隔热层可保护资产免受环境污染物的侵害，防止能源损失，并保护人员免受危险暴露。虽然隔热层必不可少，但也会带来一些麻烦：滞留的水分会成为腐蚀的完美催化剂。
保温层下腐蚀 (CUI) 是一个大问题。它占石油和天然气行业管道维护成本的40% 至 60%，并给其他行业造成重大损失。为什么发生率这么高？早期检测和预防保温层下腐蚀很困难，但并非完全不可能。
首先了解导致 CUI 的原因、哪种检测方法最有效以及如何预防它。
什么是绝缘层下腐蚀？
当水分在金属表面和绝缘层之间积聚时，就会发生绝缘层下腐蚀。根据材料的不同，CUI 可能表现为局部腐蚀（碳钢）、点蚀（铝合金）或应力腐蚀开裂（奥氏体不锈钢 (SS)）。
CUI 的挑战在于绝缘层可能看起来完好无损，但下面却隐藏着锈蚀或腐蚀。微裂纹或微小变薄会使水渗入并破坏下面的表面。
因此，CUI 可能多年都无法被发现，直到造成灾难性后果。过去二十年，CUI 导致陆上工厂50%的碳氢化合物泄漏。
绝缘层下哪些部件容易腐蚀？
绝缘层下的腐蚀通常对碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢和铝资产影响最大。其中包括石油和天然气、化工、核能和化肥行业使用的储罐、管道和压力容器等。
如果温度足够高并且长时间暴露在潮湿环境中，CUI 会影响任何绝缘资产。但是，由于持续的振动、温度变化、酸性蒸汽和拉伸应力，某些部件更容易发生 CUI。此外，形状不规则的部件的风险更大。
什么原因造成绝缘层下腐蚀？
绝缘层下的腐蚀只需要两个条件即可发生：湿气存在和温度暴露。
湿气可能来自海水（对于海上结构而言）、恶劣天气（雨、雪、雨夹雪）、冷凝、喷淋系统和蒸汽追踪的泄漏、或一般的高湿度。
发生损坏时，温度必须达到一定水平，而不同金属的温度水平各不相同。根据API RP 583 的规定，在 77-110°C (170-230°F) 时，碳钢和低合金钢发生 CUI 的风险会增加；在 60-177°C (140-350°F) 时，奥氏体不锈钢发生 CUI 的风险会增加；在 140°C 及以上时，双相不锈钢发生 CUI 的风险也会增加。同时，根据CINI 和 NACE 的规定，在 50-175°C 之间，发生 CUI 的风险会很高。
如果绝缘层磨损、密封不充分或存在其他结构缺陷（如护套缺失或绝缘塞损坏），CUI 可能会进展得更快。此外，您还应该注意许多其他因素：
l污染物：腐蚀性物质（如氯化物、硫化物和酸）可能存在于大气中或从绝缘材料中渗出。这些物质可能会导致看似免疫的金属（例如双相不锈钢）发生 CUI。
l绝缘耐久性：某些绝缘材料（如硅酸钙或玻璃纤维）可能会吸收水分和水分。某些类型的泡沫还含有氯化物和钠离子，这些物质可能会从绝缘材料中渗出并加速腐蚀。
l操作条件：在低于大气露点的条件下运行的系统更容易受到 CUI 的影响。
l设备设置：安装过程中使用不当或损坏会为水分提供通道。靠近水源的资产（如冷却塔）也更容易发生 CUI。
绝缘层下腐蚀测试方法
尽管 CUI 被视为一种外部损坏，但通过常规目视检查很难发现。通常的方法是去除保护层，清洁表面并进行检查。这种方法成本高昂、耗时且容易造成破坏，因此许多公司推迟了这一步骤。
更合理的是，新方法不需要如此昂贵的准备、漫长的停机时间和绝缘层拆除。现代无损检测工具可以估算腐蚀的准确位置和程度，而不会损坏保护层。
CUI 检测的最佳方法是脉冲涡流检测、红外热成像、中子背散射分析和射线照相术。
脉冲涡流 (PEC) 检测利用短而高能的电磁脉冲，这种脉冲可以穿透任何非导电材料（包括绝缘层和涂层）。脉冲穿透物体的整个厚度并产生磁场，由探头测量。测量差异表明壁变薄和金属损失。
脉冲涡流检测的核心优势在于它不需要直接接触表面，并且可以一次性覆盖大面积区域。即使在 -100-500° C (-150-932°F) 的温度下也可以进行脉冲涡流检测，因此无需关闭设备。该方法的结果重复性极佳，腐蚀检测准确率高达 10% ，持续腐蚀监测准确率高达 0.2%。
Voliro 最新的脉冲涡流有效载荷可让您检测铝套、低碳钢管和储罐的早期 CUI 阶段。凭借 100 毫米的提升距离（实际上是即时的），探头可以测量材料厚度，精度可达 3-18 毫米。得益于嵌入式噪声屏蔽、噪声消除和专门的算法，我们的 PEC 有效载荷可以穿透厚绝缘层（高达 100 毫米），而不会降低灵敏度。
