一般的なポンプ用液体
きれいな水
すべてのポンプ試験曲線を共通の基準に合わせるため、ポンプ特性は、周囲温度(一般的に15℃)で密度1000kg/m³の清浄な水に基づいて算出されます。
きれいな水のための最も一般的な構造材料は、鋳鉄製の構造または鋳鉄製のケーシングに青銅製の内部部品を取り付けたものです。きれいな水、または固形物を含まない比重1の中性水と定義される水の場合、エンドサクションポンプ水平方向分割ケーシングポンプ最も一般的に使用されているのは多段式ポンプです。高い吐出揚程が必要な場合は、多段式ポンプが使用されます。
ポンプ室のスペースが限られている場合、混合流式、軸流式、またはタービン式の垂直型ポンプが使用される。
腐食性媒体としての海水
海水の総塩分濃度は約25g/ℓです。塩分濃度の約75%は塩化ナトリウム(NaCl)です。海水のpH値は通常7.5~8.3です。大気と平衡状態にある15℃での酸素濃度は約8mg/ℓです。
脱気海水
場合によっては、海水は化学的または物理的に脱気されます。その結果、腐食性は大幅に低下します。化学的脱気の場合、脱気には時間がかかることに注意が必要です。したがって、脱気、すなわち酸素の除去は、海水がポンプに入る前に完全に完了していることが非常に重要です。
運転時には注意が必要です。空気の流入によって曝気が発生する可能性があります。流入は時間的には限定的であっても、材料選定時に酸素の存在を考慮しないと、状況によっては材料が急速に損傷する可能性があります。ポンプ運転中に酸素の流入を排除できない場合は、海水に酸素が含まれていると一般的に想定する必要があります。
汽水
「汽水」という用語は、海水が強く混入した淡水を指します。輸送資材の選定に関しては、汽水の輸送にも海水と同様の規制が適用されます。さらに、汽水にはアンモニアや硫化水素が含まれていることがよくあります。硫化水素の含有量がわずか数ミリグラム/リットル程度であっても、腐食性が著しく高まります。
地下水源からの海水
地下水は、海水よりも塩分濃度がはるかに高いことが多く、しばしば約30%、つまり溶解度限界ぎりぎりの濃度になります。ここでも、食塩が主成分です。pH値は通常比較的低く(約4まで)、つまり酸性です。酸素含有量は非常に低いか、あるいは全く含まれていない場合もありますが、硫化水素(H₂S)含有量は1リットルあたり数百ミリグラムに達することがあります。
硫化水素を含むこのような酸性塩溶液は非常に腐食性が高く、特殊な材料が必要となる。
塩分濃度が高いこと、および運転条件によっては、ある程度の塩分析出が予想されます。このような場合、設計、運転、および材料選定に関して適切な対策を講じる必要があります。
海水中の腐食
使用される材料は、均一腐食に対する十分な耐性だけでなく、局部腐食、特に孔食や隙間腐食に対しても高い耐性を示す必要があります。このような腐食現象は、自己不動態化鉄合金(ステンレス鋼)で特に顕著に見られます。断続的にしか運転されないいわゆる「待機」ポンプは、停止腐食のリスクがあります。停止期間前または定期的な起動前に真水で満たすことは、有効な対策と考えられています。
さまざまな海水ポンプガルバニック腐食を防ぐため、部品は同じ種類の材料で製造する必要があります。個々の材料間の電位差はできるだけ小さくする必要があります。ただし、設計上の理由で異なる材料を使用せざるを得ない場合は、水と接触する卑金属の表面積を貴金属の表面積に比べて大きくする必要があります。図5は、異なる種類の材料を組み合わせた場合のガルバニック腐食の危険性に関する情報を示しています。
高速流は侵食腐食を引き起こす可能性があります。媒体の腐食性が高く、流速が高いほど、その影響は深刻になります。流量はステンレス鋼やニッケル合金の挙動にわずかな影響しか与えませんが、非合金鉄材料や銅合金の場合は状況が逆転します。図6は、流量の影響に関する定性的な情報を示しています。その際、媒体に酸素やH₂Sが含まれているかどうかを十分に考慮する必要があります。多量のH₂Sは酸素の存在を排除する傾向があり、そのような場合、媒体はpH4まで弱酸性になります。
材料の挙動
表1は、ポンプの材質またはその組み合わせに関する推奨事項を示しています。特に明記されていない限り、以下の情報は硫化水素を含まない海水に適用されます。
非合金鋼と鋳鉄
非合金鋼は、適切な保護コーティングが施されていない限り、海水には適していません。鋳鉄は低流速(ケーシングなど)の場合にのみ使用できます。この場合、その他の内部部品には通常の陰極防食を施す必要があります。
オーステナイト系ニッケル鋳造品
Ni-Resist 1と2は、中速(約20m/sまで)にのみ適しています。
海水中のガルバニック腐食(5~30℃)
投稿日時:2025年3月11日
