加熱炉の低温湿潤排ガスは、なぜ金属の腐食を非常に激しく引き起こすのでしょうか？

煙気には金属に応力腐食を引き起こす成分が含まれており、特に湿った硫化水素がそれにあたる。通常、炭素鋼を使用する場合、この部分の腐食余量は3㎜以上とされる。

燃料油には硫黄が含まれており、燃焼すると二酸化硫黄が生成される。燃焼室に過剰な酸素が存在するため、二酸化硫黄の一部が酸化されて三酸化硫黄になり、低温では三酸化硫黄が水蒸気と反応して硫酸蒸気が生成される

温度が低すぎて露点を下回ると露点腐食が起こるため、温度を露点より高く保つ必要があります。

燃料ガスには、硫酸露点腐食を引き起こしやすい硫化物などが含まれていることがわかっています。 加熱炉内で燃料油が燃焼する過程で、SO2やSO3、H2Sなどを含む高温の煙が発生する。加熱炉の低温部では、SO2とSO3が空気中の水分と共に露点付近で凝縮し、硫酸が生成される。これにより硫酸露点腐食が起こり、設備が深刻に腐食される。 文献によると、体積分率0.0025％のSO3を含む燃焼生成物の酸露点は132℃であり、0.0085％含む場合は171℃まで上昇する。これにより、煙ガス中のSO3含有量が高いほど、酸性露点温度も高くなることがわかる。 1. 硫酸露点腐食の感受性時間と部位。 腐食部は、高温煙ガス中のSO3濃度および熱交換管表面の温度によって変化する。炉管の表面にある錆やほこりがたまった部分は、しばしば硫酸露点腐食を引き起こす敏感な部位となる。 2. 硫酸露点腐食のメカニズム。 硫酸露点腐食は、実際には高温の希硫酸による腐食であり、その腐食特性は非酸化性酸の腐食の法則に従う。 酸露点腐食によって生成されたFeSO4は、煙ガス中のSO2とO2の作用により再び硫酸鉄を生成する：2FeSO4+SO2+O2=Fe2(SO4)3。このFe2(SO4)3が炉管に付着・堆積し、腐食生成物層を形成する。硫酸鉄は酸性で、湿気を吸収しやすい物質です。加熱炉が停止して冷却されると、Fe2(SO4)3はすぐに吸湿・潮解を始め、炉管の表面に強酸性の腐食環境を形成する。 腐食生成物が適時に除去されなければ、停止期間中に炉管が希酸によって腐食される。つまり、Fe2(SO4)3自体も金属を腐食させてFeSO4を生成する。これによりFeSO4→Fe2(SO4)3→FeSO4という腐食サイクルが形成され、**腐食の進行が加速される。 3. H2Sの危険性 加熱炉内の燃料ガスに含まれる有機硫黄化合物が高温で分解して生成されるH2S、および燃料ガス中のH2Sのうち燃焼時にすべてSO2に変換されなかった分は、排ガス中にH2Sを含ませる原因となる。H2Sはほとんどの金属と反応して硫化物を生成し、その腐食度は生成された硫化物膜の耐食性に関連している。炭素鋼の炉管がH2Sに触れると、その表面には緩やかでもろい硫化物からなる外部腐食層が形成される。気流やその他の腐食性ガスの影響により、この硫化物は容易に剥がれ落ちる。