一般的なポンピング液体

きれいな水
すべてのポンプのテスト曲線を共通の基準にするために、ポンプの特性は、密度 1000 kg/m³ の常温 (通常 15℃) の清水に基づいています。
浄水用の最も一般的な構造材料は、すべて鋳鉄製の構造、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。浄水、または固形物が存在しない比重1の中性として定義される水をポンプで汲み上げる場合、エンド吸引ポンプ水平方向スプリットケーシングポンプ最も一般的に使用されます。高い吐出ヘッドが必要な場合は、多段式ポンプが使用されます。
設計者のポンプハウスのスペースが限られている場合、斜流ポンプ、軸流ポンプ、タービンポンプのいずれかの垂直ユニットが使用されます。

腐食媒体としての海水
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場合、15℃における酸素含有量は約8mg/ℓです。
脱ガス海水
場合によっては、海水は化学的または物理的に脱ガス処理されます。その結果、海水の攻撃性は大幅に低下します。化学的脱ガス処理の場合、脱ガス処理には時間がかかることにご注意ください。したがって、海水がポンプに入る前に、脱ガス処理、つまり酸素の除去が完全に完了していることが非常に重要です。
運転には注意が必要です。空気の流入によりエアレーションが発生する可能性があります。流入時間は限られていますが、材料選定時に酸素の存在を考慮しない場合、特定の状況下では材料に急速な損傷が生じ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、一般的に海水に酸素が含まれていると想定する必要があります。
汽水
「汽水」という用語は、海水に強く汚染された淡水を意味します。資材の選定に関しては、汽水の輸送にも海水と同じ指針が適用されます。さらに、汽水にはしばしばアンモニアや硫化水素が含まれています。硫化水素の含有量がわずかであっても、例えば1リットルあたり数ミリグラム程度であっても、腐食性が著しく高まります。

地下水源からの海水
地下水源から採取される塩水は、海水よりもはるかに高い塩分濃度を持つことが多く、多くの場合約30%、つまり溶解度限界をわずかに下回る程度です。ここでも、食塩が主成分です。pH値は通常比較的低く(約4)、つまり酸性です。一方、酸素含有量は非常に低く、あるいは全く存在しないこともありますが、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もあります。
H₂S を含むこのような酸性の塩溶液は非常に腐食性が強いため、特殊な材料が必要です。
塩分含有量が高いため、運転条件によっては、ある程度の塩分沈殿が生じることを想定する必要があります。このような場合には、設計、運転、材料選定におい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する耐性も備えている必要があります。このような腐食現象は、特に自己不動態化鉄合金(ステンレス鋼)で顕著です。断続的にしか運転されないいわゆる「スタンバイ」ポンプは、停止腐食の危険性があります。そのため、運転停止前または定期的な起動前に、真水で満水にすることが効果的と考えられています。
様々な海水ポンプガルバニック腐食を防止するため、部品は同種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可能な限り小さくする必要があります。ただし、設計上の理由から異なる材料を使用する必要がある場合は、水と接触する卑金属の表面積を貴金属の表面積よりも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を示しています。
高速流はエロージョン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。ステンレス鋼やニッケル合金の場合、流量は挙動にほとんど影響を与えませんが、合金化されていない鉄系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。このことから、媒体に酸素または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。H₂Sが多量に存在する場合、酸素は存在しない傾向があります。そのような場合、媒体はpH 4まで弱酸性になります。
材料挙動
表1は、ポンプ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。特に記載がない限り、以下の情報はH₂Sを含まない海水に適用されます。
非合金鋼および鋳鉄
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。鋳鉄は低流速域(ケーシングには使用可能)にのみ使用してください。この場合、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物
Ni-Resist 1 および 2 は中程度の速度 (最大約 20 m/s) にのみ適しています。
5~30℃の海水中におけるガルバニック腐食

投稿日時: 2025年3月11日