能否说明何为出现保温层下腐蚀?
海虹老人常被问及对ISO 19277保温层下腐蚀涂料测试新标准的见解。为此,我们特邀Simon Daly进行详细阐述。
保温层下腐蚀(CUI)是流程工业中公认的持续性腐蚀现象,主要发生于带保温层的低合金碳钢设备中。当水分渗入保温层且无法蒸发时,滞留的水汽将导致设备腐蚀及结构完整性丧失。该腐蚀常见于运行部件、工艺设备、阀门及精炼装置资产的保温层内,因维修成本、停产损失及部件更换问题,已成为业内熟知的主要收益损失源。
为何 CUI 比其他腐蚀形式更具挑战?
保温层下腐蚀现象难以检测,且无法在不影响油气资产日常运行的前提下进行检测。长此以往,将导致关键基础设施显著腐蚀,引发高昂的维修更换成本,并可能产生安全隐患。此外,拆除处置保温材料进行检测维修亦对环境造成较大影响。此时选择适宜的防护涂层至关重要。鉴于当前市面产品数量众多,针对保温层下腐蚀的防护涂层选择并非易事。
在选择用于抵御保温层下腐蚀的防护涂层时,应考虑哪些因素?
防护涂层不应孤立使用,而应作为一项CUI方案体系的一部分实施。该体系确立了检查、检测、安装和设计实践,以限制腐蚀可能造成的损害。涂装不当,或其制造与存储问题,均可导致涂层产品最终失效,这与涂层固有特性无关。鉴于诸多涂层规格预期需在CUI区域和高温裸露区域同时有效,其复杂性带来的另一重大挑战在于确保为正确的应用场景选用正确的产品。
是否有指导文件可协助客户正确选用涂层?
目前,已有大量文件与标准用于应对 CUI;此外,众多涂层供应商出于必要,亦自行制定了临时测试方案,但所得数据可比性有限。ISO 19277 是近年为应对此问题而发布的标准,然而在实际运营方中采用程度仍不高。该标准全称为 ISO 19277:2018《石油、石化和天然气工业 — 保温层下防护涂层系统的合格测试与验收标准》,旨在通过测试多项因素,以判定涂层在绝热层下的适用性。
近年来,随着技术进步带来种类繁多的防护涂层,规范测试的重要性并未降低;通过实施恰当测试为特定工况选择合适涂层,可节省资金与时间。
近年来,随着技术进步带来种类繁多的防护涂层,规范测试的重要性并未降低;通过实施恰当测试为特定工况选择合适涂层,可节省资金与时间。
你能更详细地解释一下 ISO 19277:2018 吗?
ISO 19277:2018 提出按温度划分的 CUI 类别概念
类别如下:
表 1 CUI 分级环境
| 分类 | 最低温度 | 峰值温度 |
| CUI-1 | -45°C | 至 60°C |
| CUI-2 | -45°C | 60°C 至 150°C |
| CUI-3 | -45°C | 150°C 至 204°C |
允许根据涂层的预定工作温度,将其分类至一个或多个类别。另有单独类别适用于低温工况涂层。
本标准规定了测试前的取样、涂敷及热预处理程序。热预处理至关重要,因为CUI通常不会在工厂投运时即刻发生。因此,在涂层暴露于CUI环境前,必须考虑热量/温度对涂层的影响。每次暴露试验前后均需进行干膜厚度测量和附着力测试。
本标准规定了测试前的取样、涂敷及热预处理程序。热预处理至关重要,因为CUI通常不会在工厂投运时即刻发生。因此,在涂层暴露于CUI环境前,必须考虑热量/温度对涂层的影响。每次暴露试验前后均需进行干膜厚度测量和附着力测试。
本标准随后对下列领域进行详细审查:
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人工老化尽管该测试在 CUI 测试程序中并非显而易见之选,仍需重点考虑:1)涂层在装置投产前的运输与安装期间所承受的暴露条件;2)长期停机等情形下保温层可能被拆除的情况。此外,该测试亦适用于后续可能被保温或保持裸露的批量管道。
人工老化过程采用盐雾与浸水相结合的方法;随后按 ISO 4628 规范检查起泡、开裂、锈蚀及剥落。该做法在本标准中贯穿始终。 -
循环测试循环浸渍试验要求在对应 CUI 类别最高温度与 5 °C 冷水之间进行多次加热—冷却循环。
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CUI循环腐蚀试验(强制性)该标准最具争议的部分或为选用冷凝箱试验以评估 CUI 性能。该试验在行业内的应用尚不普遍,目前已有多种更大规模的测试方法正在评估中。在此试验中没有使用保温材料即直接进行评估,很难形成在实际保温工况表现的结论。
除试验方案外,另设若干可选试验:
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低温暴露低温循环试验为可选项目,适用于本标准规定的低温类别。
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立管/休斯敦管试验作为本标准内可选的 CUI 测试方法,立管试验因管道试样存在温度梯度而受到质疑;该试验亦高度依赖于测试条件,尤以保温类型为甚。
您认为针对防 CUI 涂层的测试未来会如何发展?
虽然该标准规定了文件化且可复现的CUI涂层测试方法,是一个良好的开端,但其CUI测试要素面临行业的较大阻力。
鉴于该领域存在众多测试项目,该标准很可能随时间推移而完善。此外,鉴于少数关键石油和天然气标准(如NORSOK M-501)目前有待修订,该重要领域似乎将持续活跃。防护涂层在多种CUI条件下的性能至关重要,因此存在多种测试方法,以助于避免选择错误的涂层规格。
测试涂层预防或延缓CUI有效性的过程虽属必要,但十分复杂。ISO 19277力图将这些测试方法整合为一个具有明确验收标准的统一标准。随着更优CUI测试方法的出现,对该文件的进一步完善将使未来能够实现更优的涂层选择。
鉴于该领域存在众多测试项目,该标准很可能随时间推移而完善。此外,鉴于少数关键石油和天然气标准(如NORSOK M-501)目前有待修订,该重要领域似乎将持续活跃。防护涂层在多种CUI条件下的性能至关重要,因此存在多种测试方法,以助于避免选择错误的涂层规格。
测试涂层预防或延缓CUI有效性的过程虽属必要,但十分复杂。ISO 19277力图将这些测试方法整合为一个具有明确验收标准的统一标准。随着更优CUI测试方法的出现,对该文件的进一步完善将使未来能够实现更优的涂层选择。