又称层下腐蚀。
保温层下腐蚀已经成为影响炼化装置长周期安全的重要问题。
● 在炼化企业保温层下腐蚀在装置的低压蒸汽管道最为常见，专项调查表明80%管线在运行15年后，保温层里面的防腐底漆都掉光，导致保温层下腐蚀非常严重。
● 保温层下腐蚀穿孔事故日益增多，某企业近年来因保温层下腐蚀造成8次非计划停工及一次人员伤亡事故。
国外的调研结果表明：80%的保温层下腐蚀都发生在管道系统，其中服役16~20年的管道最容易发生腐蚀泄漏，其次为服役25年以上的管道。
防护需求
● 对保温层下腐蚀进行专项腐蚀检查是发现保温层下腐蚀的最直接手段，也match是设备专业管理的一项基础性工作。
● 通过保温层下腐蚀检查，可以掌握设备、管线的腐蚀环境和外腐蚀情况，及时发现并处理腐蚀严重或存在安全隐患的设备、管道，最大限度的降低外腐蚀带来的风险。
● 对腐蚀规律综合分析，可以掌握保温层下腐蚀趋势与动态，以判断腐蚀控制技术措施的实施效果，为下一步腐蚀管理与防腐蚀技术的选择提供支持。
防护建议
第一步：
夯实基础，追求本质安全。
CUI防护的关键问题在于保温（保冷）前首先应将防腐涂层做好，或者对金属表面改性处理好，才能有好的防护效果，“基础不牢，地动山摇”。
金属表面改性，防锈蚀是解决保温层下腐蚀的牛鼻子，需重点研究解决。不管是采用耐高温涂料还是采用金属喷涂，都应可靠与长效。
第二步：
重点关注外应力腐蚀开裂ESCC。炼化装置应用300系列奥氏体不锈钢的部位很多，要防止SCC。
● 氯在保温层中几乎所有的部位都有，包括保温层、胶黏剂和密封剂。
● 水中的氯浓度不必很高，因为热的金属表面通过蒸发使氯浓缩而达到开裂的等级。
● 经验显示，发生ESCC的位置保温层中氯含量仅为350ppm。ESCC残留物中发生氯的含量仅为1000ppm。可以将这一含量作为保温层材料允许的氯含量。
● 失效通常在氯进入保温层后五年或更长时间发生。这些来源考虑了大多数氯引起的失效。
● 如果没有水进入，保温层会保持干燥，ESCC也不会发生。听起来是个保护的好方法，但实际上很难避免水进入。一旦保温层变湿，抗风化层、封泥和密封剂会是水很难跑掉，因此会让保温层保持湿润。封泥和密封剂也可能含有可溶剂的氯，从而促进了ESCC问题。
第三步：
了解温度的影响及CUI的潜伏期。
● 温度的影响。首先，温度升高，与不锈钢表面接触的水会蒸发。这种蒸发可以是含氯盐浓缩，并沉积在金属表面。另外，温度升高，腐蚀反应加速，ESCC起裂和扩展的时间会缩短。
● 因为CUI是潜伏的问题，CUI问题通常在五年后才发现比较显著。
● 耐火材料也可能会引起CUI。其防护机理是利用耐火材料的吸热反应，例如升华、水再生和膨胀，增强了耐火材料的隔离作用。这些机理也涉及到湿的钢材表面化学成分。
● 保温层和耐火层下的腐蚀都涉及腐蚀机理、失效的根本原因和防护措施。
● 在炼化装置有的部位不需要保温的则不做为好，如蒸馏装置的塔顶系统。
第四步：
CUI防护应多管齐下。
● 筛选耐高温漆—做好涂层防护。
● 选好保温材料。
● 开发新型保温结构。
● 优化保温设计。
● 严把施工质量。
● 推行保温层完整性管理技术。
● 开发不拆保温的高效监检测技术。
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