1.概述

保溫層下腐蝕(Corrosion under Insulation，CUI)是指發生在施加了保溫層材料的管道或設備外表面上的一種腐蝕現象。一般，在煉化企業保溫層下腐蝕在裝置的低壓蒸汽管道最為常見，專項調查表明80%管線在運行15年后，保溫層里面的防腐底漆都掉光，導致保溫層下腐蝕非常嚴重，大多是粉化脫落、均勻減薄。同時，由于中國石化許多煉化企業地處沿海區域，空氣中鹽含量較高，進一步加速了保溫層下腐蝕，導致保溫層下腐蝕更為嚴重，保溫層下腐蝕穿孔事故日益增多，中國石化某企業近年來因保溫層下腐蝕造成8次非計劃停工及一次人員傷亡事故。保溫層下腐蝕已經成為影響裝置長周期安全的重要問題。

對保溫層下腐蝕進行專項腐蝕檢查是發現保溫層下腐蝕的最直接手段，也是設備專業管理的一項基礎性工作。通過保溫層下腐蝕檢查，可以掌握設備、管線的腐蝕環境和外腐蝕情況，及時發現并處理腐蝕嚴重或存在安全隱患的設備、管道，最大限度的降低外腐蝕帶來的風險；同時，對腐蝕規律綜合分析，可以掌握保溫層下腐蝕趨勢與動態，以判斷腐蝕控制技術措施的實施效果，為下一步腐蝕管理與防腐蝕技術的選擇提供支持。

由于保溫層的遮蔽，使得保溫層下腐蝕具有一定的隱蔽性，這給日常檢查帶來了困難，往往當設備和管道泄漏時才發現腐蝕問題。目前，中國石化開展的保溫層下腐蝕檢查主要應用的方法包括：宏觀外部檢查、超聲波測厚、腐蝕坑深測量、導波、紅外熱成像等。

其他不需要拆除保溫層的無損檢測技術，如剖面射線照相、閃光射線照相、射線實時成像、脈沖渦流技術、射線數字成像等，適用范圍各不相同，需要結合實際條件和工況要求進行選擇使用，應該說其檢測可信度還未獲得一致高度認可，有待于進一步提高，目前應用尚不廣泛。

因此，要想經濟可行的獲得保溫腐蝕的客觀評價結果，需要根據不同現場情況，綜合利用以上技術進行保溫層下腐蝕檢測。

由于裝置內使用保溫的設備管線眾多，拆除所有保溫進行，進行宏觀檢查工作量巨大，經濟上不可行。為了最大限度的節省人力物力，同時盡量客觀、準確、全面的評價裝置的保溫層下腐蝕情況，需要制定了經濟可行的檢查流程。保溫層下腐蝕檢查流程主要包括四部分：

一是確定檢查范圍。一般包括煉化裝置及系統管架保溫使用4年以上，工作溫度小于150℃的碳鋼以及奧氏體不銹鋼設備管線。同時，對檢查范圍內的設備管線使用保溫的必要性進行論證，拆除不必要的保溫層。

二是腐蝕風險評估。對容易發生保溫層下腐蝕的高風險部位進行100%檢查；對風險較低的部位，首先用紅外熱成像進行篩查，對保溫破損的部位進行100%檢查，對保溫未破損的部位進行抽查。

三是選擇檢查方法。根據檢查部位的作業難度選擇檢查方法，對于附塔管線，高空管線等拆除保溫進行宏觀檢查難度大的管線，先采用導波檢測，檢測結果顯示良好的，不再拆除保溫；對于現場宏觀檢查難度小、紅外熱成像顯示保溫層有破損以及導波檢測顯示腐蝕嚴重的管線設備，拆除保溫進行宏觀檢查，同時輔助采用超聲波測厚，腐蝕坑深測量等手段客觀評估腐蝕程度。

