犠牲陽極は淡水化プラントで使用できますか?
犠牲陽極のサプライヤーとして、私は当社の製品が海水淡水化プラントで効果的に使用できるかどうかをよく尋ねられます。これは、海水淡水化施設の独特な運転条件と、長期的な機能を維持するための腐食防止の重要性を考慮すると、重要な問題です。
淡水化プラントは、海水または汽水から塩やその他の不純物を除去して淡水を生成するように設計された複雑なシステムです。これらのプラントには通常、パイプ、熱交換器、ポンプ、貯蔵タンクなどのさまざまなコンポーネントが含まれており、これらは常に非常に腐食性の環境にさらされています。水中に高塩分が存在し、前処理および後処理プロセスで化学物質が使用されると、金属部品の腐食を促進する過酷な環境が生じます。
犠牲陽極は電気腐食の原理に基づいて機能します。これらは、保護している金属よりも電気化学的に活性な金属でできています。保護された金属に接続すると、犠牲アノードが優先的に腐食し、より価値のある金属構造を保護するためにそれ自体を犠牲にします。犠牲陽極に使用される一般的な金属には、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムなどがあります。
淡水化プラントで犠牲陽極を使用する主な利点の 1 つは、そのシンプルさと費用対効果です。印加電流陰極保護 (ICCP) などの他の腐食保護方法とは異なり、犠牲陽極には外部電源が必要ありません。これにより、特に遠隔地またはオフグリッドの淡水化施設での設置と保守が容易になります。
海水淡水化プラントでは、パイプは腐食防止が必要な最も重要なコンポーネントの 1 つです。パイプを通る塩水の継続的な流れは、時間の経過とともに重大な腐食を引き起こし、漏れ、流量の減少、およびメンテナンスコストの増加につながる可能性があります。犠牲陽極をパイプの内面または外面に取り付けて、陰極防食を行うことができます。たとえば、亜鉛犠牲陽極は低温海水用途に使用できます。亜鉛は駆動電圧が比較的低く、腐食速度がそれほど高くない環境での軟鋼パイプの保護に適しています。
熱交換器は、犠牲陽極が重要な役割を果たすことができるもう 1 つの分野です。海水淡水化プラントの熱交換器は高温高圧条件にさらされるため、腐食が悪化する可能性があります。多くの場合、アルミニウム犠牲陽極は熱交換器に適しています。アルミニウムは高い電気化学的電位を持っており、海水環境において効果的な保護を提供できます。また、表面に保護酸化層を形成し、耐食性をさらに高めることができます。
ただし、淡水化プラントでの犠牲陽極の使用に関連するいくつかの課題もあります。主な課題の 1 つは、脱塩プロセスごとに水の化学的性質が異なることです。たとえば、逆浸透 (RO) 脱塩プラントでは、前処理プロセスに塩素やスケール防止剤などの化学物質の添加が含まれる場合があります。これらの化学物質は犠牲陽極の性能に影響を与える可能性があります。たとえば、塩素はアノード材料と反応して、その有効性が低下し、その消費率が増加する可能性があります。
もう 1 つの課題は、海水淡水化プラントにおける水の流量が高いことです。高速水は浸食 - 腐食を引き起こす可能性があり、犠牲陽極に損傷を与え、その保護能力が低下する可能性があります。この問題に対処するには、特別な陽極設計が必要になる場合があります。たとえば、流線形のアノードを使用すると、高速水流の影響を軽減できます。
これらの課題にもかかわらず、多くの淡水化プラントは犠牲陽極システムの導入に成功しています。実際、犠牲陽極の使用は海洋産業における標準的な慣行となっており、海水淡水化プラントはこの分野における豊富な経験と研究から恩恵を受けることができます。海洋関連用途に適した犠牲陽極の詳細については、次のサイトを参照してください。海洋設置用の犠牲陽極、海洋工学用犠牲陽極、 そして海洋犠牲陽極。
淡水化プラント用の犠牲陽極を選択する場合、いくつかの要素を考慮する必要があります。まず、アノードに使用される金属の種類は、保護される金属および水の化学的性質と適合する必要があります。次に、陽極のサイズと数は、保護構造の表面積、腐食速度、予想される耐用年数に基づいて計算する必要があります。第三に、インストール方法が重要です。良好な電気的接触を確保するには、陽極を保護構造に適切に取り付ける必要があります。
結論として、犠牲陽極は、淡水化プラントの腐食防止のための実行可能な選択肢となり得る。克服すべき課題はありますが、適切な選択、設計、設置を行うことで、淡水化施設の重要なコンポーネントを効果的かつ長期的に保護できます。淡水化プラントの運営または建設に携わっており、当社の犠牲陽極製品についてさらに詳しく知りたい場合は、お客様の特定の要件について詳しく説明するために、当社までお問い合わせいただくことをお勧めします。当社には、お客様のプラント固有の条件に基づいてカスタマイズされたソリューションを提供できる専門家チームがいます。
参考文献
- MG、フォンタナ（1986）。腐食工学。マグロウ - ヒル。
- ウーリグ、HH、およびレヴィ、RW (1985)。腐食と腐食制御。ワイリー - インターサイエンス。
- ASTMインターナショナル。 （2019年）。犠牲陽極および腐食試験に関する規格。