在管道運行環境中，因受到環境因素的作用，防腐層質地逐步下降的過程稱為防腐層老化，防腐層老化過程中就是其化學穩定性喪失和物理性質衰變的過程，腐蝕介質的滲透是防腐層老化的主要原因。
即使是完好的防腐層，防腐層的上述隔離作用也不會是絕對的。由于防腐層的基本成分--成膜物大多為樹脂，其分子幾何尺寸遠遠大于腐蝕介質分子或離子，防腐層或多或少都有透氣性或透水性，防腐層中存在的極性物質對水分等腐蝕性物質具有某種親和性，有助于腐蝕介質滲透、通過防腐層達到金屬界面。如果防腐層-金屬界面有空隙，腐蝕介質則可能在這些空隙富集并達到最小反應濃度和最小反應質量，腐蝕反應仍將發生和延續。
腐蝕介質的滲透一是導致防腐層的老化，二是腐蝕金屬基底。最典型的介質滲透是水對防腐層的滲透。
水對防腐層進行滲透時有三種存在形式：對憎水性的防腐層一般以單分子水的存在形式往防腐層中擴散；防腐層成膜物中存在親水性基團時，水分子通過與親水性官能團的結合而滲入防腐層；當憎水性防腐層含水量較高時，或者親水性防腐層中含水超過基團結合水的最大量時，防腐層中的水將因氫鍵作用而產生締合，形成多分子水聚集體---水簇，并繼續滲透。
防腐層中還可能存在孔隙，水會優先進入這些非連續的通道，并借助這些通道再進一步進行滲透，使得腐蝕介質能夠更快滲透進入防腐層之中。
涂料中的顏料也可能加速水的滲透。理想的顏料/成膜物體系中，顏料以單顆粒形態均勻分散在成膜物中，成膜物將顏料顆粒包容并與之緊密結合。顏料顆粒大多是無機物，憎水，水的滲透只能從顆粒表面經過，其效果是延長了水的擴散路徑，提高了防腐層的防腐性能。但如果顏料有親水性，顏料盒成膜物的結合不良，顏料顆粒呈團聚狀態，沒有得到樹脂的良好浸潤，此時，顏料表面存在縫隙，成為水滲透的有利通道。
環境是加速防腐層老化的首要外部條件，不同應用場景（如戶外露天、地下土壤、化工介質浸泡、高溫工況）的環境侵蝕機制不同，具體可分為 5 類：
1、氣候與大氣侵蝕
適用于戶外儲罐、管道等露天設備的防腐層，主要受自然環境長期作用：
紫外線（UV）照射：絕大多數有機防腐層的化學鍵會被紫外線能量破壞，導致涂層表面粉化、失光、龜裂，尤其是夏季強光或高海拔地區，老化速度會加快 3-5 倍。
溫濕度循環：晝夜 / 季節溫差導致防腐層反復熱脹冷縮，同時高濕度環境會使水分滲透至涂層內部，破壞涂層與基材的附著力，形成 “鼓泡”；低溫還可能導致涂層變脆、開裂。
大氣污染物：工業區域的 SO?、NOx、鹽霧會與涂層發生化學反應：酸雨會溶解涂層中的樹脂成分，鹽霧中的 Cl?會穿透涂層孔隙，加速涂層劣化并誘發基材局部腐蝕。
2、介質浸泡與滲透
適用于接觸化工介質的儲罐、換熱器內壁防腐層，如原油、酸堿溶液、溶劑等：
化學溶解 / 溶脹：若防腐層材質與介質不兼容，介質會滲透進涂層內部，導致涂層軟化、溶脹、失去致密性，例如聚氨酯涂層接觸強酸性介質時，會發生酯鍵水解，涂層逐漸粉化脫落。
介質離子侵蝕：含 Cl?、S2?等腐蝕性離子的介質，會通過涂層的微小孔隙或缺陷處滲透，與基材發生電化學反應，同時反過來加速涂層與基材的剝離。
3、高溫與熱氧老化
適用于如煉油廠加熱爐管道、高溫儲罐高溫工況的防腐層，典型溫度范圍 50-200℃：
高溫會加速防腐層內部的熱氧老化反應：有機樹脂中的抗氧化劑逐漸消耗，分子鏈發生斷裂或交聯，導致涂層從 “柔韌” 變為 “硬脆”，附著力大幅下降。若溫度波動頻繁，涂層因熱膨脹系數與基材差異較大，會產生反復的熱應力，進一步加劇裂紋產生。
4、機械損傷與磨損
防腐層在施工、運輸、運維過程中受外力作用，導致物理結構破壞，間接加速老化：
施工損傷：如涂刷時涂層厚度不均、漏涂，或搬運時碰撞導致涂層劃傷，形成 “薄弱點”，環境介質會優先從這些缺陷處滲透，引發局部老化。
長期磨損：用于儲罐內壁、管道內壁的防腐層會因介質摩擦或固體顆粒沖擊，導致涂層表面磨損變薄，逐漸失去防護能力。
5、微生物侵蝕
適用于潮濕、富營養環境（如地下管道、污水儲罐）的防腐層：
細菌、真菌會在涂層表面或內部滋生，其代謝產物會腐蝕涂層樹脂，同時微生物附著會破壞涂層的致密性，形成 “生物膜”，加速水分和腐蝕性離子的滲透。
防腐層老化是不可避免的自然過程，是多重因素共同作用的結果，可以通過科學選材、規范施工、定期維護可顯著延緩老化，保障設備安全運行。