注意事项：PEC 仅适用于碳钢和低合金钢。此外，它只能检测一般的金属变薄，而不能检测孤立的腐蚀坑。
红外热成像 (IRT) 测量红外辐射并生成表面热图。由于干湿绝缘材料的温度曲线不同，IRM 可以揭示易发生 CUI 的区域。日落后 2-3 小时进行 IRT 是最佳选择，因为湿绝缘材料比干绝缘材料能保持更长时间的温度。
重要的是要明白，IRT 识别的是湿点，不一定是腐蚀。我们只能假设在突出显示的位置存在腐蚀或可能发生腐蚀。因此，IRT 最适合预防性维护。
与 PEC 一样，IRT 不需要直接表面接触。此外，它还能提供非常精确的测量，精确到最小的温度波动（精确到几度）。
然而，环境因素会影响 IRT 读数。一些表面可能会反射来自其他来源的辐射，如阳光，从而产生人为热点。空气湿度使表面温度看起来比实际温度高。此外，当绝缘层太厚时，IRT 会失去准确性。
配备红外摄像机的现代巡检无人机简化了对大型工业场地和高架资产的巡检。您可以在派遣检查员使用额外手段验证问题之前，捕捉热点的精确镜头。
实时射线照相术 (RTR) 或荧光透视检查是一种数字射线照相术，可将 X 射线或伽马射线发送到受检对象并将这些信号转换为高分辨率图像。与传统射线照相术不同，RTR 以电子方式而非胶片方式生成图像，从而能够更快地获得结果。
X 射线 RTR 设备使用低频辐射，可穿透绝缘层，而不是墙壁。这让您可以想象资产的外壁并查看腐蚀模式。根据API RP 583，要检测绝缘管道上的 CUI，您的检查员可能需要将 RTR 仪器绕管道 360° 移动。
RTR 的核心优势在于它使用多个辐射阵列进行操作，可同时覆盖大面积区域。图像通常可在嵌入式视频显示器上实时访问。其局限性在于，在潮湿的绝缘材料上操作时，RTR 可能会产生不确定的结果。此外，对于拥挤区域的管道，它要求最多 30 厘米（12 英寸）的间隙。
中子背散射利用放射性能量（通常是镅 24）向绝缘层发射高能中子。当这些中子与氢原子碰撞时，它们会释放能量并失去速度。通过计算这些低能中子，光谱仪可以确定绝缘层中的水分含量。中子越多，水分就越多。有时，红外热成像技术用于验证中子背散射的结果。
中子背散射非常适合发现绝缘层下的水分，这可以帮助您及时将其干燥，消除源头并降低潜在 CUI 的风险。另一方面，该方法容易出现误报：潮湿的绝缘层并不一定意味着腐蚀。干燥的绝缘层并不能保证不受腐蚀（因为在高温操作过程中水可能已经蒸发）。
绝缘层下腐蚀缓解策略
正确的设计、安装、检查和维护可以提高资产抵抗损坏和水侵入的能力，使其不易发生 CUI。
一般来说，您的资产设计和安装越复杂，其绝缘和 CUI 检查就越复杂。如果您无法控制这方面以适应更频繁的检查，请将资产放置在其他物体不会阻碍您进入的区域。
预防和缓解 CUI 的其他辅助手段包括：
l选择绝缘材料：选择不吸水的绝缘材料，以尽量减少水的渗入。例如，聚氨酯泡沫适用于加热至 93°C (200°F) 的铁素体和奥氏体钢。同时，泡沫玻璃可以保护在高达 204°C (400°F) 的温度下运行的钢。
l使用保护性油漆和涂料：涂抹额外的涂层以提高防水性并防止绝缘材料浸出。例如，硅丙烯酸涂层通常用于增强泡沫玻璃和矿棉绝缘材料。进行干膜厚度测量以确保正确应用并评估涂层质量。
l添加防潮设备：安装带有排水孔或密封焊接密封盘的绝缘护套系统，以捕获和重新引导水。添加防潮装置（如桶式支撑环）以将水从高风险区域转移。用填缝剂固定绝缘密封件，以防止重叠区域渗水。
l定期维护：定期检查并更换绝缘材料或更新涂层。大多数保护涂层应每 5-13 年重新涂一次（取决于材料）。使用 25 年后可能需要更新填缝剂。
如果没有合适的检查设备，CUI 可能多年都无法被发现，直到它表现为泄漏或严重的资产损失。以马拉松石油公司为例，该公司的管道因隐蔽的 CUI 而破裂。该事件导致高压甲烷气体泄漏，并给该公司带来了 116 万美元的罚款。根据英国监管机构的说法，频繁的检查和维护可以防止这起事件发生。
Voliro T可以帮助您通过更频繁的检查在早期阶段检测 CUI。避免搭建脚手架或爬绳来接触高处的资产，可靠地测试有角度或弯曲的元素。使用我们的一系列 NDT 有效载荷，您可以测试从腐蚀的早期阶段到金属退化和壁变薄的所有内容。
