炭酸腐食の知識と防食溶射による対策事例
kanmeta炭酸腐食は、二酸化炭素（CO₂）が水に溶解して炭酸（H₂CO₃）を生じ、鋼材表面で水素イオン還元が進むことにより発生する電気化学的腐食です。実機では温度・流速・CO₂の分圧・ｐH・溶存塩類・溶存酸素・不純物が重なり合い、均一腐食だけでなく、デポジット腐食・すきま腐食・濡れ乾きの繰り返しなどの局部腐食を誘発します。鉄炭酸塩（炭酸第二鉄）から成る表面被膜は環境によって保護にもなり得ますが、塩化物や酸性化、流動の衝突帯では被膜が形成・維持されにくく、局所的な減肉が進む場合があります。配管低所・曲管、受器の低部や付属品取り合い、装置の液面変動帯は、特に注意を要するホットスポットです。
事例紹介：炭酸腐食環境への防食溶射工事例
ある湿りガス系統では、配管の低所スプールと受器入口で凝縮水が滞留し、塩化物を含む条件下で堆積物下腐食とエロージョン・コロージョンが重畳していました。計画停止に合せ、低所スプール内面と受器の低部・ノズル取り合いを中心に、ブラストブラストで清浄度と所定粗さを確保後、耐食合金系の防食溶射を適用し、必要部位に封孔処理を実施。再稼働後の点検では新たな深刻腐食は認められず、重点部位の減肉傾向が収束。以降は局所補修を組み合わせ、停止時間と後追い補修の頻度を抑制しています。
本件は、炭酸腐食が支配的となる低所・堆積域・衝突帯に対し、連続した金属皮膜が有効な抑止力となることを示しています。
従来の対応方法とその限界
炭酸環境における腐食対策には様々な方法がありますが、いずれも一長一短が指摘されています。
アミン・水質・運転の最適化
凝縮水の抑制、ｐHや緩衝管理、不純物低減、流速・温度調整は基本策です。低所や死角での再凝縮・再堆積、運転変動時の一時的な酸性化は避け難く、洗浄化の合間にも局部腐食が進み得ます。
材質選定
炭素鋼仕様の見直しや部位限定の耐食合金採用は一定の効果を示しますが、局所条件が支配する衝突帯、堆積域・すきま部では、材質だけで再発を抑え込みないことがあります。コスト・工期・調達性の制約も無視できません。
有機内面被覆
初期バリアとして有効でも、温度サイクル・蒸気洗浄・化学洗浄で軟化・膨れ・剝離を生じやすく、露出部から局部腐食が拡大。更新・部分補修の頻度増は停止日数と保全費の増大につながります。
溶接補修・肉盛り
減肉部の肉盛りやパッチ当ては即効性がある一方、応力除去熱処理（PWHT）の要否・歪み・熱影響のリスク、計画外停止での施工困難などの制約があり、再堆積・再濃縮の根本リスク除去にはなりにくいのが実情です。
炭酸腐食は、CO₂の溶解・炭酸生成・環境因子の重なりにより局所条件が成立しやすく、短期間での減肉や再発の懸念が付きまといます。従来の運転・品質管理、材質、内面被覆、溶接補修だけでは、再堆積・再濃縮や被覆の劣化・剥離、局部アノードの再形成を断ち切れない場面が残ります。
一方、防食溶射は、炭酸腐食のホットスポット（低所・堆積域・すきま・濡れ乾き帯・衝突帯）において、遮断性・耐久性・施工性・保全性の面で現実的かつ有効です。皮膜という選択肢が、炭酸腐食リスクを着実に低減し、設備の寿命延長と信頼性向上に貢献します。ぜひ「カンメタエンジニアリングの防食溶射」をご検討ください。
