排ガス燃焼式臭化リチウム吸収装置のHTG(高温ガス燃焼装置)において、熱交換器チューブにND鋼が一般的に使用されるのはなぜですか?

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排ガス燃焼式臭化リチウム吸収装置のHTG(高温ガス燃焼装置)において、熱交換器チューブにND鋼が一般的に使用されるのはなぜですか?

HTGの熱源は排ガス燃焼式臭化リチウム吸収装置高温の排ガス(通常は300℃以上)で、石油またはガスを燃料とするボイラーから排出される。

1.根本原因:硫酸露点腐食

高温の排ガスがHTGの熱交換器チューブ束を通過すると、チューブ内のLiBr溶液が加熱されます。同時に、排ガス自体も冷却されます。排ガスの温度が「酸露点」を下回ると問題が発生します。排ガス中のSO₂が部分的にSO₃に変化し、SO₃が水蒸気(H₂O)と結合して硫酸(H₂SO₄)蒸気を生成するためです。

この硫酸蒸気は、露点以下で金属表面(熱交換管の外壁など)に凝縮し、高濃度の硫酸液滴を形成します。この凝縮した硫酸によって引き起こされる腐食は、硫酸露点腐食と呼ばれます。これは、極めて速い腐食速度を伴う、深刻な低温電気化学腐食の一種です。

2. なぜ普通の鋼材(例えば炭素鋼)は効果がないのでしょうか?

炭素鋼(例:Q235):希硫酸環境下では、耐食性がほとんどありません。硫酸は鉄と急速に反応して硫酸第一鉄を生成し、肉厚の減少、穴あき、機器の故障を加速させます。

一般的なステンレス鋼(例:304):一般的な酸アルカリ腐食には耐性があるものの、硫酸、特に中濃度の硫酸に対する耐性は低い。また、塩化物イオン(排ガスや環境中に存在する可能性がある)によって応力腐食割れが発生することもある。

3. ND鋼の利点

硫酸露点腐食対策設計

ND鋼(09CrCuSb)は、硫酸露点腐食用に特別に設計された耐食鋼です。独自の合金設計により、この特定の腐食に対抗します。コア合金元素:銅(Cu)とアンチモン(Sb)(Sb)。

これらの元素は、腐食の初期段階で鋼材表面に濃縮され、緻密で安定した、密着性の高い複合硫酸塩腐食生成物保護層を形成する。

この保護層は、硫酸溶液と鋼材基材との接触を効果的に遮断し、腐食の進行を大幅に遅らせます。炭素鋼との性能比較:

国家規格および広範な工学的実践に基づき、同一の硫酸露点腐食条件下において、ND鋼は通常の炭素鋼よりも10倍以上優れた耐食性を示す。

これは、ND鋼製機器が同等の腐食環境下で数倍の耐用年数を実現できることを意味します。腐食による穴あきによるダウンタイム、メンテナンスコスト、部品交換費用を大幅に削減し、機器の長期安定稼働を保証します。


投稿日時:2025年9月24日