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この投稿は最終的に、2016年10月11日18時04分にB0SSによって編集されました。要約：本稿では、停止状態にある機器の腐食が起こる主な原因について分析しています。50万トン規模の石油精製プラント設備の腐食状況、耐腐食材料の選定と充填方法、停止・予備状態にある設備における気相型耐腐食剤の耐腐食メカニズム、用途、種類、および特徴について解説している。また、当社が2015年に停止・予備状態にある設備に使用した気相型防食剤Longx-911の実際の使用状況とその結果を踏まえ、石油精製用設備が停止・予備状態にある間において、この気相型防食剤が優れた防食効果を発揮することを確認しました。（著者：李明成、高永衛ほか 中国石油タリム油田会社ターシーワン石化工場）；李康、王斌ら（蘭州金陇鑫化工科技有限公司） キーワード：停止・予備状態の設備、石油精製設備、気相型腐食抑制剤、防食 1．塔西南石化工場の50万トン規模の石油精製プラントの腐食状況の概要、腐食原因の分析、防食材料の選定および適用 （1）50万トン規模の石油精製プラントの概要 生産計画の変更により、中国石油タリム油田会社の塔西南石化工場にある50万トン規模の石油精製プラントは、2014年の年末に正式に停止され、設備の予備状態に入った。2015年9月から、防食処理が必要なすべての設備が順次開放され、現地調査および写真撮影による証拠収集の結果、すべての設備で基本的に腐食が発生していることが判明し、特に深刻だったのは一部のタンクや塔でした。腐食性媒体を貯蔵しているタンク全体が非常に深刻な腐食を起こしており、内側の表面はすべて錆で覆われている。場所によっては錆の厚さが2ミリメートル程度にも達している。タワーの底部の腐食はそれほどひどくなく、錆も少ない。中央部から腐食が始まり、徐々に錆が増えていき、タワーの上部に行くほど腐食は深刻になり、錆の層も厚くなる。最も厚い部分では錆の層が約2ミリメートルにも達する。統計によると、大気腐食に耐える能力のない機器は、停止している間の腐食が稼働中よりもはるかに深刻であり、保護措置を講じなければ大規模な腐食や穿孔が発生し、機器の再稼働が困難になったり、早期に廃棄されて甚大な経済的損失を招くことになる。今回の防食処理の前に、装置は最長で約10ヶ月、最短でも約9ヶ月間使用されていなかったためです。長期間使用されないと、装置には避けられず部分的な腐食が生じます。今後は、機器を停止する際には速やかに必要な防食処理を行うことをお勧めします。 （2）腐食原因の分析 大気腐食は主に酸素による過剰電位の低下過程であり、酸素がなければ金属の大気腐食は起こらない。しかし、酸素が存在する場合、金属表面は腐食電解液と電気化学的反応を起こし、損傷が生じる。 金属表面の水膜が非常に薄いため、空気中の酸素が容易に金属表面に到達し、その結果、陰極反応が容易に進行する。潮の影響による大気腐食では、金属表面は常に乾燥と湿潤が繰り返される状態にある。このとき、金属表面の錆層は腐食を促進する作用を持ち、湿度がさらに上昇すると、錆層は溶存酸素と共に陰極分極剤として機能する。 金属の腐食を遅らせるために、人々はさまざまな方法で金属を保護しています。その中でも、停止中の装置にガス状の防食剤を添加する方法は、経済的かつ実用的な手段であり、重要な防食技術として定着しています。 （3）耐腐食材料の選定と充填 当社の50万トン規模の石油精製設備が停止状態にある間の腐食を緩和し、防止するため、私たちはさまざまな方法で設備の腐食から保護しています。技術的な比較や製品の選定を経て、当社は停止中の設備の腐食防止のために、蘭州金隴鑫化工科技有限公司が製造する休止用設備用気相型耐腐食剤「Longx-911」を使用することに決定しました。入札による調達の結果、気相型防食剤が工事現場に到着し、2015年9月から順次充填作業が開始されました。充填作業に先立ち、当社の設備管理・保守部門は蘭州金陇鑫化工科技有限公司の技術者と協力して厳格な充填計画を策定し、充填作業期間中は同社が現場で充填に関する技術指導を行いました。機器が多いため充填に時間がかかり、9月21日から10月20日の間に順次充填が完了し、防食期間に入りました。 2、停止・予備状態にある設備用の気相型防食剤の防食メカニズム、用途、種類および特徴 （1）防食メカニズム 停止・予備状態にある設備用の気相型防食剤は、設備の腐食原理、気相緩衝技術、および防食保護技術を組み合わせて開発された新製品であり、この製品は工業用ボイラー、タワー、タンク、缶、パイプライン、熱交換器、圧力容器などの設備が停止・予備状態にある間に、効果的な防食保護機能を発揮する。予備機器用の気相防食剤は、気相型の腐食抑制剤であり、揮発性の高い腐食抑制物質やキレート型の除錆剤、さらに各種添加剤から構成されています。常温常圧下で自動的に、腐食抑制作用、キレート作用、およびアルカリ性を持つガスが放出されます。