碳鋼材料保溫層下腐蝕及保護(hù)措施研究

孟祥英，牛 震

碳鋼材料保溫層下腐蝕指出現(xiàn)在保溫材料包裹的設(shè)備或管道上的腐蝕，給設(shè)備及管道造成較大損害，大大縮短其使用壽命。因此，做好碳鋼材料保溫層下腐蝕研究，積極采取針對(duì)性保護(hù)措施，對(duì)碳鋼材料性能及作用的充分發(fā)揮意義重大。

1 碳鋼材料保溫層下腐蝕原因

研究發(fā)現(xiàn)，碳鋼材料保溫層下腐蝕原因較為復(fù)雜，主要由以下原因引起。

1.1 外部污染物進(jìn)入

一般情況下，碳鋼材料保溫層由防護(hù)層、保溫層構(gòu)成，防護(hù)層的作用在于將保溫層與外界環(huán)境隔離開來，避免保溫層受雨、雪、污染物腐蝕。受防護(hù)層施工質(zhì)量影響，例如，未做放水處理，保溫層外未設(shè)置防潮層，導(dǎo)致外界氣體、雨水進(jìn)入保溫材料，給保溫層造成破壞。另外，一些污染物進(jìn)入保溫層下形成電解質(zhì)，也會(huì)給碳鋼材料造成腐蝕（如圖1所示，發(fā)生保溫層下腐蝕的管道）。

圖1 發(fā)生保溫層下腐蝕的管道

1.2 工作溫度影響

碳鋼材料產(chǎn)品工作溫度是引起保溫層下腐蝕的重要原因之一，尤其在高溫作用下腐蝕速率較快。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳鋼材料工作溫度處在﹣4～175 ℃時(shí)，最容易發(fā)生保溫層下腐蝕，給密封膠、膠粘劑、防腐層等造成破壞。

1.3 防腐涂層失效

防腐涂層在防止碳鋼材料保溫層下腐蝕上發(fā)揮重要作用，其一旦失效會(huì)大大增加碳鋼材料表面腐蝕概率。研究發(fā)現(xiàn)，在潮濕、封閉條件下鋅的抗腐蝕性并沒有預(yù)想的好，當(dāng)溫度達(dá)到50～175 ℃時(shí)，鋅發(fā)生反應(yīng)的速率較高，導(dǎo)致防腐涂層失效，因此，以往采用無機(jī)磷酸鋅防腐漆，仍會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。為避免防腐涂層失效，相關(guān)規(guī)范要求在50～175 ℃條件下循環(huán)或長期運(yùn)行的碳鋼材料禁止使用鍍鋅材料或無機(jī)鋅防腐層。

1.4 保溫材料影響

碳鋼材料保溫層下腐蝕受保溫材料影響，保溫材料中通常含有有氯化物。同時(shí)，諸如復(fù)合硅酸鹽、玻璃棉、礦渣棉等一些較為常用的保溫材料含有酸性化合物、硅酸鹽、硫酸鹽等，時(shí)常給碳鋼材料造成腐蝕。另外，一些毛細(xì)型或開孔保溫材料，當(dāng)外界環(huán)境較潮濕時(shí)會(huì)從中吸收水分，使得外界污染物與鋼材表面接觸，引起腐蝕。

2 碳鋼材料保溫層下腐蝕保護(hù)措施

為防止碳鋼保溫層下腐蝕，在對(duì)腐蝕原因深入分析的基礎(chǔ)上積極采取針對(duì)性保護(hù)措施。實(shí)踐表明，采取以下保護(hù)措施可獲得較好效果，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際，加以合理應(yīng)用。

2.1 做好碳鋼材料防水

做好碳鋼材料防水是防止保溫層下腐蝕發(fā)生的有效舉措，因此，應(yīng)結(jié)合碳鋼產(chǎn)品情況，從設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)3方面入手，做好防水。

首先，碳鋼產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合分析其所處的運(yùn)行環(huán)境，以及容易進(jìn)入水分的附件，做好支吊架、附件、突出部分的防水設(shè)計(jì)。例如，在保溫材料上設(shè)置PVC防水卷材，隔絕外界水分。其次，碳鋼產(chǎn)品施工中，認(rèn)真考慮施工細(xì)節(jié)，嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求施工可有效避免保溫層下腐蝕，因此，要求施工單位加強(qiáng)施工過程監(jiān)督，要求保溫層做好防水工作，加強(qiáng)處理水平、豎直構(gòu)件以及連接位置。另外，保護(hù)層搭接、保溫層接縫施工應(yīng)有專業(yè)技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)做指導(dǎo)，確保各施工細(xì)節(jié)落實(shí)到位，施工參數(shù)規(guī)范、合理。最后，認(rèn)真落實(shí)運(yùn)行期間的維護(hù)工作。碳鋼產(chǎn)品運(yùn)行期間，維護(hù)人員應(yīng)提高認(rèn)識(shí)，堅(jiān)持“早發(fā)現(xiàn)，早處理”原則，做好保護(hù)層的檢查，發(fā)現(xiàn)保護(hù)層破壞的情況及時(shí)修復(fù)。

