ちょっと、そこ！ろう付けプレート熱交換器のサプライヤーとして、私はこれらの気の利いたデバイスの耐食性についてよく質問されます。そこで、このトピックについて深く掘り下げ、知っておくべきことをすべて共有したいと思いました。
まず、ブレージングプレート式熱交換器とは何かを理解しましょう。熱交換器の一種で、複数の薄い金属板をろう付けして構成されています。これらのプレートには特別なパターンがあり、熱い液体と冷たい液体が流れるチャネルが形成されます。熱は、熱い流体がこれらのチャネルを通過するときに、熱い流体から冷たい流体に伝達されます。詳細については、こちらをご覧ください。ブレージングプレート熱交換器ページ。
さて、熱交換器に関しては腐食が大きな問題となります。熱伝達の効率が低下し、漏れが発生し、さらにはデバイスの完全な故障につながる可能性があります。したがって、良好な耐食性を有することが重要です。
耐食性に影響を与える要因
ろう付けプレート熱交換器の耐食性に影響を与える可能性のある要因がいくつかあります。
材料の選択
熱交換器の構造に使用される材料は大きな役割を果たします。ほとんどのろう付けプレート熱交換器はステンレス鋼またはチタンで作られています。ステンレス鋼は比較的安価で、一般的な耐食性に優れているため、一般的な選択肢です。クロムが含まれており、金属の表面に不動態酸化物層を形成します。この層はバリアとして機能し、さらなる腐食を防ぎます。ただし、塩化物濃度が高い環境など、一部の過酷な環境では、ステンレス鋼に孔食や隙間腐食が発生しやすい可能性があります。
一方、チタンは非常に耐食性に優れています。非常に安定した酸化物層を形成し、酸や海水などの幅広い腐食性物質に耐えることができます。ただし、ステンレス鋼よりも高価であるため、特に過酷な環境の用途でよく使用されます。
ろう材
プレートを結合するために使用されるろう材も耐食性に影響します。銅およびニッケルベースのろう付け合金が一般的に使用されます。銅ろう付けはコスト効率が高く、優れた熱伝導率を実現します。ただし、銅は環境によっては、特に硫黄やアンモニアの濃度が高い環境では腐食する可能性があります。ニッケルベースのろう付け合金は、幅広い環境で優れた耐食性を提供しますが、より高価です。
流体組成
熱交換器を流れる流体の組成が重要な要素です。流体中に酸、アルカリ、塩類、溶存酸素などの腐食性物質が含まれる場合、腐食の原因となります。たとえば、塩化物含有量の高い水はステンレス鋼の不動態酸化層を攻撃し、孔食を引き起こす可能性があります。産業用途では、流体には汚れ、破片、微生物などの他の汚染物質も含まれている可能性があり、腐食プロセスを促進する可能性があります。
温度と圧力
高温および高圧では腐食速度が速くなる可能性があります。温度が高くなると、腐食を引き起こす化学反応がより急速に発生します。特に熱交換器の異なる部分間に圧力差があるシステムでは、圧力も腐食プロセスに影響を与える可能性があります。これにより、隙間が形成され、その領域に腐食性物質が蓄積する可能性があります。
耐食性の試験
当社のブレージングプレート式熱交換器が優れた耐食性を備えていることを確認するために、さまざまなテストを実施しています。
浸漬試験
浸漬試験では、熱交換器材料のサンプルを腐食性溶液に指定された時間浸漬します。通常、ソリューションは実際の動作環境をシミュレートするために選択されます。浸漬期間の後、サンプルは重量減少、孔食、亀裂などの腐食の兆候がないか検査されます。
電気化学試験
電気化学試験は、材料の腐食速度を測定するために使用されます。これらのテストでは、サンプルに電位を印加し、その結果生じる電流を測定します。電流と電位の関係を分析することで、腐食速度と、さまざまな種類の腐食に対する材料の感受性を判断できます。
優れた耐食性のメリット
優れた耐食性を備えたろう付けプレート熱交換器を使用すると、いくつかの利点が得られます。
長寿命
