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了解绝缘下腐蚀的原因和解决方法

经过安加布拉塔酒店 |审核人Raghvendra Gopal.选择目录
出版日期:2021年4月13日
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氯化物、电偶腐蚀、酸性或碱性腐蚀可导致绝缘下腐蚀(CUI),但对这些腐蚀类型和预防措施的深入了解可缓解该问题。

来源:Kiryl Balbatunou / Dreamstime.com

腐蚀全球经济损失约2.2万亿美元每年,根据世界腐蚀组织。其中,据估计,40%至60%的管道维护费用是由于绝缘下的腐蚀(CUI)

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绝缘下的腐蚀是一种隐藏现象。出于实际原因,可能并不总是能够应用最佳的绝缘涂层组合或使用最可行的检查方法。(有关检查方法的详细说明,请参阅绝缘下腐蚀的4种最佳无损检测方法.)

侵入水是引起崔的关键问题. 腐蚀可能会腐蚀机器夹克, 这隔热硬件或底层管道或设备。腐蚀可能表现为几种不同类型的腐蚀,如氯化物腐蚀、电腐蚀、酸性腐蚀或碱性腐蚀。通过了解腐蚀的类型如果在保温条件下可能发生这种情况,可主动采用适当的材料和施工方法来防止。

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导致绝缘下腐蚀的环境条件

预测CUI比率很困难——它们可能是高度本地化的,也可能在本质上具有一定的通用性。下面列出的是一些环境条件导致更高的CUI比率:

  • 海洋环境
  • 热或潮湿的环境
  • 降雨量更高的气候
  • 蒸汽跟踪泄漏
  • 间歇性湿干燥条件
  • 来自绝缘体的污染物或溶解在水中的气氛(如氯化物和硫化物)的污染物
  • 在典型的大气露点下方运行的系统
  • 不允许湿气排放的绝缘系统
  • 保持水分的绝缘材料

CUI对许多行业造成威胁。如果被忽视,它仍然隐藏在绝缘系统下,并且在严重失败后只会变得显而易见。

崔通过渗透或通过冷凝或外部来源渗透到水或污染(例如,雨水,喷洒系统).cui可以非常本地化,大部分设备保持良好状态。这就是为什么样品检查不太可能找到所有出现。

绝缘层下有腐蚀的管道。绝缘层下有腐蚀的管道。

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防止电偶腐蚀

电偶腐蚀含盐的湿绝缘结果电解质这允许电流在之间流动异种金属.攻击的严重性就少了贵金属这不仅取决于潜在的差异两个金属,但也在它们的相对区域

由于电腐蚀是在潮湿的环境中水的侵入造成的,所以选择细胞绝缘这可能是唯一的答案。还建议使用塑料或合成橡胶千斤顶这是防火和耐候性的。

贱金属也可以涂上抑制阴极的阳极反应,并提供一个与电流相反的高阻路径。然而,一些油漆颜料——如红色氧化物和石膏——实际上会促进腐蚀,尤其是在涂层的第一层底漆

防止碱性或酸性腐蚀

碱性酸性腐蚀当某些纤维或粒状绝缘材料中存在碱或酸以及水分时产生的结果。在高温环境下,水蒸气可能会在绝缘层边缘冷凝,并溶解那里的碱性或酸性化学物质,导致铝或钢护套腐蚀。

一些含铝的碱性水会产生铝蚀刻点蚀.斑点可能是严重的,尤其是何时氯离子是礼物。作为安全措施,金属护套应包含内部防潮层。(相关阅读:金属夹克在崔的作用)当护套出现腐蚀问题时,塑料天气类型可能是一个很好的解决方案。此外,内部安装的阳极一次风化屏障下方和二次涂层上方已被发现有效作为一项补充措施。

防止氯腐蚀

氯化物腐蚀通常是由含有可浸出氯化物的绝缘层与300系列绝缘层的组合引起的奥氏体不锈钢温度高于60°C(140°F)的表面。氯离子浓度通常是雨水或用于灭火的水或工艺用水蒸发的结果。在沿海地区,,应力腐蚀开裂由于空气中的盐分,绝缘护套是一个常见的问题。(见奥氏体不锈钢的氯化物应力腐蚀开裂有关更多信息。)

失败的概率和速度裂缝繁殖由不锈钢的温度和金属表面的氯化物浓度决定。含有小于1 ppm的溶液通常被认为是安全的。在80°C(176°F)以下,如果连续发生表面润湿,100 ppm的浓度不会特别危险,但在较高温度下,甚至更低的浓度都可能导致失效。

进入绝缘层和向内扩散的水最终将在热管或设备墙壁上达到干燥的区域。在该干燥区域旁边是一个区域,其中绝缘的孔填充有饱和氯化物溶液。当发生关闭并且金属壁温度下降时,饱和盐溶液的区域进入金属壁。在再加热后,壁将暂时与饱和氯化物溶液接触,并且可以开始应激腐蚀裂缝。

