熱交換器の腐食の原因は何ですか?

熱交換器にはさまざまな種類があり、化学製品の製造に広く使用され、重要な役割を果たしています。これらは多くの産業部門で一般的に使用される機器です。熱交換器を使用すると、腐食が発生することがよくあります。この状況の理由は何でしょうか?以下に簡単に紹介します。

1. 熱交換器の材料の選択: 使用する材料の決定要因は経済性です。チューブの材質には、ステンレス鋼、銅ニッケル合金、ニッケル基合金、チタン、ジルコニウムなどがあり、工業用として使用できない場合を除き、溶接管が使用されます。チューブ側のみ耐食性材料を使用し、シェル側には炭素鋼を使用しています。

2. 熱交換器の金属腐食

1) 金属腐食の原理: 金属腐食とは、周囲の媒体の化学的または電気化学的作用による金属の破壊を指しますが、多くの場合、物理的、機械的、または生物学的要因の複合作用による金属の破壊を指します。彼らの環境の影響。

2) 熱交換器に対する一般的な腐食損傷のいくつかのタイプ:

ａ．均一腐食：媒体に露出した表面全体または広範囲に発生する巨視的で均一な腐食損傷を均一腐食と呼びます。

b.接触腐食: 異なる電位を持つ 2 つの金属または合金が互いに接触し、電解液に浸されると、それらの間に電流が流れます。正電位の金属の腐食速度は低下し、負電位の金属の腐食速度は増加します。

c.選択腐食： 合金中の特定の元素が腐食により優先的に媒体に侵入する現象を選択腐食といいます。

d.気孔腐食: 金属表面の個々の小さな点に集中し、より深い腐食が発生することを孔食と呼び、小穴腐食または孔食とも呼ばれます。

e.隙間腐食: 重度の隙間腐食は、金属表面の隙間および覆われた領域で発生します。

f.エロージョン・コロージョン: エロージョン・コロージョンは、媒体と金属表面の間の相対運動により腐食プロセスを加速させる腐食の一種です。

g.粒界腐食: 粒界腐食は、金属または合金の粒界および隣接領域を優先的に腐食するタイプの腐食ですが、粒子自体の腐食は比較的小さいです。

h.応力腐食割れ (SCC) および腐食疲労 SCC は、特定の金属誘電体システムにおける腐食と引張応力の複合作用によって引き起こされる材料破壊です。

私。水素による損傷: 電解液中の金属は、腐食、酸洗浄、陰極防食、または電気メッキによる水素の透過によって損傷を受ける可能性があります。

3. 金属腐食に対する冷却媒体の影響 産業で最も一般的に使用される冷却媒体は、さまざまな天然水です。金属の腐食に影響を与える要因は数多くあります。その中には、主な要因と、一般的に使用されるいくつかの金属に対するその影響も含まれます。

1) 溶存酸素: 水中の溶存酸素は、陰極プロセスに関与する酸化剤であるため、一般に腐食を促進します。水中の酸素濃度が不均一になると酸素濃淡電池が形成され、局部腐食が発生します。炭素鋼、低合金鋼、銅合金、および特定のグレードのステンレス鋼の場合、溶存酸素は水中での腐食挙動に影響を与える最も重要な要素です。

2) その他の溶存ガス: 水中に酸素が存在しない場合、CO2 は銅や鋼の腐食を引き起こしますが、アルミニウムの腐食は促進しません。微量のアンモニアは銅合金を腐食しますが、アルミニウムや鋼には影響を与えません。 H2S は銅や鋼の腐食を促進しますが、アルミニウムには影響を与えません。 SO2 は水の pH 値を低下させ、金属に対する腐食性を高めます。

3) 硬度: 一般に、淡水の硬度が増加すると、銅、亜鉛、鉛、鋼などの金属の腐食が軽減されます。極軟水は腐食性が強いため、銅、鉛、亜鉛は使用しないでください。逆に、鉛は軟水では耐食性があり、硬度の高い水では孔食を起こします。

4) PH 値: 鋼は、pH > 11 の水中では腐食が少なく、pH

5) イオンの影響: 塩化物イオンはステンレス鋼などの不動態化された金属の表面に損傷を与え、孔食や SCC を引き起こす可能性があります。

6) スケールの影響: 淡水中の CaCO3 スケール。 CaCO3 スケール層は熱を伝えにくいですが、腐食を防ぐのに役立ちます。

4. 腐食に対する熱伝達プロセスの影響: 金属の腐食挙動は、熱伝達がある条件と熱伝達がない条件では異なります。一般に、熱伝達は、特に沸騰、蒸発、または過熱の条件下で金属の腐食を悪化させます。熱伝達の影響は、媒体や金属によって異なります。

5. 防食方法: 熱交換器のさまざまな腐食の原因を知り、適切な防食対策を選択することで、機器の効率的な利用という目標を達成できます。