保温层下腐蚀

火电行业

保温层下腐蚀(CUI)每年给电力行业造成数百万美元的停机和维修损失,且该问题正日趋严重

随着可再生能源的兴起,部分燃煤电厂正越来越多地采用间歇性运行模式,以满足可再生能源供应不足时的电力需求。这种反复的间歇性运行导致设备频繁经历升温和降温过程,使得电厂设备更频繁处于60-150°C的温度范围,这正是保温层下腐蚀的危险温度区间。

火电行业采用的传统防腐涂料无法适应此类工况。而油气行业长期应对类似运行条件的经验表明,如果将石油和天然气应用中经过验证的涂料技术能在火电行业得到更广泛应用,将使该行业能够更主动地应对保温层下腐蚀问题。

什么是保温层下腐蚀?

当水分滞留在电厂管道系统、风道系统、阀门及其他保温层下设备的隔热材料下方时,便会发生保温层下腐蚀(CUI)。这些水分可能源于外部渗水,通过外层护板接缝处的泄漏点或维护不当的接口渗入,也可能是设备启停过程中形成的冷凝水。由于水分处于保温层内部,无法自然挥发,因此会在隔热层与设备基材之间的表面凝结,从而引发腐蚀。

由冷凝引起的保温层下腐蚀正成为日益严重的问题,因为燃煤发电厂在保温层下腐蚀温度区域的运行时间越来越长。

为何传统涂料并非解决之道?

传统火电行业通常在管道系统、风道系统、阀门及其他隔热设备上使用硅酸锌涂料,并覆涂锌铝涂料。尽管此类涂料在极端高温环境下性能优异,但其设计并未考虑宽泛的温度变化工况。此外,当未施工面漆或面漆已劣化的硅酸锌涂层暴露于湿热区域的反复循环运行时,锌涂层消耗速度显著加快,腐蚀随即加速发生。

此前这并非主要问题,因多数电厂几乎持续运行,设备长期保持高温且极少产生冷凝水。但在新型能源格局下,为满足峰值削减等间歇性操作需求,传统涂料已非理想选择。

当前虽存在多种应对保温层下腐蚀的标准与指导文件,却缺乏针对涂料在保温层下腐蚀工况时性能检测的国际标准。因此衍生出诸多临时性测试方案,但这些方案往往专为油气及流程工业设计,未必适用于火电行业。国际涂料制造商海虹老人在内的多家公司正在参与相关标准制定,目前已有成熟的解决方案。

借鉴油气行业的经验

应对保温层下腐蚀的简单方案是在锌涂层表面覆涂其他涂层,以防止其与温暖潮湿的环境直接接触。但此方案存在局限性:所使用的面漆必须耐受相关温度,在存在湿气的所有温度范围内提供良好的屏障性能,且必须与硅酸锌涂层完全兼容。

更好的解决方案是使用惰性多聚合物基质型材料,例如老人牌保温层下防腐漆 56990,该材料已在全球多个项目中得到验证。此类涂料以硅树脂为基料,施工膜厚更高,其屏障性能优于铝硅涂层。因此,在设备处于CUI温度范围时可提供优异的保温层下防腐保护。

惰性多聚合物基材还具有其他优势:耐热性超越硅酸锌涂料400℃的上限,干燥速度较硅铝涂料更快,可在维护期间减少停机时间,并在施工时提高生产效率。

此类材料的核心优势在于应用便捷性。其最初为油气行业开发,因该领域应用涉及温度范围极广。惰性多聚合物基材可适配多种温度与性能类别,适用于管道系统及阀门等大型构件。

火电行业采用此类涂料后,获得了应对保温层下腐蚀的成熟解决方案,这一类腐蚀正是当前导致运行中断与额外维护的主要原因之一。

浏览更多技术文章

LOADING