不锈钢绝缘冷凝水管线应力腐蚀开裂。不锈钢绝缘冷凝水管线应力腐蚀开裂。水浸湿了绝缘材料,使氯化物从里面渗出来
在铁水表面的绝缘层。
资料来源:NASA腐蚀工程实验室

为保护300系列不锈钢,绝缘必须满足以下要求:MIL-I-24244ASTM c - 795规范。在应用绝缘材料前用铝箔包裹设备将进一步降低风险腐蚀,因为箔提供物理屏障,以防止饱和氯化物溶液到达金属表面。由于它很高导热系数,铝将处于与设备相对相同的温度,氯化物溶液将转移到箔材上,而不是不锈钢上。

作为CUI溶液的热喷涂铝

热喷涂(TSA)可用于保护材料免受腐蚀。TSA通过电弧或氧燃料火焰喷涂应用,使用固体金属线。这TSA涂层技术经常被推荐碳钢应用程序的使用寿命超过25年。

TSA在条件下也适用于太严重有机涂料,例如温度在149°C(300°F)以上和以下循环。在铝-铁电偶中,钢将受到铝的阴极保护。它作为一个屏障和牺牲阳极,从而在任何芯片或涂层破损的位置保护基板。


绝缘下腐蚀检测(CUI)

了解可能发生腐蚀的位置,例如在低处和特定温度下,有助于建立预防性的维护程序。这国家委员会检查代码4美国石油学会API 510在可能发生外部腐蚀的所有容器上,要求至少每五年拆除一次绝缘层。记录故障点频率的维护记录有助于制定适当的检查计划。

CUI的各种检查方法

只有几种检查方法可以在不移除绝缘层的情况下确定CUI的存在,以及它们都有一定的局限性.一些非破坏性方法包括:

脉冲涡流检测

脉冲涡流试验可用于检测CUI,并可对GI、SS、Al包层. 绝缘厚度可达300 mm,金属厚度可达100 mm。一种先进的方法,脉冲涡流阵列,速度非常快。该技术的局限性在于读数的准确性,其变化可能为10%,但最重要的好处是,可以在管道仍在运行时进行读数。

远程超声波检测

远程超声波检测可以在直径为2英寸或更大的管道上进行。需要移除一部分绝缘层,以便将仪器的套环连接到管道上。超声波可以检测距离套环约5到200米的管道中的腐蚀,这取决于涂层、腐蚀类型以及管道埋置。该系统可检测3%以上横截面积的腐蚀。

计算摄影

计算机射线照相可以对管道的弯头进行测试,以检查是否存在腐蚀或侵蚀。(相关阅读:腐蚀检测的数字射线照相技术。)这是一个准确的系统,但由于使用射线照相而需要花费大量时间来测试每个弯曲。而且,较大的直径管需要钴源,因此在不可能的行驶厂中利用这种技术不可能进行较大的直径。

红外热成像

红外温度记录这对找到保温层下的水分有很大帮助,反过来也有助于找到崔。

防止绝缘下腐蚀的建议(CUI)

绝缘下的腐蚀是一种电化学腐蚀,如所有其他类型的腐蚀都是可管理的。总之,有两种方法可以采取防止崔:

  1. “一道防线方法”,本质上是在设备上使用绝缘材料
  2. “两行防御方法”,这是一个应用程序的应用涂层下的绝缘

在绝缘层下涂一层涂料被认为是控制CUI的最佳策略。

最常用的涂层之一是热喷涂铝(TSA)。铝不仅可以保护底层的金属基底,而且还可以作为牺牲阳极。

设计布局是另一个需要考虑的因素。在设计阶段,必须特别小心,以避免因允许水通过以下方式直接或间接进入系统而无意中促进腐蚀毛细作用.如果设备暴露在恶劣的环境中,或其几何形状在尝试应用绝缘材料时造成复杂性,那么这肯定会增加CUI的可能性,应采取适当的对策。

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Della Anggabrata的头像

Della是一名土木工程师,在咨询行业拥有丰富的进步经验,拥有将土木工程和岩土工程相结合的独特技术技能。她的工作主要集中在加拿大不列颠哥伦比亚省较低大陆的地下基础设施项目。她的一些项目是大直径水管、供水和排水她是工程设计和项目管理的重要贡献者,也为团队取得的每一个成功提供了坚实的基础。

德拉达到了英国哥伦比亚大学温哥华的土木工程学士学位,在那里她毕业于差异识别。在空闲时间,她是一家烹饪,喜欢旅行和打网球的美食家。她总是渴望品尝并体验新的美食和食谱。

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