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兩步解決絕緣體下的腐蝕高成本

2016-12-21 09:12:19 作者：本網整理來源：中國腐蝕與防護網分享至：

據調查數據顯示，工業界面臨的一個主要的腐蝕問題就是絕緣體下腐蝕（CUI）。CUI影響十分廣泛，如果不能充分解決這一問題，可能會產生災難性的后果。

防止腐蝕不僅僅是為了確保員工和周圍社區的安全，事實上，當我們展開研究后發現：絕緣體下的腐蝕不僅十分危險，而且會造成大量金錢上的損失。

圖片來源：Jevtic / Dreamstime.com

腐蝕總成本由直接成本和間接成本兩部分組成，其計算方法如下所示：

1、計算腐蝕的直接成本

全球腐蝕機構NACE國際在2001年與美國聯邦公路管理局開展了一項研究，以確定美國所有行業的年度直接腐蝕成本。研究估計2001年的直接腐蝕成本為2760億美元。雖然自那時以來幾乎沒有再進行后續研究，但是腐蝕專家有充分的理由相信，自最初的研究以來，直接成本已經增加了。腐蝕成本仍然是美國公司和公共基礎設施面臨的最大支出之一，只有像醫療保健這樣的大型行業才能超過它。

直接成本僅指與避免腐蝕或由腐蝕引起的損壞直接相關的費用。這些費用包括設計腐蝕管理系統（例如材料選擇，腐蝕裕度，腐蝕保護，設備，人工和間接費用）以及在建筑物或基礎設施建成后進行腐蝕控制（例如檢查，維護，修理，更換和停機損失）。2001年的研究將工業部門的1379億美元的直接腐蝕成本進行了分類，如圖1所示。占比例最大的是公用事業（35%），如煤氣、電力等行業，達到了479億美元。

2、加入腐蝕的間接成本

請注意，圖1中并未列出間接成本。量化這些成本是很具有挑戰性的，因為它們包括由腐蝕導致的一系列后續費用。例如，如果鄰近的地下天然氣管道由于腐蝕而失效，不僅需要修復管道，鄰近的家庭和企業可能幾天都沒有天然氣供應，泄漏的氣體如果被點燃更是危險。而且，該地區的當地居民在暴露于天然氣后可能會對健康造成不良影響，更不用說損害公司的聲譽。

所有這些情況都有特定的費用，并被認為是腐蝕的間接成本。NACE估計間接成本至少等于直接成本，并且當將它們加在一起時，它們在2001年美國的腐蝕總成本為5520億美元。

3、工業部門的CUI腐蝕成本

2001年制作的NACE報告的數字自那時以來才有所增長。最新的報告估計，2016年在整個美國所有腐蝕的總成本達到了萬億美元，僅僅單看工業部門的數字都足夠令人乍舌。2001年的報告將僅69億美元的腐蝕成本歸因于電力部門。在2016年，行業領導者估計，管道維護成本的40-60%是CUI造成的，10%的整個維護預算專用于修復CUI的損壞。

結構老化是成本增加的原因。雖然一些成本增加是由于基本的經濟通貨膨脹，但許多現有的結構是由老化的建筑材料建造的，這些建筑材料的壽命已經超過了預期壽命。這些材料需要額外注意（例如，更加頻繁的檢查和維護），并且通常必須主動更換以避免產生危險環境。

這方面的一個例子是陶氏化學工廠的2008年管道故障。雖然該設施在檢查，維護和安全標準方面具有良好的記錄，但高壓管道系統是由老化材料構成的。他們的檢查未能確定一個30年的管道的腐蝕。當管道失效時，它在兩個不同的地方彎曲并發生了爆炸。幸運的是沒有大的人員傷亡。

隨著工業發展，為了應對這種情況，NACE建議采取一切必要的步驟防止腐蝕，例如正確詳細說明護套系統和正確密封接頭。本文就提出了用硅酸鈣和膨脹珍珠巖預防CUI的方法。

護套下面的絕緣體在促進或抑制腐蝕中起關鍵作用。在許多設施中發現，水幾乎總是能設法找到進入系統的方式，盡管有夾層和密封劑。通過對這些設施的研究表明，使用超過10年的絕緣材料中，高達60%將含有腐蝕性水分。鑒于這一事實，選擇適當的絕緣材料對于防止腐蝕是很重要的。雖然一些人建議在管上使用疏水涂層或在絕緣層上進行疏水處理是防止CUI的最好方法，但疏水涂層存在很多缺點，例如，在高于450°F（232°C）的工作溫度下，疏水涂層將逐漸燒掉剝離管道或絕緣層，使系統更容易受到水侵入和被腐蝕。

由于我們不能僅依靠護套系統或疏水涂層來防止腐蝕，我們應該為容易被腐蝕性液體穿透系統的部位制定另一個計劃。那就是由硅酸鈣和膨脹珍珠巖的混合物組成的腐蝕抑制層，即使護套失效并且疏水涂層燃燒，其防腐效果也是非常和的。

這種硅酸鈣和膨脹珍珠巖層，其持續使用壽命長并且不會燃燒，當存在水時就會被活化。它是以兩種方式提供保護的。首先，當水侵入系統時，腐蝕性的陰離子會被絕緣體的化學組成成分緩沖中和。其次，絕緣體與水結合以產生行進到管道表面的非腐蝕性涂層，其會硬化到防止水接觸管道的鈍化層中。

雖然防腐蝕看起來很貴，但它只是處理管道或基礎設施故障的間接成本的一小部分。有關腐蝕成本和工業部門腐蝕成本的更多信息，我們強烈建議您閱讀NACE的美國腐蝕成本和預防策略文件。雖然已經過時，業內專家同意總成本增加了，并且論文中討論的最佳做法今天仍然適用。

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責任編輯：汪玉玲

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