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高温腐食とは?高温腐食の防止対策とは?高温腐食のメカニズムは?

エネルギー管理士試験熱分野科目3に出てくる、高温腐食を具体的に調べようと思い調べてみました。これを読めば高温腐食を理解できます。

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高温腐食とは?

ボイラなど一般の燃焼装置においては、燃料中に含まれるバナジウム(V)、ナトリウム(Na)、ニッケル(Ni)などの金属成分を含有する灰が、悪さをしてしまうお話です。

何をするかと説明ししますと、過熱器や再熱器などの高温伝熱面に付着、溶解し、母材金属の酸化被膜を溶解させ腐食を引き起こしてしまうのです。

とくに、ナトリウムなどのアルカリ金属成分は硫黄酸化物と結合して硫酸ナトリウムに(Na2SO4)などの硫黄物を生み出してしまいます。

そして、バナジウムは750℃~1500℃五酸化バナジウム(V2O5)を生み出してしまうが、五酸化バナジウムは675℃の融点以上になると融解して腐食を引き起こす。

これが、あの有名なバナジウムアタックです。

とくに、このバナジウムアタックで気を付けなければならないのが、硫酸ナトリウムが共存すると、なんと融点が550℃~580℃に低下してしまいます。そして、腐食量の増大してしまうのです!!!

さらに大変なことにこの雰囲気で三酸化硫黄(SO3)が居ると腐食はさらに促進されてしまいます。

つまり、燃料中に硫黄分が含まれていると、三酸化硫黄が出来てしまう可能性があるので、気を付けないとダメですね!

高温腐食を防止する何か良い方法はないかな?

融点以下ならば、この悪さをする灰が溜まっても、スートブローなどで除去できます。

酸化被膜は、金属表面が腐食作用が生じた際に、守ってくれるもの。

高温腐食の防止方法

①そもそも根本的に、高温部の過熱器や再熱器の伝熱面表面温度を下げるような配置にするように考える。

②悪さをする灰が付着したら、それをできるだけ落とすようにスートブロワを適切に配置する。

ドロマイト(CaCO3+MgCO3)などの添加剤注入により灰の融点上昇を図り、高温部での灰の付着を少なくする。
※ドロマイトって食品のパンにも添加されていたり、サプリメントでもあるみたいです。
しかし、ドロマイトにも質があり、質の悪いドロマイトはヒ素や水銀などの重金属が含まれているようです。

④そもそも、低バナジウム、低ナトリウムの燃料を使用する。

⑤定期点検時などを利用し、スケールの除去をおこなう。

まとめ

高温腐食について理解できたでしょうか?バナジウムアタックと硫酸ナトリウムが一緒になり、その中で三酸化硫黄が居ると大変なことが起きちゃうんですね。

脳に印象を残すことにより、暗記されるので覚えやすいですね!試験勉強頑張りましょう!!