腐食に強い熱交換器は長持ちします。つまり、交換頻度が減り、長期的には大幅なコストを節約できます。予期せぬ故障や、それに伴うダウンタイムや修理のコストを心配する必要はありません。
より高い効率
腐食により、プレートの表面にスケールや錆の層が形成され、熱伝達効率が低下する可能性があります。この層は断熱材として機能し、熱伝達率を低下させます。優れた耐食性により、プレートは清潔で滑らかな状態を保ち、効率的な熱伝達とエネルギー消費の削減を可能にします。
信頼性
耐食性熱交換器はより信頼性が高くなります。漏れやその他の問題がなく、継続的に動作することを信頼できます。これは、発電所、化学処理プラント、HVAC システムなどの重要な用途では特に重要です。
用途と耐食性の要件
用途が異なれば、耐食性の要件も異なります。
HVAC システム
HVAC システムでは、通常、流体は水または水とグリコールの混合物です。ここでの主な関心事は、スケールの形成と全体的な腐食の防止です。この種の環境では優れた耐食性を発揮するため、ステンレス鋼のろう付けプレート式熱交換器が一般的に使用されます。 HVAC に適した熱交換器の詳細については、当社の Web サイトをご覧ください。業務用プレート式熱交換器ページ。
飲食業界
食品および飲料業界では、熱交換器が酸、糖、その他の物質を含む可能性のあるさまざまな食品と接触します。熱交換器は食品グレードの材料で作られており、汚染を防ぐために優れた耐食性を備えている必要があります。ステンレス鋼は、これらの要件を満たすため、一般的な選択肢です。
化学処理
化学処理プラントでは、酸、アルカリ、溶剤などの腐食性の高い物質を扱うことがよくあります。これらの用途では、耐食性に優れたチタンろう付けプレート式熱交換器がよく使用されます。過酷な化学環境に耐えることができ、プロセスの安全かつ効率的な操作を保証します。
海洋用途
海洋用途では、熱交換器は海水にさらされますが、海水は塩分が多く含まれているため腐食性が高くなります。海水による腐食に耐えられるチタンがここで選ばれる材料です。プレート熱交換器は、船上の HVAC システムやエンジン冷却システムでも使用されます。さまざまなタイプの熱交換器について詳しくは、当社の Web サイトをご覧ください。プレートおよびフレーム熱交換器ページ。
耐食性の維持
ブレージングプレート熱交換器の耐食性を最高の状態に保つには、適切なメンテナンスが不可欠です。
定期的な清掃
定期的な洗浄により、腐食の原因となる可能性のある堆積物や汚染物質を除去できます。熱交換器の材質と互換性のある中性洗剤または洗浄液を使用できます。プレートの表面を傷つける可能性がある研磨剤入りクリーナーの使用は避けてください。
液体の品質の監視
熱交換器を流れる流体の品質に常に注意してください。液体の pH、温度、化学組成が推奨範囲内であることを確認してください。必要に応じて、水処理システムを使用して不純物を除去し、腐食速度を制御します。
検査
熱交換器に腐食の兆候がないか定期的に検査してください。変色、穴あき、またはその他の目に見える損傷がないかどうかを確認します。問題に気付いた場合は、さらなる腐食を防ぐために直ちに措置を講じてください。
結論
結論として、ろう付けプレート熱交換器の耐食性は、材料の選択、ろう付け材料、流体組成、温度、圧力などのいくつかの要因に依存する複雑な問題です。これらの要因を理解し、適切な対策を講じることで、熱交換器の優れた耐食性と長寿命を確保できます。
ろう付けプレート熱交換器をご検討中で、当社製品の耐食性について詳しく知りたい場合、またはその他の質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。当社は、お客様の特定の用途に最適な熱交換器を見つけるお手伝いをいたします。
参考文献
- MG、フォンタナ（1986）。腐食工学。マグロウ - ヒル。
- ウーリグ、HH、およびレヴィ、RW (1985)。腐食と腐食制御。ワイリー - インターサイエンス。