煉(lian)化行(xing)業CUI現(xian)狀與防護技術探討

CUI多年(nian)來一(yi)直困(kun)擾石(shi)化行業！

什么是CUI？

保(bao)溫層下腐(fu)(fu)蝕Corrosion Under Insulation（CUI）是由于設備需要保(bao)溫、節能或(huo)工(gong)藝穩(wen)定而采取的(de)絕熱(re)(re)措施所引起的(de)腐(fu)(fu)蝕，即敷設隔熱(re)(re)層等(deng)覆蓋層的(de)金屬在(zai)覆蓋層下發生的(de)腐(fu)(fu)蝕，又稱層下腐(fu)(fu)蝕。

CUI具體表現

● 碳鋼管道(dao)、壓(ya)力容器和(he)結構部件由(you)保溫層下(xia)的(de)水連同其(qi)它因素導致的(de)外腐蝕。

● 保溫(wen)層下的奧氏體不銹鋼和雙相鋼的外部氯化(hua)物(wu)應力(li)腐蝕開裂。

CUI的形態  

●碳(tan)鋼和低合金鋼發生(sheng)腐(fu)蝕時主(zhu)要變現為覆(fu)蓋層下局部腐(fu)蝕。將碳(tan)鋼和低合金鋼的(de)隔熱(re)材料拆除后，隔熱(re)層下腐(fu)蝕常形成覆(fu)蓋在腐(fu)蝕部件表(biao)面的(de)片(pian)狀疏松銹皮。

● 300系(xi)列(lie)不銹鋼(gang)、400系(xi)列(lie)不銹鋼(gang)及雙相不銹鋼(gang)會(hui)產(chan)生(sheng)點蝕(shi)和局部(bu)腐蝕(shi)。對于300系(xi)列(lie)不銹鋼(gang)，尤其隔熱(re)材料為老舊(jiu)硅(gui)酸鹽（含氯化物），還可能發生(sheng)氯化物應力腐蝕(shi)開(kai)裂，在80℃-150℃范圍內時尤為明顯(xian)，而(er)雙相不銹鋼(gang)對此(ci)開(kai)裂敏感性較(jiao)低。

● 在一些(xie)局(ju)部(bu)腐(fu)蝕的情況中，腐(fu)蝕呈現(xian)為癰狀點蝕（常(chang)見于油漆或涂層系(xi)統破損處）。

● 隔(ge)熱層和油漆或(huo)涂層明顯(xian)發生了破(po)損餓(e)部位經常(chang)伴有隔(ge)熱層下腐蝕。

傳統的高溫設(she)備或管(guan)道防腐(fu)保溫結構

保(bao)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(zhen)珠巖或(huo)泡沫塑料，盡管(guan)對熱量具有很好的隔熱效果，但(dan)由(you)于(yu)它們屬(shu)于(yu)毛細結構，特別容易吸附水分，因此(ci)不僅難以阻止水分的入侵，而且難以讓水汽向(xiang)外蒸發。

CUI的(de)根本原(yuan)因

● 保溫(wen)系(xi)統水的(de)存在(zai)。

● 保溫系統的整體狀況：缺(que)陷(xian)，保溫套滑(hua)落、密封損壞、水滯留。

● 鋼材和周圍大(da)氣(qi)的(de)溫度(du)CUI溫度(du)范圍：

 ;   碳   鋼：-4 ℃＜t＜149 ℃；    不銹(xiu)鋼：50 ℃＜t＜149 ℃。

● 水中存在腐蝕性污染物(wu)：雨水、工業(ye)區的酸性雨水、鹽水、消防(fang)水、鋼材表面的污染物(wu)。

CUI現狀     

某企業氣分裝(zhuang)置排凝管線

某企業加氫(qing)(qing)裂(lie)化裝置新氫(qing)(qing)線

管線管托部位

管線支架閥門(men)部位

塔底裙座

保溫層下腐蝕已經成為(wei)影響煉(lian)化裝置長周期安(an)全(quan)的重要問題。

● 在煉化企業保溫(wen)層(ceng)下(xia)腐(fu)(fu)蝕在裝置的低(di)壓蒸(zheng)汽管道最為常(chang)見，專項調查表明80%管線在運行15年后，保溫(wen)層(ceng)里面的防腐(fu)(fu)底漆都(dou)掉光，導致保溫(wen)層(ceng)下(xia)腐(fu)(fu)蝕非(fei)常(chang)嚴重。

● 保(bao)溫(wen)層下腐蝕穿孔事故日益增多，某企(qi)業(ye)近年來因保(bao)溫(wen)層下腐蝕造成(cheng)8次(ci)非(fei)計劃(hua)停工及(ji)一次(ci)人(ren)員傷亡事故。

國外的(de)(de)調(diao)研(yan)結(jie)果表明：80%的(de)(de)保溫層下(xia)腐蝕都發生在管(guan)道系(xi)統，其中服(fu)役(yi)(yi)16~20年的(de)(de)管(guan)道最容易發生腐蝕泄漏(lou)，其次為服(fu)役(yi)(yi)25年以上(shang)的(de)(de)管(guan)道。

防護需求

保(bao)溫(wen)層下腐(fu)(fu)(fu)蝕進(jin)行專(zhuan)項(xiang)腐(fu)(fu)(fu)蝕檢查是發現保(bao)溫(wen)層下腐(fu)(fu)(fu)蝕的最直(zhi)接手段(duan)，也(ye)match是設備專(zhuan)業管理的一項(xiang)基(ji)礎性工作。

