碳钢材料保温层下腐蚀及保护措施研究

孟祥英，牛 震

碳钢材料保温层下腐蚀指出现在保温材料包裹的设备或管道上的腐蚀，给设备及管道造成较大损害，大大缩短其使用寿命。因此，做好碳钢材料保温层下腐蚀研究，积极采取针对性保护措施，对碳钢材料性能及作用的充分发挥意义重大。

1 碳钢材料保温层下腐蚀原因

研究发现，碳钢材料保温层下腐蚀原因较为复杂，主要由以下原因引起。

1.1 外部污染物进入

一般情况下，碳钢材料保温层由防护层、保温层构成，防护层的作用在于将保温层与外界环境隔离开来，避免保温层受雨、雪、污染物腐蚀。受防护层施工质量影响，例如，未做放水处理，保温层外未设置防潮层，导致外界气体、雨水进入保温材料，给保温层造成破坏。另外，一些污染物进入保温层下形成电解质，也会给碳钢材料造成腐蚀（如图1所示，发生保温层下腐蚀的管道）。

图1 发生保温层下腐蚀的管道

1.2 工作温度影响

碳钢材料产品工作温度是引起保温层下腐蚀的重要原因之一，尤其在高温作用下腐蚀速率较快。研究发现，当碳钢材料工作温度处在﹣4～175 ℃时，最容易发生保温层下腐蚀，给密封胶、胶粘剂、防腐层等造成破坏。

1.3 防腐涂层失效

防腐涂层在防止碳钢材料保温层下腐蚀上发挥重要作用，其一旦失效会大大增加碳钢材料表面腐蚀概率。研究发现，在潮湿、封闭条件下锌的抗腐蚀性并没有预想的好，当温度达到50～175 ℃时，锌发生反应的速率较高，导致防腐涂层失效，因此，以往采用无机磷酸锌防腐漆，仍会发生严重的腐蚀。为避免防腐涂层失效，相关规范要求在50～175 ℃条件下循环或长期运行的碳钢材料禁止使用镀锌材料或无机锌防腐层。

1.4 保温材料影响

碳钢材料保温层下腐蚀受保温材料影响，保温材料中通常含有有氯化物。同时，诸如复合硅酸盐、玻璃棉、矿渣棉等一些较为常用的保温材料含有酸性化合物、硅酸盐、硫酸盐等，时常给碳钢材料造成腐蚀。另外，一些毛细型或开孔保温材料，当外界环境较潮湿时会从中吸收水分，使得外界污染物与钢材表面接触，引起腐蚀。

2 碳钢材料保温层下腐蚀保护措施

为防止碳钢保温层下腐蚀，在对腐蚀原因深入分析的基础上积极采取针对性保护措施。实践表明，采取以下保护措施可获得较好效果，应结合工程实际，加以合理应用。

2.1 做好碳钢材料防水

做好碳钢材料防水是防止保温层下腐蚀发生的有效举措，因此，应结合碳钢产品情况，从设计、施工、维护3方面入手，做好防水。

首先，碳钢产品设计时应综合分析其所处的运行环境，以及容易进入水分的附件，做好支吊架、附件、突出部分的防水设计。例如，在保温材料上设置PVC防水卷材，隔绝外界水分。其次，碳钢产品施工中，认真考虑施工细节，严格按照规范及设计要求施工可有效避免保温层下腐蚀，因此，要求施工单位加强施工过程监督，要求保温层做好防水工作，加强处理水平、竖直构件以及连接位置。另外，保护层搭接、保温层接缝施工应有专业技术人员在现场做指导，确保各施工细节落实到位，施工参数规范、合理。最后，认真落实运行期间的维护工作。碳钢产品运行期间，维护人员应提高认识，坚持“早发现，早处理”原则，做好保护层的检查，发现保护层破坏的情况及时修复。

