在石化領域，保溫層下的腐蝕和防腐一直是學術研究的一個熱點，每年由于保溫層下的腐蝕造成的損失可達幾十億美元，這些損失包括設備損失，工廠的停工與檢修損失，還有后續的維修等，同時造成大量人生傷亡事故，近些年來各大石化廠商和油漆生產企業都加大了保溫層下防腐涂料研究的投入，以期找到解決保溫層下防腐的對策。

    保溫層下的腐蝕機理

    保溫層下的腐蝕（CUI）是指發生在施加了保溫層材料的管道或設備外表面上的一種腐蝕現象，根據設備材質的不同，CUI又分成兩種類型：發生在碳鋼材料上的腐蝕（主要表現為坑蝕或材料的腐蝕減薄）；發生在不銹鋼材料上的腐蝕（主要表現為坑蝕或應力腐蝕開裂）。

    我們知道，鋼結構的腐蝕速率與溫度、濕度等很多因素相關，溫度越高，腐蝕速度越快。但與此同時，腐蝕速率又與環境中的水分含量成正比，在高溫開放環境中，溫度的升高會導致周圍環境中水分含量的降低，從而能減緩腐蝕速率。但CUI的一個重要特點就是，外加的保溫層會造成一個高溫高濕的密閉環境，從而導致腐蝕的加劇。而且CUI的嚴重性在于無法及時發現，因為為了美觀效果，通常會在保溫層外包裹一層不銹鋼層或鋁層，這樣在腐蝕的初級階段，通常很難被觀察到，當保溫層下的腐蝕被發現時，通常已經是腐蝕很嚴重的時候，甚至已經發生安全事故。

    保溫層所用的材料大多是無機物，其中含有大量的無機鹽，比如氯化物、氟化物、硫化物等，會造成鋼結構腐蝕；同時由于保溫材料通常為疏松多孔的結構，具有較大的比表面積，因而具有較強的吸水能力，一旦保溫層發生破損，保溫材料會迅速吸收周圍的水汽，造成一個高濕度的腐蝕環境，加速腐蝕的發生。同時，這些腐蝕雜質和保溫材料形成很強的電解質溶液，一旦這些溶液與金屬設備發生接觸，就可引發強烈的腐蝕反應。特別是對于石化行業而言，保溫層下的腐蝕還有其特殊性——由于石化行業涉及到很多不同工藝，因此在保溫層下的鋼結構往往還要經歷熱循環的過程。而對于傳統高溫涂料而言，由于熱膨脹系數與鋼鐵不同，經歷熱循環往往會導致涂層內應力的增加，最終造成涂層的早期失效。

    保溫層下的防腐對策

    研究了保溫層下腐蝕的發生機理后，我們再研究怎樣預防和減少這種腐蝕的發生。通常可以分成兩個方向：一是加強保溫層的保護，杜絕濕氣進入而造成的高溫高濕環境，包括盡量不要選用易吸收水分并易造成腐蝕性物質滯留的保溫材料，特別是那些具有空心結構特征和吸水性強的保溫材料，而要選用含水量小、干燥快的保溫材料，評價保溫材料的主要指標就是吸水性，保溫材料吸水后其導熱系數增大，同時會浸濕設備表面，引起設備表面腐蝕；二是涂覆防腐涂料，即在設備外壁（保溫層以下）涂覆一層具有良好附著力、機械性能和防腐蝕性能優異的涂料，保溫層下設備所處的環境決定了其對防腐涂層的特殊要求，既要保證涂層在高溫環境下能保持穩定，同時又能在低溫高濕的環境下對鋼結構提供防腐保護。

    保溫層下防腐涂料研究現狀

    在高溫防腐領域，美國腐蝕工程師協會（NACE）發布的國際標準是比較詳細和權威的。其中提出對于保溫層下的防腐，最有效的方法是涂覆防腐蝕涂料。過去，保溫層下應用較多的涂層包括厚漿型環氧鋁粉漆、浸泡級環氧酚醛涂料、無機硅酮鋁粉高溫漆。簡單類比。

    三種類型的涂料在實踐中都得到了廣泛的應用，并且各涂料生產廠家都在不斷研發、改進其性能。如有的廠家針對浸泡級環氧酚醛涂料在膜厚控制不當時會在高溫下發生漆膜開裂的缺點，研發出了高膜厚、高固含量的產品，其膜厚范圍可控制在200～450μm，在此膜厚范圍內，既能保證防腐性能，又克服了環氧酚醛類涂料高溫開裂的弱點。但由于其樹脂類型的限制，最高耐受溫度仍<230℃。

    此外其他一些涂層在保溫層防腐領域也得到了廣泛的應用，其中包括熱噴鋁和冷噴鋁等。

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責任編輯：殷鵬飛

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