通(tong)過保溫層下(xia)腐(fu)(fu)蝕(shi)檢查，可以掌握設備(bei)、管(guan)線(xian)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)環境(jing)和外腐(fu)(fu)蝕(shi)情(qing)況(kuang)，及時發現并處理腐(fu)(fu)蝕(shi)嚴重或存在安全(quan)隱患的(de)(de)(de)設備(bei)、管(guan)道，最大(da)限度(du)的(de)(de)(de)降(jiang)低外腐(fu)(fu)蝕(shi)帶(dai)來的(de)(de)(de)風險(xian)。

對腐(fu)(fu)蝕(shi)規律(lv)綜合分析，可以掌握保(bao)溫層(ceng)下(xia)腐(fu)(fu)蝕(shi)趨勢與動態，以判斷腐(fu)(fu)蝕(shi)控制技(ji)術(shu)措施的實施效果，為下(xia)一(yi)步(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)管理與防(fang)腐(fu)(fu)蝕(shi)技(ji)術(shu)的選(xuan)擇(ze)提供支持。

防護(hu)建(jian)議

STEP1:

夯實基(ji)礎(chu)，追求本質安全(quan)。

CUI防護的關鍵問題在于保溫（保冷）前首先應將防腐涂層(ceng)做好，或(huo)者對(dui)金(jin)屬表面改性處理好，才能(neng)有好的防護效果，“基(ji)礎(chu)不牢，地動山搖”。

金屬(shu)(shu)表面(mian)改性(xing)，防(fang)銹蝕是解決保(bao)溫層下腐蝕的牛鼻子，需重點研(yan)究解決。不管(guan)是采(cai)(cai)用耐高(gao)溫涂料還是采(cai)(cai)用金屬(shu)(shu)噴(pen)涂，都應可靠與(yu)長效(xiao)。

STEP2:

重點關注外(wai)應力腐蝕開裂ESCC。煉化裝置(zhi)應用300系列奧氏體不銹鋼的部位(wei)很多(duo)，要防止(zhi)SCC。

氯在保溫層中(zhong)幾乎所有的(de)部(bu)位都有，包括保溫層、膠(jiao)黏劑和(he)密封劑。 ? 水中(zhong)的(de)氯濃(nong)度不必很(hen)高，因(yin)為熱(re)的(de)金屬表面通過(guo)蒸發使氯濃(nong)縮而達到開裂的(de)等級。

經(jing)驗顯示，發(fa)生ESCC的(de)位置保溫層(ceng)中(zhong)氯(lv)含(han)(han)量僅(jin)為(wei)350ppm。ESCC殘留物中(zhong)發(fa)生氯(lv)的(de)含(han)(han)量僅(jin)為(wei)1000ppm。可以將這(zhe)一含(han)(han)量作為(wei)保溫層(ceng)材料允許的(de)氯(lv)含(han)(han)量。

失(shi)效(xiao)通(tong)常在氯進入保溫層(ceng)后五年(nian)或更長(chang)時間發生。這些來源考慮了大(da)多數氯引起的失(shi)效(xiao)。

如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)水(shui)(shui)進入，保(bao)(bao)溫(wen)層會保(bao)(bao)持干燥，ESCC也不會發生。聽起來是個保(bao)(bao)護的(de)(de)好方法，但實際上很難避免水(shui)(shui)進入。一旦(dan)保(bao)(bao)溫(wen)層變濕，抗風(feng)化層、封(feng)泥和密封(feng)劑會是水(shui)(shui)很難跑掉，因此會讓保(bao)(bao)溫(wen)層保(bao)(bao)持濕潤。封(feng)泥和密封(feng)劑也可能含有(you)可溶劑的(de)(de)氯，從而促進了ESCC問題。

STEP3:

了解溫度(du)的影(ying)響及CUI的潛伏期。

溫(wen)度(du)的影響。首先，溫(wen)度(du)升高(gao)，與(yu)不銹鋼表面接觸的水會蒸發。這種蒸發可以是含氯(lv)鹽濃縮，并沉(chen)積在金屬表面。另外，溫(wen)度(du)升高(gao)，腐蝕反應加(jia)速，ESCC起裂(lie)和擴展(zhan)的時(shi)間會縮短。 ? 因為CUI是潛伏的問(wen)題，CUI問(wen)題通常(chang)在五年(nian)后才發現比較顯著。

耐火(huo)材料(liao)也(ye)可能會引起(qi)CUI。其防護機理是利用耐火(huo)材料(liao)的吸(xi)熱反應(ying)，例如(ru)升華、水再生(sheng)和膨脹(zhang)，增強了(le)耐火(huo)材料(liao)的隔離作用。這些(xie)機理也(ye)涉及到濕(shi)的鋼(gang)材表面化學成分。

保溫層和耐火層下(xia)的(de)腐(fu)蝕(shi)都涉及腐(fu)蝕(shi)機(ji)理(li)、失(shi)效的(de)根本原因和防護措施。

在煉化裝置(zhi)(zhi)有(you)的(de)部位不(bu)需(xu)要保溫的(de)則不(bu)做為好，如蒸(zheng)餾(liu)裝置(zhi)(zhi)的(de)塔頂系統。

STEP4:

CUI防護(hu)應多管(guan)齊下。

篩選耐高(gao)溫漆—做(zuo)好(hao)涂層防(fang)護。

選好保溫(wen)材料。

開發新(xin)型保溫結構。

優(you)化保溫設(she)計。

嚴把施工質量(liang)。

推(tui)行(xing)保溫層完整性管理(li)技術。

開發不拆保溫的高效監檢測技術。

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