ステンレス 鋼 炉 の 性能 低下 の 原因 は 何 です か

運転中、ステンレス鋼反応器は、酸、アルカリ、塩、有機溶剤などの腐食性媒体に頻繁にさらされます。高温高圧の運転条件下では、これらの媒体によるステンレス鋼材料への腐食作用が著しく強まります。

• 孔食と粒界腐食: 塩化物イオン（Cl⁻）は、ステンレス鋼の孔食および応力腐食割れの主な原因です。塩化物を含む環境や塩化物を含む洗浄液中では、ステンレス鋼表面の不動態皮膜が容易に損傷し、局所的な腐食を引き起こす可能性があります。
• 隙間腐食: 撹拌軸シール、フランジ接合部、溶接シームなどの場所に小さな隙間ができやすいです。これらの領域での電解質の保持は、酸素濃度セルを生成し、隙間腐食を開始する可能性があります。
• コーティングの損傷: 一部の反応器内部は、エナメル、スプレーPTFE、またはその他の防食コーティングで保護されている場合があります。これらのコーティングに傷、剥がれ、または不均一な塗布があると、下の金属基材が腐食性環境に直接さらされ、劣化が加速されます。
• 推奨事項: プロセス媒体に基づいて適切なステンレス鋼グレード（316Lまたは二相鋼など）を選択し、塩化物イオン腐食に対する耐性を高めます。内部表面の状態を定期的に検査し、必要に応じて不動態化処理を行い、保護的な不動態皮膜を復元します。

反応器は、頻繁な温度サイクル（加熱/冷却）と圧力変化（加圧/減圧）を受け、材料に周期的な熱応力と機械的応力を加えます。時間の経過とともに、これは疲労損傷につながる可能性があります。

• 熱疲労割れ: 急激な温度変動は、容器のさまざまな部分で不均一な膨張と収縮を引き起こし、熱応力を発生させます。ノズル、マンホール、サポート接続などの構造的な不連続部では、微小亀裂が発生しやすくなります。
• 圧力疲労: 繰り返しの圧力変動は、金属の累積的な塑性変形をもたらし、その強度と靭性を低下させ、亀裂の伝播や破裂を引き起こす可能性があります。
• 振動の影響: 運転中の撹拌システムによって発生する機械的振動は、溶接部や接続部での疲労損傷を悪化させる可能性があります。
• 推奨事項: 運転中の加熱と加圧速度を制御して、熱衝撃を回避します。潜在的な亀裂を早期に検出するために、定期的な非破壊検査（超音波または磁粉探傷検査など）を実施します。

反応の純度を確保し、相互汚染を防ぐために、反応器は定期的な洗浄が必要です。ただし、不適切な洗浄方法は、実際には機器の性能を損なう可能性があります。

• 強酸/アルカリ洗浄剤の使用: 沈殿物の除去には効果的ですが、濃度が適切に管理されていない場合、または洗浄後のすすぎが不十分な場合、残留酸またはアルカリはステンレス鋼表面を腐食し続ける可能性があります（特に低ニッケルステンレス鋼の場合）。
• 不完全な洗浄: 残った反応生成物、ポリマー、または結晶性物質が容器の壁に蓄積し、熱伝達効率を低下させ、腐食の開始点として機能する可能性があります。
• 硬いブラシまたは研磨剤入り洗浄剤の使用: これらは内面を傷つけ、不動態層を損傷させ、腐食感受性を高める可能性があります。
• 推奨事項: 中性または特殊な洗浄剤を使用し、標準化された洗浄シーケンスに従います：予備すすぎ→洗浄→徹底的なすすぎ→乾燥。洗浄効率と安全性を向上させるために、CIP（定置洗浄）システムの導入を検討してください。

設計の合理性と製造の品質は、機器の耐用年数を決定する基本的な要素です。

• 貧弱な構造設計: 過度のデッドゾーン、貧弱な排出フロー、または不適切な撹拌機の配置は、材料の保持と不均一な混合につながり、洗浄の難易度と腐食のリスクを高める可能性があります。
• 不適切な材料選択: 不適切なステンレス鋼グレードの使用（例：塩化物を含む用途で304を316Lに置き換える）は、機器の寿命を大幅に短縮します。
• 貧弱な溶接品質: 溶接部の気孔、スラグの巻き込み、または不完全な融合などの問題は、機械的強度を低下させるだけでなく、腐食開始の優先的な場所を作成します。
• 不十分な表面処理: 過度に粗い内面、または研磨/不動態化処理の欠如は、均一で緻密な酸化膜の形成を妨げ、耐食性を低下させます。
• 推奨事項: 調達時に、設計図面、材料認証、および溶接手順の資格を厳密に確認します。試運転前に、ボアスコープ検査と不動態化処理を実施します。

科学的かつ効果的なメンテナンス管理の欠如は、機器の性能劣化に寄与する主要な人的要因です。

• 経年劣化したシールの交換の失敗: 機械シールまたはガスケットは、長期間の使用後に劣化または変形し、真空または圧力操作に影響を与え、潜在的に安全上の事故を引き起こす可能性のある漏れにつながる可能性があります。
• バルブとパイプラインの閉塞または腐食: 供給/排出ポート、排気バルブ、および関連する配管が定期的に清掃されていない場合、流れの閉塞が発生し、プロセスの安定性が損なわれる可能性があります。
• 定期的な検査の無視: 腐食の兆候、異常なノイズ、または異常な振動を迅速に特定できないと、タイムリーな修理の機会を逃す可能性があります。
• 不十分な潤滑: 駆動コンポーネント（例：ギアボックス、ベアリング）の潤滑の欠如は、摩耗を加速し、撹拌システムの正常な動作に影響を与えます。
• 推奨事項: 包括的な機器メンテナンスログを作成し、予定されたメンテナンス計画（例：四半期ごとのチェック、年次オーバーホール）を実施し、摩耗した部品を速やかに交換し、詳細なサービス記録を維持します。

• 微生物腐食（MIC）: 特定のバイオ発酵または水性システムでは、微生物代謝副産物（例：硫化水素）が局所的な腐食を誘発する可能性があります。
• ガルバニック腐食: ステンレス鋼が、電解環境で異種金属（例：炭素鋼サポート、銅製計器継手）と直接接触すると、ガルバニックセルが形成され、ステンレス鋼の腐食が加速する可能性があります。
• オペレーターエラー: 機器を温度または圧力の限界を超えて運転したり、互換性のない材料を導入したりすると、反応器に不可逆的な損傷を与える可能性があります。