Sep 30, 2025

ステンレス鋼選択に対する水処理における塩化物イオン濃度の影響

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ステンレス鋼の材料の選択に対する水処理における塩化物イオン濃度の重要な影響は、塩化物イオンの破壊的な出力にあります。

塩化物イオンは非常に浸透し、水溶液で活性化しています。彼らはステンレス鋼の受動的な膜に深刻な脅威をもたらし、主に2種類の致命的な局所腐食を引き起こします。

 

孔食:パッシブフィルムの最も弱い点で塩化物イオンが吸着します(包有物、傷、熱-に影響を受けるゾーンなど)。この小さなアノードと大きなカソード腐食セルは、ピットを駆動し、迅速かつ深く金属に深く伝播し、最終的には穿孔につながります。

 

ストレス腐食亀裂:引張応力と特定の腐食性環境(塩化物イオンが主要なイニシエーター)の複合効果は、材料の降伏強度をはるかに下回っても、ステンレス鋼の脆性、突然の顆粒、または顆粒間亀裂を引き起こす可能性があります。 SCCの開始には、通常、特定の温度と塩化物イオン濃度のしきい値が必要です。

塩化物イオン腐食に対するステンレス鋼の抵抗は直線的にスケーリングしません。代わりに、一般的に使用されるステンレス鋼が急速に故障する重要な濃度のしきい値があります。材料選択の推奨事項は、塩化物イオン濃度範囲に基づいています。

 

1。低濃度範囲(Cl⁻<200 ppmおよび温度<60度):304および304Lは経済的な選択です。

これらの濃度でさえ、温度の上昇は、孔食とSCCのリスクを大幅に増加させます。 50度を超える極端な注意が必要です。塩化物イオンは、フランジガスケットやネジ付き接続などの停滞した領域に簡単に集中し、低濃度でも重度の隙間腐食を引き起こす可能性があります. 304/304Lはこれに敏感です。塩化物イオンは容易に蓄積し、停滞した水流エリア(タンクの底や行き止まりなど)に集中し、リスクを高めます。

 

2。中濃度範囲(200 ppm以下のCl⁻以下1500 ppm以下):

主な材料:316/316Lが標準です。その中心的な利点は、2 - 3%モリブデンの追加にあります。モリブデンは、特に塩化物を含む環境で、受動膜の安定性を大幅に改善します。それは、孔食の核形成と伝播を効果的に阻害し、孔食の可能性を増加させます。

重要なポイントとリスク:

1500 ppmは重要なしきい値であり、一般に316Lの上限と見なされます(特に室温で)。この濃度の上で、リスクは劇的に増加します。

60度は別の重要なしきい値です。この温度を超えて、CL⁻濃度が1500 ppm未満であっても、316Lでの孔食とSCCのリスクは大幅に増加します。 70度を超える極端な注意が必要です。

プロセスの変動のリスク:CL⁻濃度または温度は、システムの動作中に予期せず増加する可能性があります(たとえば、原水または熱交換器の漏れの変化により)。設計中は安全マージンを考慮する必要があります。

 

3.高濃度範囲(Cl⁻> 1500 ppmおよび/または温度> 60度):

316/Lの故障のリスクが高い:これらの条件下では、316/Lの孔食とSCCはほとんど避けられません。時間の問題です。 904L、254 SMO、AL-6XNなどのスーパー-オーステナイトステンレス鋼を検討してください。 2205や2507などのデュプレックスステンレス鋼。

これらの合金は304/316よりも大幅に高価なため、それらの選択には徹底的な正当化が必要です。溶接熱入力とインターパス温度は、相平衡と耐食性を維持するために厳密に制御する必要があります。これらの高度なグレードでさえ、温度制限があります。詳細については、マテリアルマニュアルを参照してください。

 

4.非常に高い濃度/過酷な環境(例、高温濃縮、塩水、高温、高圧):

Advanced Duplex/Super - austenitic limits:2507、super -二重鋼、またはsuper - austenitics(たとえば、654 SMO)は特定の条件では適している場合がありますが、極端な注意が必要です。

ニッケル-ベースの合金またはチタン:ステンレス鋼が故障した場合、ハステロイまたはチタンを考慮する必要があります。彼らは塩化物イオン腐食に対して比類のない耐性を提供しますが、非常にコストがかかります。

非-金属材料:グラスファイバー、CPVC、PVDF、プラスチック/ゴムの裏地などのコスト-効果的な代替品、特に通常の圧力または低圧パイプラインと貯蔵タンクに適しています。

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