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ステンレス鋼が極端な環境で化学ポンプの耐食性を保護することがなぜ難しいのですか?

1:圧力下の従来の腐食抵抗:ステンレス鋼とコーティング技術の限界 化学ポンプ

1.1:ステンレス鋼は穏やかな化学環境で基本的な保護を提供します

ステンレス鋼は、中程度に腐食性の条件で動作する化学ポンプに最適な材料でした。その固有の抵抗は、金属を酸化から分離する薄い不動態化層から来ています。液体が中性または軽度の酸性のみである環境では、この材料は長期的な安定したポンプ動作を保証します。その費用対効果と一般的な耐久性により、基本的な産業用途に適しています。

1.2:合金の強化は中程度の改善を提供しますが、複雑なメディアでは不足しています

ChromiumやNickelなどの元素との合金化により、化学ポンプがわずかに攻撃的な環境で動作することができました。これらの添加物は金属を増加させます S酸化と一般的な腐食に対する耐性。ただし、従来の合金組成によって提供される保護は、非常に反応性または不安定な化学的混合物、特に多相または混合塩基を含むものを扱う場合、限られたままです。

1.3:コーティング技術は、長期的な解決策ではなく、一時的な障壁を提供します

耐食性コーティングは、多くの場合、ポンプ表面に物理的なシールドを形成するために適用されます。環境によっては、これらのコーティングは特定の抵抗に合わせて調整できます。しかし、弱い接着、流体の流れからの侵食、機械的応力、温度変化などの問題は、その長期的な有効性を損ないます。コーティングが故障すると、ベースメタルは即時の攻撃に対して脆弱になり、ポンプの完全性が損なわれます。

2:塩化物の隠された危険:極端な化学用途でステンレス鋼が失敗する理由

2.1:塩化物イオンはパッシブフィルムを破壊し、急速な局所腐食につながります

塩化物が豊富な環境で - 海水、特定の酸、化学のスラリーなど - ステンレス鋼の保護フィルムは急速に崩壊します。塩化物イオンは小さく、攻撃的で、高度に可動性が高く、微小欠陥が容易に浸透し、下にある金属を攻撃します。不動態化層が侵害されると、局所的な腐食が開始され、迅速に広がります。

2.2:ポンプの構造的完全性を脅かす孔食と隙間の腐食

孔食はしばしば、軽度の表面の欠陥または包含物で始まります。それは、金属層に浸透し、ポンプ成分に弱点を作成する深い狭い穴を形成します。一方、隙間の腐食は、フランジ、ガスケット、または液体が停滞する継ぎ目などの静的ゾーンで発生します。これらの現象は迅速にエスカレートし、構造の完全性を損ない、穿孔や漏れなどの障害につながります。

2.3:制御されていない腐食は、機器の故障と生産リスクを引き起こす可能性があります

腐食が進むにつれて、化学ポンプの機械的強度が低下します。壁の厚さの減少、亀裂、漏れ妥協ポンプのパフォーマンスが発生し、予定外のシャットダウンや安全性が発生する可能性があります。石油化学や医薬品の製造などの継続的な生産環境では、このような障害は生産性と人員の安全に深刻なリスクをもたらします。

3:高性能合金とコーティング:強力だが費用がかかり、不完全な防御

3.1:高性能合金が効果的です - しかし、大量使用のために財政的に実行不可能です

モリブデンやチタンの含有量が高いなどの高度な腐食耐性合金は、極端な化学物質曝露下で耐久性を向上させます。ただし、まれな金属、複雑な処理、厳密な品質管理が必要です。これらの要因はコストを大幅に膨らませ、数百のポンプを同時に操作するほとんどの化学プラントでは、大規模な実装を非現実的にしています。

3.2:長期的なストレスと極端な条件の下で最高の合金でさえ分解する

その堅牢性にもかかわらず、高性能合金は、高圧、温度変動、または長期の化学攻撃の影響に免疫がありません。時間が経つにつれて、粒界の弱体化、合金要素の拡散、パッシベーションの崩壊などの微細構造の変化が腐食抵抗を減らします。これは、性能の低下と、それほど進行性の低い材料で見られる同じ長期障害リスクにつながります。

3.3:コーティングの故障は、機械的および熱ストレッサーによって加速されます

保護コーティングは迅速な修正として表示される場合がありますが、運用負荷の下で深刻な耐久性の問題に直面しています。ポンプの振動、流体速度、キャビテーション、および熱サイクリングはすべて、剥離または亀裂のコーティングに寄与します。小さな領域でもコーティングが失敗すると、腐食性剤は金属基板に直接アクセスし、短い時間枠でシステム全体を損なう