塩素アルカリ業界の樹脂防食

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塩素アルカリ業界は大規模な産業であり、樹脂による防食が特に多く用いられる、重要な防食最終市場でもあります。成都八院のこの分野における設計案は、国内で最も多いはずです。この投稿では、塩素アルカリ業界における樹脂による防食ソリューションを簡潔にまとめます。 塩素アルカリ産業とは何か、その典型的な腐食性媒体にはどのようなものがあるのか？ 電解食塩溶液からカセイソーダ、水素、塩素、および塩素系製品を生産するのが塩素アルカリ業界であり、ここに関わるすべての原材料、中間体、半製品、完成品は強い腐食性を持っています。電解過程では大量の電流が流れるため、誘導電流による腐食が特に深刻です。 塩素アルカリ業界における主な腐食性媒体は、海水や電解槽内の媒体、湿った塩素ガスと無機酸、酸化物、アルカリ液です。 現在、業界で一般的に使用されている耐食性のある構造材料には、炭素鋼、鋳鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、超純度フェライト系ステンレス鋼、ニッケルおよび高ニッケル合金、銅、チタンなどの金属材料があります；黒鉛、ポリ塩化ビニル、グラスファイバー、ライニングゴムなどの非金属材料。樹脂防腐は、ポリ塩化ビニル（熱可塑性ライニング）やグラスファイバー製品に分類されます。 塩素アルカリ業界の主な腐食部位と対応策は？ まずは塩水腐食です。 鋼材は塩水システムの装置を直接使用できない。なぜなら、金属が塩水中で腐食するのは酸素による過電位腐食であり、すぐに錆びてしまうからだ。国内の塩水システムの機器である塩化装置、高置タンク、配水タンク、配管などは、ほとんどがライニングやグラスファイバー製の保護材を使用しており、生産上のニーズを十分に満たしている。沈降器にはエポキシグラスファイバー強化プラスチックやエポキシコールタールアスファルトを内張りすることもできる。ここでは塩水ポンプの予熱器の腐食度が最も高く、熱い塩水が生み出すストレージ電流が非常に深刻なため、現在一部の塩素アルカリ工場では、予熱器によるこのような問題を避けるために、一括して（チタン製）を多く投入している。（雑散電流、詳細説明ポイント：通常の経路を外れた漏れ電流。漏れ出た部分が地面の絶縁不良な箇所に触れると、炭素鋼などの金属部分が腐食してしまいます。雑散電流による腐食を防ぐための一般的な方法：絶縁をより徹底する、追加の短絡装置を設置する、犠牲アノードによるカソード保護法。 電解槽内の原料および製品はいずれも強い腐食性を持っており、隔膜電解槽であれ水銀電解槽であれ、その槽壁の腐食は非常に深刻であり、特に長期間にわたって液体が接する界面部分では腐食が一層激しい；スロットの底部で接触する原料と製品の温度はより高く、濃度も高く、どちらも強アルカリ性の溶液が長期間浸透して腐食を引き起こす；溝の上部の蓋は主に高温ガス腐食を受け、特に多いのは高温かつ高濃度の湿った塩素ガスによる腐食です。現在、国内の設計機関（第8設計院の主要な案も同様）が出している案は、ライニングゴム、花崗岩製レンガ板による内張り、高度耐食性フラスチック、フラスチックを用いた熱可塑性ポリ塩化ビニル内張りPVC/FRPである。これらの事柄によく用いられる方法は、比較的に現在の設計事務所が提示できるコストパフォーマンスの高い案でもあります。より長い使用寿命を求める場合はチタン金属材料を使用することもできますが、この材料は現在価格が高いという制約があるため、発注者が全てチタン金属を使用する例は非常に稀です。 次に塩素です。 塩素による腐食は幅広く、高温多湿な塩素ガス、乾燥した塩素ガス、塩素を含む濃硫酸、高温の塩酸、濃塩酸、および有機塩素系製品などがあります。湿った塩素ガスの腐食は、実際には塩酸と次亜塩素酸による腐食です。温度が80度未満の湿った塩素ガスには、ビスフェノールA型ビニルエステル樹脂でライニングされたFRPパイプを使用できる；温度がさらに下がる場合は、加工が容易でコストも低いPVCパイプをそのまま使用すればよい；温度が100度に近く、あるいは100度を超え、短時間（通常30分以内）で120度以上に達する湿った塩素ガスの場合は、フェノール樹脂系ビニルエステル樹脂で内張りした配管を使用する必要があり、温度が特に高い場合には、高架橋密度型ビニルエステル樹脂を使用する必要がある。同じことで、チタンやその合金の方がより良い材料ですが、コストが高く続くという問題もあります。しかし近年、多くのメーカーが高温にさらされる重要な部品に、この高価なチタン合金をますます多く採用するようになっている。一方で、設計会社側もここ数年、他の材料を使用している過程で何度か事故が発生し、不安を感じている。また、ビニルエステル樹脂材料のメーカーの研究開発担当者と十分に意見交換を行わないため、責任を負わずに済む特別合金を使う方が手っ取り早いと考えているのだ。もちろん、熱可塑性フッ素プラスチックやコーティング、塩素架橋型の不飽和樹脂も湿潤な塩素ガス環境で使用できるが、多くの要因によって制約を受けるため、現在の実際の工事入札案ではあまり見られない。 第三に、濃アルカリや高温アルカリです。加熱によってアルカリ溶液の水分を蒸発させ、高温の濃アルカリを生成します。この過程において、塩素を含む希アルカリ溶液の原料、塩素を含む濃アルカリ溶液の中間生成物、そして高温の濃アルカリはすべて腐食性を持っています。特に高温の濃アルカリは腐食性が非常に強く、80度以上の濃アルカリは腐食力が極めて高いです。現在、低温の希アルカリ液および低温の濃アルカリ液において、コストパフォーマンスが最も高い方案は、ライニング、グラスファイバー強化プラスチック、PVC/FRPです。40～80度の高温高濃度アルカリによる防食方案は、現在最も議論されている点であり、PVC/FRPか、それとも直接ビニル系のグラスファイバー製品か、どちらにも長所と短所がある。現在、この業界で主流となっている機器メーカーには大きく2つのやり方があります。温度が比較的低い場合、一般的に60度未満ではPVC/FRPが多く使われ、70度前後ではビニル系の一体型FRPが多く採用されています。異なるメーカーのビニル樹脂ではエステル結合の含有量が異なり、適切な規格のものを選ばず、耐アルカリ性に優れたメーカーを選ばないことが、最終的に事故が多発する最大の原因となっている。現時点では、エステル結合含有量が少ないビスフェノールA型ビニルエステル樹脂製のグラスファイバー強化プラスチックが、ほとんどの下流の塩素・アルカリ業界におけるFRP機器メーカーにとって最優先の材料となっている。100度に近い高温の濃アルカリにおいても、先に述べたビニル樹脂が使用されることがあるが、どのメーカーの樹脂であっても最終的な使用寿命は長くない（一般的に常に沸騰状態に近い環境では、2年ほどで必ず修理が必要になる）。このような場合、設計事務所や発注者がより受け入れやすいのは、溶融した高温アルカリによる腐食に対処するためのニッケルやクロムなどの特殊合金であり、濃縮蒸発器や加熱管といった機器では、コストは高いものの耐腐食性と使用寿命の面でより信頼性の高いこれらの合金材料が多く採用されている。