四是腐蝕檢查，并根據檢查評估結果采取相應的處理措施。

目前，我們保溫層下腐蝕現場宏觀檢查的流程如下：

圖1 保溫層下腐蝕現場宏觀檢查流程

在進行保溫層下腐蝕檢查時，主要檢查保溫情況、腐蝕情況、剩余壁厚、材質、管徑、溫度、坑深等，并拍照存檔，并根據檢查結果的嚴重程度，評定風險等級，采取不同的處理措施。目前，聯合企業共同制定了腐蝕風險等級，共分為4個等級：良好（Ⅰ級）、輕微（Ⅱ級）、嚴重（Ⅲ級）、危險（Ⅳ級）。一般，在評定保溫層下腐蝕風險等級時需要根據保溫層、防腐層是否完好、有無腐蝕或泄露、銹層厚度、剩余壁厚、測厚數據、使用環境等綜合判斷。

NACE RP 0198保溫層和耐火材料下腐蝕控制中，比較系統的介紹了保溫層下腐蝕的防護，主要從保溫材料性能、保溫系統設計和防腐涂料三方面考慮防護對策。為了應對隨著使用時間增長，煉化企業設備和管線保溫層下腐蝕嚴重的問題，指導保溫層系統設計和保溫系統材料選用，開發保溫層下腐蝕風險評估技術具有較好的實際使用意義。

圖2 保溫層下腐蝕風險評估技術流程

此方法首先從目前在用的材料入手，收集設備和管線相關的涂層、保溫材料和結構設計數據，對在用的涂層其配套、保溫材料和保溫結構進行數據資料分析基礎上，對設備和管線中有保溫的部位進行初步腐蝕風險分析，對涂層進行實驗室腐蝕模擬實驗，測試涂料性能，然后從涂層的選用、保溫材料的選用和結構設計三個方面進行腐蝕風險評估，結合定量和定性評估，對腐蝕風險進行分析比較，劃分腐蝕風險等級，從而管控風險。在腐蝕風險評估后，產生的評估結果作為檢維修策略優化的輸入，提高保溫層下腐蝕檢查計劃準確性和實效性，然后依照保溫層下腐蝕檢查計劃開展腐蝕檢查，并對腐蝕嚴重部位進行原因分析和失效分析，其結果可進一步反饋到涂層的選用、保溫材料的選用和結構設計層面，提供指導意見，并對腐蝕風險評估方法進一步優化，從而，保溫層下腐蝕得到不斷的改善和控制。

大量工程案例和實驗研究表明，碳鋼和低合金鋼在保溫層下常發生均勻腐蝕和點蝕，而奧氏體不銹鋼多為外應力腐蝕開裂和點蝕。而從腐蝕檢查的18套煉化裝置的近8000個部位情況來看，保溫層下腐蝕主要表現為嚴重的均勻腐蝕和坑蝕。典型的保溫層下腐蝕形貌如圖3-圖5。

圖3 某企業氣分裝置排凝管線

圖4 某企業渣油加氫加熱爐對流室彎頭箱殼體壁板

圖5某企業加氫裂化裝置新氫線

保溫層下腐蝕一般發生于保溫層變形破損處、積雨管線、支架處、高點放空、低點排凝、結構不連續等部位，從檢查情況看，保溫層下腐蝕主要發生在以下部位： 

對檢查的近8000個部位的腐蝕風險統計，嚴重（Ⅲ級）和危險（Ⅳ級）所占比例分別為3.3%和2.4%，較好的排除了裝置內的保溫層下腐蝕的安全隱患。同時，在風險評估的基礎上，確定檢查范圍，在一定程度上減少了保溫層下腐蝕檢查的工作量，可有效的節約經濟成本。

保溫層下腐蝕已經成為影響中國石化裝置長周期安全的重要問題，由于保溫層下腐蝕的隱蔽性，日常維護檢查難以發現，在風險評估基礎上進行專項保溫層下腐蝕檢查，對于及時排除保溫層下腐蝕安全隱患具有重要的意義，應進一步推廣和應用。