在管道运行环境中，因受到环境因素的作用，防腐层质地逐步下降的过程称为防腐层老化，防腐层老化过程中就是其化学稳定性丧失和物理性质衰变的过程，腐蚀介质的渗透是防腐层老化的主要原因。
即使是完好的防腐层，防腐层的上述隔离作用也不会是绝对的。由于防腐层的基本成分--成膜物大多为树脂，其分子几何尺寸远远大于腐蚀介质分子或离子，防腐层或多或少都有透气性或透水性，防腐层中存在的极性物质对水分等腐蚀性物质具有某种亲和性，有助于腐蚀介质渗透、通过防腐层达到金属界面。如果防腐层-金属界面有空隙，腐蚀介质则可能在这些空隙富集并达到最小反应浓度和最小反应质量，腐蚀反应仍将发生和延续。
腐蚀介质的渗透一是导致防腐层的老化，二是腐蚀金属基底。最典型的介质渗透是水对防腐层的渗透。
水对防腐层进行渗透时有三种存在形式：对憎水性的防腐层一般以单分子水的存在形式往防腐层中扩散；防腐层成膜物中存在亲水性基团时，水分子通过与亲水性官能团的结合而渗入防腐层；当憎水性防腐层含水量较高时，或者亲水性防腐层中含水超过基团结合水的最大量时，防腐层中的水将因氢键作用而产生缔合，形成多分子水聚集体---水簇，并继续渗透。
防腐层中还可能存在孔隙，水会优先进入这些非连续的通道，并借助这些通道再进一步进行渗透，使得腐蚀介质能够更快渗透进入防腐层之中。
涂料中的颜料也可能加速水的渗透。理想的颜料/成膜物体系中，颜料以单颗粒形态均匀分散在成膜物中，成膜物将颜料颗粒包容并与之紧密结合。颜料颗粒大多是无机物，憎水，水的渗透只能从颗粒表面经过，其效果是延长了水的扩散路径，提高了防腐层的防腐性能。但如果颜料有亲水性，颜料盒成膜物的结合不良，颜料颗粒呈团聚状态，没有得到树脂的良好浸润，此时，颜料表面存在缝隙，成为水渗透的有利通道。
环境是加速防腐层老化的首要外部条件，不同应用场景（如户外露天、地下土壤、化工介质浸泡、高温工况）的环境侵蚀机制不同，具体可分为 5 类：
1、气候与大气侵蚀
适用于户外储罐、管道等露天设备的防腐层，主要受自然环境长期作用：
紫外线（UV）照射：绝大多数有机防腐层的化学键会被紫外线能量破坏，导致涂层表面粉化、失光、龟裂，尤其是夏季强光或高海拔地区，老化速度会加快 3-5 倍。
温湿度循环：昼夜 / 季节温差导致防腐层反复热胀冷缩，同时高湿度环境会使水分渗透至涂层内部，破坏涂层与基材的附着力，形成 “鼓泡”；低温还可能导致涂层变脆、开裂。
大气污染物：工业区域的 SO₂、NOx、盐雾会与涂层发生化学反应：酸雨会溶解涂层中的树脂成分，盐雾中的 Cl⁻会穿透涂层孔隙，加速涂层劣化并诱发基材局部腐蚀。
2、介质浸泡与渗透
适用于接触化工介质的储罐、换热器内壁防腐层，如原油、酸碱溶液、溶剂等：
化学溶解 / 溶胀：若防腐层材质与介质不兼容，介质会渗透进涂层内部，导致涂层软化、溶胀、失去致密性，例如聚氨酯涂层接触强酸性介质时，会发生酯键水解，涂层逐渐粉化脱落。
介质离子侵蚀：含 Cl⁻、S²⁻等腐蚀性离子的介质，会通过涂层的微小孔隙或缺陷处渗透，与基材发生电化学反应，同时反过来加速涂层与基材的剥离。
3、高温与热氧老化
适用于如炼油厂加热炉管道、高温储罐高温工况的防腐层，典型温度范围 50-200℃：
高温会加速防腐层内部的热氧老化反应：有机树脂中的抗氧化剂逐渐消耗，分子链发生断裂或交联，导致涂层从 “柔韧” 变为 “硬脆”，附着力大幅下降。若温度波动频繁，涂层因热膨胀系数与基材差异较大，会产生反复的热应力，进一步加剧裂纹产生。
4、机械损伤与磨损
防腐层在施工、运输、运维过程中受外力作用，导致物理结构破坏，间接加速老化：
施工损伤：如涂刷时涂层厚度不均、漏涂，或搬运时碰撞导致涂层划伤，形成 “薄弱点”，环境介质会优先从这些缺陷处渗透，引发局部老化。
长期磨损：用于储罐内壁、管道内壁的防腐层会因介质摩擦或固体颗粒冲击，导致涂层表面磨损变薄，逐渐失去防护能力。
5、微生物侵蚀
适用于潮湿、富营养环境（如地下管道、污水储罐）的防腐层：
细菌、真菌会在涂层表面或内部滋生，其代谢产物会腐蚀涂层树脂，同时微生物附着会破坏涂层的致密性，形成 “生物膜”，加速水分和腐蚀性离子的渗透。
防腐层老化是不可避免的自然过程，是多重因素共同作用的结果，可以通过科学选材、规范施工、定期维护可显著延缓老化，保障设备安全运行。
