海水淡水化装置の材料の選択と防食-

海水および海洋大気中での金属の腐食挙動

1. 鋳鉄

腐食の種類: 黒鉛腐食 (鉄が溶解し、黒鉛の骨格が残る)。

特徴:

形状とサイズは維持されますが、重量と強度が低下します。

黒鉛+腐食生成物除去後→表面不均一腐食。

腐食速度 (海水中のねずみ鋳鉄 HT200、青島):

0.5年 → 0.19mm/a

1年 → 0.16 mm/a (平均ピット0.27 mm、最大ピット0.45 mm)

1.5年 → 0.14mm/a

→ 露光時間とともにレートが低下します。

炭素鋼との比較:

完全浸漬ゾーン: 0.18 mm/a (1 年)。

海洋大気: 0.06 mm/a (1 年)。

高-ニッケル鋳鉄:

1.5 年: 通常の鋳鉄の約 1/3 の割合。

最大。ピット深さ < 0.20 mm。

2. ステンレス鋼 (海洋環境、青島私の島: 北緯 36 度 03 分、東経 125 度 25 分、T=13.6 度、塩分 =32‰、pH=8.2)

大気暴露 (8 年間):

F179、Cr19Ni10、00Cr18Mo2 (~17% Cr): 腐食はなく、光沢が失われるだけです。

速度 < 0.3 μm/年。

2Cr13 (低 Cr): 茶色の錆層、完全な腐食。

速度 ≈ 5 μm/年、最大ピット < 0.2 mm。

完全没入ゾーン:

耐食性ランキング：
00Cr18Mo2 > 0Cr19Ni10 > 1Cr18Ni19Ti > F179 > 2Cr13。

3. アルミニウム合金

利点: 高強度、低密度、一般的に良好な耐海水性。

腐食形態：孔食、隙間腐食、粒界腐食。

汚れの影響:

防汚能力がない → 海洋生物により腐食が悪化します。

オイスターの汚れ→局所的な深い隙間腐食。

表面がきれい → 軽いが、密度の高い孔食。

4. 海水システム用チタンチューブ

材料特性:

低密度、高比強度（ステンレス鋼の約 3 倍、アルミニウム合金の 1.3 倍）。

安定した自己修復酸化膜による強力な不動態化。-

良好な熱伝達 (薄壁 + 滴状結露の利点)。

スケーリングや生物付着に対する耐性があります。

脱塩における銅合金管と比較した利点:

壁が薄くなる:

銅合金：0.9～1.2mm。

チタン: ~0.5 mm。

熱伝達:

チタン：17W/(m・K)。

アルミ黄銅：100W/(m・K)。

70/30 Cu-Ni: 29 W/(m・K)。

薄肉チタン > 70/30 Cu{3}} の性能。

経済競争力:

チタン密度は銅合金の約 50%。

伝熱面積が等しい場合 → チタンチューブの重量は銅合金チューブの 25% に相当します。

耐用年数:

チタンは Br⁻ 攻撃、砂浸食、生物付着腐食に耐性があります。

酸素注入条件下でも安定です (銅合金はここでは機能しません)。

早見表

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