保温和防火材料下的腐蚀控制

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1、RP0198-2004保温和防火材料下的腐蚀控制——系统方法目次第一章总则1第二章腐蚀机理22.1碳钢2图1：水中温度对钢腐蚀的影响42.2奥氏体不锈钢5第三章机械设计93.2保温系统设计93.3设备和管道附件设计的影响10图2：容器上可能使水进入保温层的典型附件10图3：可能使水进入保温层的管线附件11图4：容器保温支撑环，问题及解决方案12图5：减少水积集的立式容器底部支撑环13图6：容器加强环保温层细节13图7：容器顶端的中央管嘴（伸长并采用密封焊帽保温）14图8：常见的铭牌保温细节14图9：为保证人身安全，保温层上设置的密封焊接帽15图10

2、：由C形支撑穿透的双管热交换器保温层（图中显示了水汽的可能进入点）16图11：通过外套的突出部分16图12：没有突出部分的管线支撑16图13：无连续水汽屏障的冷管线支撑18图14：有连续水汽屏障的冷管线支撑18图15：被支柱防火层穿透的管线保温层193.4防雨水层和水汽屏障的设计193.5保温系统设计19第四章保护性涂层214.1范围214.2保温层下奥氏体不锈钢的涂覆21表1：保温层下奥氏体不锈钢的保护性涂层系统224.3保温层和胶结防火层下碳钢的涂覆22表2：保温层和粘结防火层下碳钢保护性涂层系统22第五章保温、防火及附属材料225.1范围22

3、5.2保温材料225.3保温辅助材料22第六章检修与维护226.1综述226.2检查前的工作226.3外观检查2235RP0198-20046.4无损水份及腐蚀检测技术226.5损伤评估226.6设备检查方法226.7修补226.8停机与封存2235RP0198-2004第一章总则1.1但凡为了隔热、保温或操作过程的稳定性而进行保温的冷热设备都会发生保温层下腐蚀（CUI）。二十世纪五十年代以前，这种腐蚀的破坏性结果和性质都没有在文献中出现过。随着越来越多问题的出现，逐渐受到关注。自1983年以来，随着对CUI兴趣和研究活动的增加，已发表了许多文献和

4、论文。这些研究很大程度上是由于严重CUI的多次发生而引起的，这些严重的CUI导致了炼油厂、天然气工厂和化工厂等大型设备的停产、产品漏失以及意外的维护费用。1.2为了纠正这些问题，许多工厂都制定了自己的、预防CUI的标准和方法。比较各种方法时，很明显会发现其中有许多相似、有些差别、有新思想、也有得到性能测试支持的旧观念。本标准收集了整个石油、天然气和化工工业多家公司的经验。1.3第一个与CUI相关的ASTM标准是ASTMC6921，此标准于1971年颁布，原名为“毛细型保温对奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂趋势影响的评估”1.41983年10月份，由NACE

5、、ASTM和MTI（材料技术协会）联合举办了一次研讨会，邀请了来自世界各地的业内专家。论文集STP8802作为ASTM的出版物于1985年出版。1.5第一个关于CUI的NACE报告6H1893于1989年由T-6H-31工作组出版。不久后NACE工作组T-5A-30成立，并以论坛的形式为CUI的深入讨论提供服务。除了腐蚀机理方面的观点之外，也经常交流其它有关CUI的减缓方法、保温材料和检测技术等。在腐蚀工程师们对CUI了解逐渐深入的同时，ASTM委员会C-16也制定了测量保温材料的奥氏体不锈钢氯化物SCC倾向的方法标准。这两个组织相互影响并各自发展

6、他们的标准和相关的资料。1.6虽然大多数注意力都集中在保温层下的腐蚀上，但防火材料至少在一定程度上起着隔离钢结构和潜在火灾的作用。已知用来加强防火材料隔离作用的其它防火机制是在火灾期间发生吸热反应如升华、水再生以及膨胀。这种机制也是讨论潮湿钢铁界面化学的一个独特的附加考虑。在保温和防火情况下，腐蚀机理、失效的根本原因和腐蚀的防护都是相同的。1.7一致认为，防止CUI的基本方法就是采用高质量的保护性涂层。这是委员会所推荐的，只要考虑保温层下腐蚀，在保温之前都宜采用保护性涂料对设备进行保护。35RP0198-2004第二章腐蚀机理2.1碳钢碳钢的腐蚀不

7、是因为保温，而是因为与含空气的水接触。在CUI中，保温层的作用具有三重性，它提供了：（1）滞留水和其它腐蚀介质的环形空间或缝隙；（2）具有毛细虹吸作用或吸水性的材料；（3）可能造成污染进而加快腐蚀速率的材料。由于腐蚀速率在很大程度上受钢表面金属温度和水中污染物的控制，碳钢的腐蚀速率可能有所不同。下面分别考察这些控制因素以及其它的影响因素。2.1.1水、污染物和温度的影响2.1.1.1保温层下水的来源与碳钢CUI有关的水主要来源有两个：（1）外部水的渗入；（2）冷凝水；外部渗入水来源如下：（1）降雨；（2）冷却器排水；（3）来自制冷设备的冷凝水；（4

8、）排放的水汽；（5）生产过程中溢出的液体；（6）消防系统、喷淋系统和冲刷系统的喷洒；（7）水汽屏障层损伤后在冷的表面凝结的