製油所の循環水タワーの腐食と防護

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製油所の循環水タワーの腐食と防護 1.冷却水塔の腐食状況と原因分析 某製油所のコンクリート構造の冷却水塔は70年代に建設されたが、化学物質を含む大気や水蒸気の影響により、冷却水塔の表面が著しく風化し、コンクリート表面にひび割れが生じ、タワーの一部では補強筋が露出している。表面の一部には微生物が付着している。機器の使用寿命に影響を与えました。長年の使用状況を観察した結果、冷却塔が腐食する原因は以下の通りである：⑴工業大気中の酸性物質が、セメントが水和して固まった後に残る遊離のトリカルシウムアルミネートやカルシウム水酸化物と反応し、ある程度溶解性のある塩を生成する。そして、腐食性の物質が絶えず供給され、水分が失われていくことで、構造部材が破壊されてしまうのである。 ⑵ 雨が降ると、大気中のCO2が水と反応してH2CO3を生成し、コンクリートの空隙に詰まります。しかし、水中のH2CO3はさらにCaCO3と反応して水に溶けやすいCa（HCO3）2を生成し、それによってコンクリート内の有用な成分が徐々に溶出して運ばれていきます。溶出したCa（HCO3）2は固体のCa2CO3によって補われるため、コンクリートは破壊されてしまいます。 ⑶ 循環水は炭酸カルシウム水質であり、冷却水塔が動作すると、水分の一部がファンによって外に運ばれ、塔の頂部外壁に噴霧される。水中のCaCO3が飽和状態にあると、さらにCaCO3を溶解させたり、コンクリート中の炭酸塩類を溶解させたりする能力が生じ、その結果コンクリートの強度が低下する。 ⑷ 冷却塔の内面および冷却塔の柱の下面に藻類が付着しているためです。藻類細胞内で生じる細菌のため、好気性の硫黄細菌の下にはしばしば嫌気性の硫酸塩還元菌が寄生している。それらの繁殖がコンクリート構造物の腐食破壊を引き起こしたためです。 2. 防腐材料の選定基準 冷却塔の腐食および損傷の状況に基づき、選定する。シアン系接着剤とクロロスルホン化ポリエチレン塗料の複合層を用いて処理する。シアンセメントは、ポリウレタン（プレポリマー）と、溶剤、可塑剤、触媒、界面活性剤、充填剤などの添加剤から構成される化学的なペーストです。塗料の顕著な特徴は、水に触れるとすぐに化学反応が起こり、最終的に水に溶けない固化体が生成されることです。また、安定性が高く、酸やアルカリに強く、カビにも強く、耐摩耗性や耐老化性に優れ、長期間使用できるといった特性を持っています。水塔周辺の空気の湿度が高いため、成膜性に優れ、硬化サイクルが短く、塗膜の品質が良く、工事期間も短い成膜型シアン系コーティングを使用することで、防食・漏れ止め効果が顕著です。塩素スルホン化ポリエチレン塗料は、化学的な大気腐食に対して優れた耐性を持ち、膜形成性が良く、密着性も高い。また、シアン系塗料との接着力も強い。したがって、冷却水塔の外壁にはシアン系グラスファイバー強化プラスチックを骨組みとして使用し、塩化ビニル系塗料を閉鎖層として用いることで、コンクリート構造の冷却水塔の防食・漏れ止め材として利用することは可能である。 3.タワー体の防食工事 工事前にコンクリート表面を清掃し、表面の油汚れや泥、粉塵などを取り除き、水で洗浄する。ひび割れの開口部は大きく掘り拡げ、ひび割れ全体が新しいコンクリートの表面が見えるようにし、水で洗浄した後、乾燥させてシアン系のモルタルで充填する。タワー体から剥がれ落ちた粉化層はすべて除去し、表面にコンクリート面を露出させた後、露出した鉄骨を清掃し、セメントモルタルで平らに仕上げる。タワーの表面が乾いた後に工事を行う。施工工程は以下の通りです：底面処理—シアン系接着剤の下地塗布—2層のグラスファイバー製部材の設置—シアン系塗料を2回塗布—クロロスルホン化ポリエチレン塗料を3回塗布。 シアン系コーティングは水に触れると二次浸透現象が起こり、気孔率が増加して施工品質に影響を与えます。したがって、施工時には水分との接触を避け、高湿度の環境では施工できないか、対策を講じた上で施工しなければならない。 4. 使用状況 石油精製所のコンクリート構造の冷却塔4基は、1987年に防食・止水工事を行って以来、現在も使用されており、剥がれや膨らみなどの現象は見られず、良好な状態で稼働している。 実践により、シアン系接着剤とクロロスルホン化ポリエチレン塗料を併用することには、以下のような特徴があることが確認されている：①コンクリート面への接着力が強く、強度も高い。②コーティングの密閉性が高い。③耐久性に優れている。④シアン系硬化剤とクロロスルホン化ポリエチレン塗料を複合させることで、コンクリート面全体の剛性が高められる。シアン系コーティングの微細な多孔質性を補償した。