2.2 慎重選取保溫材料

為降低碳鋼保溫層下腐蝕情況的發(fā)生概率，應(yīng)慎重選取保溫材料，具體應(yīng)注重以下內(nèi)容的落實(shí)。

首先，設(shè)計(jì)階段應(yīng)做好不同保溫材料性能的分析，從性能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面對(duì)不同保溫材料進(jìn)行充分的研究，使用知名廠家生產(chǎn)、防水性能好的保溫材料，禁止使用毛細(xì)型、開孔保溫材料。另外，根據(jù)碳鋼產(chǎn)品所處的環(huán)境，確定所用保溫材料。例如，在低于周圍環(huán)境溫度下，禁止使用纖維與硅酸鈣保溫材料。其次，注重考慮保溫材料析出物造成的腐蝕。一些保溫材料析出的物質(zhì)會(huì)給碳鋼產(chǎn)品造成腐蝕，因此，選用保溫材料應(yīng)做好其構(gòu)成成分分析。例如，復(fù)合硅酸鹽材料會(huì)析出鹽分，在潮濕環(huán)境下，導(dǎo)電率升高，加劇腐蝕的發(fā)生，因此，在一些中低溫碳鋼產(chǎn)品上應(yīng)禁止使用。最后，根據(jù)碳鋼產(chǎn)品運(yùn)行規(guī)律選用合理保溫材料。例如，一些夏季不運(yùn)行，冬季運(yùn)行的碳鋼管道，受潮后往往發(fā)生較為嚴(yán)重的腐蝕，因此，可考慮使用隔熱涂料，在不影響保溫效果的情況下，降低保溫層下腐蝕發(fā)生概率。

2.3 選用優(yōu)質(zhì)防腐材料

防腐涂層是否充分發(fā)揮防腐作用，關(guān)系著保溫層下腐蝕發(fā)生程度，因此，防腐涂層施工時(shí)應(yīng)注重以下內(nèi)容的落實(shí)。

首先，做好防腐涂層材料選取。防腐涂層施工中嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求使用材料，針對(duì)處于50～175 ℃溫度下循環(huán)或長期運(yùn)行的碳鋼產(chǎn)品，應(yīng)考慮使用冷噴鋁、環(huán)氧酚醛漆等防腐涂料。其次，加強(qiáng)防腐涂層施工培訓(xùn)。為保證防腐涂層施工到位，全面覆蓋碳鋼產(chǎn)品表面，施工前應(yīng)做好施工人員培訓(xùn)工作，要求施工人員明確涂刷規(guī)范要求，把握涂刷作業(yè)的難點(diǎn)與重點(diǎn)，避免涂刷遺漏。最后，注重防腐涂層質(zhì)量檢查。為及時(shí)發(fā)現(xiàn)涂刷質(zhì)量問題，要求施工單位派相關(guān)的技術(shù)人員做好施工質(zhì)量檢查，觀察涂層搭接位置處理是否可靠，涂刷厚度是否滿足規(guī)范要求等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)要求施工人員進(jìn)行處理。

2.4 做好運(yùn)行防腐檢測(cè)

碳鋼材料保溫層下腐蝕發(fā)生較為隱蔽，如發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，往往導(dǎo)致腐蝕的進(jìn)一步加劇，因此，碳剛材料產(chǎn)品運(yùn)行中，要求運(yùn)營單位做好防腐檢測(cè)工作，防患于未然，為碳鋼產(chǎn)品的安全穩(wěn)定運(yùn)行做好鋪墊。

首先，制定合理檢測(cè)計(jì)劃。要求碳鋼產(chǎn)品運(yùn)行單位，根據(jù)碳鋼產(chǎn)品輸送介質(zhì)及投入運(yùn)行時(shí)間，制定合理的保溫層下腐蝕檢測(cè)計(jì)劃，根據(jù)檢測(cè)內(nèi)容合理安排檢測(cè)人員，做好碳鋼產(chǎn)品月檢測(cè)、季檢測(cè)、年檢測(cè)等。其次，明確檢測(cè)技術(shù)手段。采用合理的檢測(cè)手段，可提高檢測(cè)效率，保證檢測(cè)工作質(zhì)量。結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，檢測(cè)人員可采用宏觀檢查與X射線、強(qiáng)度校核、蝕坑測(cè)量、光譜分析等技術(shù)配合，對(duì)碳鋼材料保溫層下腐蝕程度進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)與評(píng)估，以采取針對(duì)性措施加以修復(fù)。最后，把握檢測(cè)工作重點(diǎn)。檢測(cè)工作中應(yīng)把握檢測(cè)工作重點(diǎn)，認(rèn)真分析檢測(cè)流程、給碳鋼產(chǎn)品正常運(yùn)行造成的影響，以及腐蝕修復(fù)成本等，保證檢測(cè)、修復(fù)工作正常進(jìn)行的同時(shí)，避免給碳鋼產(chǎn)品正常運(yùn)行造成影響。

3 結(jié)語

當(dāng)前碳鋼材料在社會(huì)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，應(yīng)做好保溫層下腐蝕與保護(hù)研究，防止腐蝕的發(fā)生，延長使用壽命，保證碳鋼產(chǎn)品的安全運(yùn)行，通過研究得出以下結(jié)論。

（1）碳鋼材料保溫層下腐蝕原因較多，外部污染物進(jìn)入、工作溫度影響、防腐涂層失效以及保溫材料自身因素等，都會(huì)導(dǎo)致碳鋼材料保溫層下腐蝕，因此，應(yīng)引起運(yùn)營單位的高度重視，提前采取針對(duì)性保護(hù)對(duì)策。

（2）為避免碳鋼材料保溫層下腐蝕，保證碳鋼材料性能的正常發(fā)揮，一方面，做好碳鋼材料防水設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)工作，確保各項(xiàng)細(xì)節(jié)滿足規(guī)范要求。同時(shí)，慎重選取保溫材料，結(jié)合碳鋼產(chǎn)品運(yùn)行環(huán)境，使用合適保溫材料，避免給碳鋼材料造成腐蝕。另一方面，使用優(yōu)質(zhì)防腐材料，嚴(yán)把防腐材料施工質(zhì)量。同時(shí)，投入使用過程中應(yīng)做好保溫層下腐蝕檢測(cè)，早發(fā)現(xiàn)腐蝕早進(jìn)行處理，避免腐蝕的進(jìn)一步蔓延。

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