Page 167 - 2016涂料产业研究报告
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对该腐蚀问题，提出有效的解决措施尤其重要，而这方面 障，以保护保温层系统免于受到机械或气候伤害，阻止或
的研究虽然开始有所涉及，但远远不够深入，因此本文通 减少外部水分或腐蚀介质的进入和驻留，其多为彩钢板、
过分析保温层下用量最大的碳钢的腐蚀机理，提出保温层 铝板或不锈钢材料。其下的防潮层虽在一定程度上可以延
下的碳钢腐蚀防护的有效解决方案，希望为彻底解决保温 缓潮气侵入，但潮气一旦介入，便难以出去，更多场合没
层下碳钢或其它金属的腐蚀问题提供一定思路。 有防潮层。绝热层或保温层是对管道或设备外进行隔热保
温的重要组成部分，是包裹在管道或设备外面的第二道主
2 保温层下金属的腐蚀行为及机理 要屏障。保温层所用材料多为硅酸钙、岩棉及矿渣棉制
大多数钢结构高温设备/管线都会包裹很厚的绝热或保 品、玻璃棉、硅酸铝棉、珍珠岩或泡沫塑料，尽管对热量
温套管，以节约能量、保护设备。国外的研究数据表明： 具有很好的隔绝效果，但由于它们属于毛细结构，特别容
80%的保温层下泄漏发生于管道系统，其中服役16-20年的 易吸附水分，因此不仅难以阻止水汽的入侵，而且难以阻
管道最容易发生泄漏，其次为服役25年以上的管道，如图 止水汽向外渗透。实践表明，几乎没有保温材料可以避免
1所示。造成这种现象的原因在于国外的管道防腐保护普 保温层下碳钢结构发生腐蚀。
遍采用了有机涂层体系，其防护寿命本身就达到5-13年。 尽管对碳钢基材进行了多重保护，然而事实上，碳钢
而随着国内管道大规模建设周期的结束，很多高温管线面 结构在“隔湿”保温层下所经历的腐蚀环境，可能是防护
临的安全隐患日益突出，其有效维护成为迫在眉睫的重要 涂料行业内所遇到的最具腐蚀性的环境之一，因此保温层
问题。 下的腐蚀行为引起了国外研究者的广泛关注。1985年颁布
了ASTM STP880；1998年,美国腐蚀工程师协会综合了各方
面的研究成果，正式出版了NACE RP0198以专门规范保温
层下腐蚀的防护问题，2004年和2010年分别对该标准进行
了更新。最新标准NACE SP0198-2010从腐蚀机理、结构设
计、保温材料选择、防腐蚀涂料选择等方面非常详细地介
绍了保温层下腐蚀的产生和预防手段，具有极强的指导意
义。
该标准对碳钢的腐蚀机理进行了说明，指出：碳钢受
到腐蚀不是因为被保温层保护，根本原因在于和水汽的接
图1 保温层下腐蚀泄漏数据分析
触。保温层带来的CUI问题由以下3个原因造成：
高温设备/管线的保温层外往往采用外防护层包裹，有 1. 环形空间或缝隙所滞留的水份和其他腐蚀性介质
时在保温层与外防护层间还采用一道防潮层（更多现实场 2. 吸水性或浸润性好的保温材料
合无防潮层），在保温层下则施加一定厚度的涂层体系对 3. 能带来污染物或加速腐蚀的保温材料
基材进行保护，其结构如图2所示。 保温层下的水汽主要来自外界的水汽渗透和冷凝两个
方面。由于外界保护材料的设计缺陷、安装施工差、机械
损伤、疏于维护等原因，都会使水汽进入保温层。当金属
表面温度低于环境露点温度时，水汽也会凝结在金属表
面。一旦水汽进入保温层内，便在碳钢表面形成一个长期
封闭的腐蚀微环境中，保温层的毛细结构和其本身吸湿性
材料会加速腐蚀微环境的形成。设备的运行温度同样也会
很大程度影响到腐蚀的发生：温度越高，水汽停留在碳钢
表面的时间就越短；但是温度越高，腐蚀速度加快，从而
图2 高温设备/管线防腐保温结构 降低防护涂料的使用寿命。
图3显示了不同温度下碳钢在有水情况下的腐蚀速率。
外防护层是防止碳钢发生保温层下腐蚀的第一道屏
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