①防腐剤から放出される防食性ガスは、主に窒素含有基を持つ化合物であり、保護対象となる金属機器の表面で化学吸着作用により密な保護膜を形成します。これにより空気や水蒸気といった腐食性物質が金属本体に触れるのを遮断し、機器を効果的に保護し、腐食を防ぐか遅らせることを目的としています。②防腐剤から発生するガスは浸透性が高く、錆層やスケール層の下まで浸透し、装置の壁面にある金属イオンとキレート結合を起こすことで、錆下やスケール下での腐食を効果的に防ぎます。同時に、浸透作用とキレート作用によって元の錆層の一部を剥がし取ることができ、錆の面積や錆層の厚さを減らすことができる。③防腐剤から発生する弱アルカリ性のガスは、装置内部にアルカリ性の環境を形成し、装置の内面での電気化学的腐食を防ぐことで、防腐効果を発揮します。 （2）種類及び用途 停止・予備状態にある設備用の気相防食剤には、Longx-911とLongx-901の2種類があります。Longx-911は化学工業や石油精製業などのプラントが停止（予備）状態にある間の防食に使用され、Longx-901はさまざまなタイプのボイラーや熱供給管網などが停止（予備）状態にある間の防食に使用されます。 （3）特徴 ①本製剤は常温下で自動的に、高い蒸気圧を持つ耐食性、キレート作用、およびアルカリ性のガスを揮発させる。揮発したガスは、近距離および遠距離にある金属表面に対しても防食作用や錆除去作用を発揮し、それによって腐食防止を実現する。 ②この製剤は水に易溶で、その水溶液も防食効果を持つ。防腐期間が終了すると、残留物は容易に除去できます。 ③本製剤は、従来の乾燥法や窒素充填法による防食処理が持つ処理時間が短く効果が低いという欠点、また油充填法が有する安全性や経済性の不足といった問題を解決し、経済的で安全かつ便利で、時間と労力を節約でき、高い効果を発揮するという特長があります。 3、防食効果 今回は停止・予備状態の機器に対して気相型防食剤を使用して防食処理を行い、防食期間は1年間と見込んでいます。計画の見直しにより、すべての防食装置の点検を前倒しで行う必要があったため、2016年4月5日から順次機器のマンホールを開けて防食効果を確認する作業が始まりました。また、「中国石油タリム油田会社ターシワン南石油化学工場50万トン規模の精製プラント用予備設備Longx-911気相防食剤充填計画」における防食効果の検査評価条項に基づき、まとめを行った。 実際の検査結果は以下の通りです：①全ての機器のマンホールを肉眼で確認したところ、防食処理前後で機器の内部表面に明らかな変化は見られませんでした。 ② 撮影した写真を比較した結果、装置の内部表面の耐食性には、処理前後で明らかな変化は見られなかった。また、防腐剤を添加していない状態で形成された錆層の中には、防腐剤の作用によって広範囲に剥がれ落ちる現象が見られた。 ③ 装置内部に吊るされていた腐食試験片を外側から取り出し、防食処理前後の試験片表面に目視上明らかな変化は見られなかった。装置の防食処理を行うと同時に、装置の外部で模擬監視試験も実施された。その結果、防食剤を添加した腐食試験片の表面には明らかな変化は見られず、一方で防食剤を添加しなかった腐食試験片の表面には広範囲にわたる錆が確認された。 ④ 腐食速度は、事前に重量を測定して装置内部に吊るした腐食試験片を検査員が再び重量を測定し、それによって算出される。最も低い値は常圧蒸留装置のC-1002常圧塔で0.0005 mm/aであり、最も高い値は硫黄回収装置のc-6302吸収塔で0.0087 mm/aであった。平均的な腐食速度は0.0026 mm/aである。すべての腐食試験片の腐食速度は0.01 mm/aという腐食要件を超えず、平均腐食速度は技術要件の26％に過ぎなかった。模擬監視試験の試片は、検査員によって重量を測定し、次のように算出された：①模擬水および水蒸気に気相防食剤を添加したところ、室内の温度が高かったため気相防食剤が急速に揮発し、試験瓶内の蒸気圧が過度に上昇して蓋が飛び出し、気相防食剤はほぼ完全に揮発して試験瓶内に大量の空気が入った。最終的に測定された試片の腐食速度は0.0084 mm/aであった。②模擬水および水蒸気を用い、十分な量の気相防食剤を添加したところ、試験片の腐食速度は0.0062 mm/aであった。③対照試験で水と水蒸気を模擬し、気相防食剤を添加しなかった場合の試験片の腐食速度は0.0127 mm/aであった。模擬監視試験の結果、気相防食剤を添加すれば、腐食率はいずれも技術要求値である0.01 mm/aに達することがわかった。 結語：「停止使用中の設備用気相防食剤」は、半年間の防食期間中、当社の50万トン規模の石油精製設備のさらなる腐食を効果的に防ぎました。すべての腐食試験片において腐食速度は規定値を満たし、平均腐食速度は0.0026 mm/aで、これは技術要件の26％に相当します。また、防食剤を塗布する前に形成された錆層の剥離や除去にも一定の効果があり、防食効果は良好でした（参考文献略）。