2.2 慎重选取保温材料

为降低碳钢保温层下腐蚀情况的发生概率，应慎重选取保温材料，具体应注重以下内容的落实。

首先，设计阶段应做好不同保温材料性能的分析，从性能、技术、经济等方面对不同保温材料进行充分的研究，使用知名厂家生产、防水性能好的保温材料，禁止使用毛细型、开孔保温材料。另外，根据碳钢产品所处的环境，确定所用保温材料。例如，在低于周围环境温度下，禁止使用纤维与硅酸钙保温材料。其次，注重考虑保温材料析出物造成的腐蚀。一些保温材料析出的物质会给碳钢产品造成腐蚀，因此，选用保温材料应做好其构成成分分析。例如，复合硅酸盐材料会析出盐分，在潮湿环境下，导电率升高，加剧腐蚀的发生，因此，在一些中低温碳钢产品上应禁止使用。最后，根据碳钢产品运行规律选用合理保温材料。例如，一些夏季不运行，冬季运行的碳钢管道，受潮后往往发生较为严重的腐蚀，因此，可考虑使用隔热涂料，在不影响保温效果的情况下，降低保温层下腐蚀发生概率。

2.3 选用优质防腐材料

防腐涂层是否充分发挥防腐作用，关系着保温层下腐蚀发生程度，因此，防腐涂层施工时应注重以下内容的落实。

首先，做好防腐涂层材料选取。防腐涂层施工中严格按照相关规范要求使用材料，针对处于50～175 ℃温度下循环或长期运行的碳钢产品，应考虑使用冷喷铝、环氧酚醛漆等防腐涂料。其次，加强防腐涂层施工培训。为保证防腐涂层施工到位，全面覆盖碳钢产品表面，施工前应做好施工人员培训工作，要求施工人员明确涂刷规范要求，把握涂刷作业的难点与重点，避免涂刷遗漏。最后，注重防腐涂层质量检查。为及时发现涂刷质量问题，要求施工单位派相关的技术人员做好施工质量检查，观察涂层搭接位置处理是否可靠，涂刷厚度是否满足规范要求等，发现问题及时要求施工人员进行处理。

2.4 做好运行防腐检测

碳钢材料保温层下腐蚀发生较为隐蔽，如发现不及时，往往导致腐蚀的进一步加剧，因此，碳刚材料产品运行中，要求运营单位做好防腐检测工作，防患于未然，为碳钢产品的安全稳定运行做好铺垫。

首先，制定合理检测计划。要求碳钢产品运行单位，根据碳钢产品输送介质及投入运行时间，制定合理的保温层下腐蚀检测计划，根据检测内容合理安排检测人员，做好碳钢产品月检测、季检测、年检测等。其次，明确检测技术手段。采用合理的检测手段，可提高检测效率，保证检测工作质量。结合以往经验，检测人员可采用宏观检查与X射线、强度校核、蚀坑测量、光谱分析等技术配合，对碳钢材料保温层下腐蚀程度进行准确检测与评估，以采取针对性措施加以修复。最后，把握检测工作重点。检测工作中应把握检测工作重点，认真分析检测流程、给碳钢产品正常运行造成的影响，以及腐蚀修复成本等，保证检测、修复工作正常进行的同时，避免给碳钢产品正常运行造成影响。

3 结语

当前碳钢材料在社会生产中应用广泛，应做好保温层下腐蚀与保护研究，防止腐蚀的发生，延长使用寿命，保证碳钢产品的安全运行，通过研究得出以下结论。

（1）碳钢材料保温层下腐蚀原因较多，外部污染物进入、工作温度影响、防腐涂层失效以及保温材料自身因素等，都会导致碳钢材料保温层下腐蚀，因此，应引起运营单位的高度重视，提前采取针对性保护对策。

（2）为避免碳钢材料保温层下腐蚀，保证碳钢材料性能的正常发挥，一方面，做好碳钢材料防水设计、施工、维护工作，确保各项细节满足规范要求。同时，慎重选取保温材料，结合碳钢产品运行环境，使用合适保温材料，避免给碳钢材料造成腐蚀。另一方面，使用优质防腐材料，严把防腐材料施工质量。同时，投入使用过程中应做好保温层下腐蚀检测，早发现腐蚀早进行处理，避免腐蚀的进一步蔓延。

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