在管線或設備的外表面包裹保溫層材料，一方面可以減少熱量損失、維持操作系統的溫度、節約能源，另一方面也可以阻止外界有害介質接觸到管線或設備金屬表面，提高其運行能力。然而必須留意的是，您的管線和設備卻有可能發生保溫層下腐蝕（Corrosion Under Insulation, CUI），若未多加留意可能埋下工廠安全隱憂。然而究竟什麼是保溫層下腐蝕？一起來了解吧！
容易忽略的金屬材料殺手－保溫層下腐蝕是什麼？
在管線或設備的外表面包裹保溫層材料，一方面可以減少熱量損失、維持操作系統的溫度、節約能源，另一方面也可以阻止外界有害介質接觸到管線或設備金屬表面，提高其運行能力。然而必須留意的是，您的管線和設備卻有可能發生保溫層下腐蝕（Corrosion Under Insulation, CUI），若未多加留意可能埋下工廠安全隱憂。然而究竟什麼是保溫層下腐蝕？一起來了解吧！
保溫層下腐蝕（CUI）是指外層包覆保溫材的管線或設備（組成主要為碳鋼、低合金鋼及奧氏體不鏽鋼等），在水分或具腐蝕性物質進入後，造成的腐蝕現象。此外，由於保溫層下腐蝕（CUI）發生的位置在管線或設備外部的保溫塗層下方，因此它是一種外部腐蝕（不同於發生在管線內壁的腐蝕）。
根據2002年英國殼牌公司（Shell）發表的資料顯示，35%的腐蝕意外事件可歸因於CUI；艾克森美孚公司（ExxonMobil）2003年的統計資料亦指出，60~80%管線維護費用來自CUI。此外，亦有研究指出，以碳鋼為例，其保溫層下腐蝕速率可能是一般大氣狀況下的20倍。由此可知，CUI可能導致製程安全事故，產生巨大的工安問題與經濟損失，是值得關切的議題。
多數研究者認爲，CUI發生的原因是由於水、水中的雜質以及溫度的共同作用。當系統洩漏或保溫層破損等，都會導致水或凝結的水氣滲入保溫層使其變潮溼，此時保溫層內外的溫差會使水汽冷凝在金屬基體表面，形成局部液體聚集，又在熱循環下，隨着水分重複的聚集和蒸發，使得保溫材料和金屬基體間的電解液濃度越來越大，腐蝕速率不斷提高。若工廠未及早發現，CUI的情況越來越嚴重，最後管線或設備內的物質會發生洩漏。
(一)水分
部份學者認為保溫層內的水分是發生CUI的根本原因，水的可能來源包含：雨水、冷凝水塔的逸散、蒸氣排放、製程液體的溢流、低溫設備表面結露之冷凝水滴、蒸氣加熱器損傷、排放蒸氣之冷凝水和消防水或溢流液體之噴灑。水分可能因為保溫材料在安裝前存放不當、安裝不當或是受到損傷而侵入。此外若有腐蝕性化學品滲入保溫層，可能會使得腐蝕的狀況加劇。
(二)溫度
最容易發生CUI的溫度範圍是攝氏－4度到175度之間，在達到水的沸點之前，溫度每提高15至20度，腐蝕速率就會加倍。而週期性的溫度變化（如再生、活化的設備），會使設備或管線長期處於乾溼及冷熱交替的條件下，導致腐蝕介質的濃縮和聚積，增強該區域的腐蝕性，加快腐蝕速率，導致CUI頻繁發生。
(三)位置
常見的CUI發生位置為垂直管線與水平管線連接的接口附近，此外直接焊接在壓力容器管壁的設備或附屬結構，或保溫材料安裝不當、破損、油漆和塗層局部損傷的位置都很有可能發生CUI現象。
本篇作者
按：莊明潔，中華民國工業安全衛生協會安全與環保技術服務處經理。
參考資料
1. 保溫層包覆下腐蝕, 陳志平, 台灣中油高雄煉油廠, 2012
2. 保溫層下腐蝕防護的研究現狀, 吕曉亮, 腐蝕科學與防護技術, 2014
3. 氣凝膠在保溫層下腐蝕(CUI)防治之應用, 林其瑞, 工研院材化所, 工業材料雜誌359期, 2016
4. A Review of Corrosion under Insulation: A Critical Issue in the Oil and Gas Industry, Qing Cao et al, 2022