アミン再生塔に生じる腐食と防食溶射による局部腐食対策
kanmetaアミン再生塔は、吸収工程でCO₂や硫化水素を取り込んだ溶液から酸性成分を放散し、再び吸収に用いるために溶液を再生する基幹設備です。塔内では高温のリーン溶液が循環し、上部へは酸性成分と水蒸気が移行します。運転中、アミンの劣化に伴う熱安定塩、金属イオン、不純物、酸素混入の影響が重なり、腐食性は増大します。塔下部（再沸器戻り・引抜き部・ノズル取り合い）では堆積や濃縮による局部条件が成立しやすく、棚段支持環・降液管周り・充填物支持部ではすきま環境が形成されがちです。
塔頂側や外部配管では、酸性成分を含む凝縮水の影響が加わる場合もあります。これらが組み合わさることで、一般腐食よりも局所条件が支配的となり、限られた部位で減肉が進み、設備健全性に影響を及ぼす重要課題となります。
事例紹介：アミン再生塔への防食溶射施工事例
あるガス処理設備のアミン再生塔では、塔下部の再沸器戻りノズル周辺、棚段支持環、降液管まわりの局所領域で、堆積と濃縮を起点とする孔食と減肉が確認されていました。従来は部分的な有機被覆の補修や肉盛り溶接を検討しましたが、計画停止に合わせ、対象帯を中心に前処理（ブラスト）を行い、耐食金属系の防食溶射を適用。必要部位には封孔処理を施し、外観・連続性・付着について所定の確認を行いました。
形成された金属皮膜により、堆積・すきま・濡れ乾きが重なる領域で下地と腐食因子の接触が断たれ、運転再開後の内部点検でも新たな深刻腐食は認められず、減肉傾向の収束が確認されています。類似設備でも、有機内面被覆から溶射皮膜に切り替えた事例で複数回の点検時点における皮膜健全性が確認されており、アミン再生塔に対する防食溶射の実用性と有効性を裏付けています。
従来の対応方法とその限界
アミン再生塔に生じ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。
アミン品質管理・再生・不純物管理
熱安定塩の低減、溶解鉄・微粒子のろ過、酸素混入の抑制などは腐食因子を下げる基本策です。しかし、塔内の滞留域や死角では堆積と濃縮が再形成されやすく、清浄化の合間にも局部腐食が進展し得ます。運転条件の変動時には再発しやすく、局部アノードの発生自体を断ち切れない場面が残ります。
材質選定
炭素鋼から耐食性の高い鋼種への限定的な切り替えは一定の効果を示します。一方、全面的な高合金化はコスト・工期・調達性の制約が大きく、堆積やすきまなど局所条件が支配する部位では、材質のみで再発を完全に抑え込めないことがあります。
有機内面被覆
内面被覆は初期バリアとして機能しますが、高温アルカリ・熱安定塩・蒸気吹き・洗浄による負荷で軟化・膨れ・剥離を生じやすく、微小欠陥や剥離部から下地鋼が露出すると、そこを起点に局部腐食が拡大します。部分補修や再被覆の頻度が高まり、停止日数と保全費の増大につながりがちです。
溶接補修・肉盛り
再沸器戻りや引抜き部、支持環周りの減肉に対して肉盛り溶接やパッチ当てで対応する方法があります。ただし、圧力部の補修では施工後に応力除去熱処理を要する場合があり、開先加工・熱影響による材質変化・歪みのリスクも無視できません。計画外停止での実施は難しく、工期・コストの負担が大きくなります。
以上のように、堆積物下腐食・すきま腐食・濡れ乾き・流動摩耗腐食・酸性凝縮水腐食といった複合的な様式に対し、従来手法のみで長期的に再発を抑制するには限界があります。
防食溶射の有効性
防食溶射は、溶融した金属粒子を高速で基材表面に吹き付け、緻密な金属被膜を形成します。防食溶射による金属皮膜は、母材を腐食因子から遮断し、塔下部の堆積・濃縮域から上部の凝縮影響部まで、多様な環境で局部腐食の発生・進展を抑える実装性の高いバリアとなります。
以下に、防食溶射による腐食対策の主な利点をまとめます。
①堆積物下・すきま領域の遮断
連続した金属皮膜が鋼表面を覆い、底部の濃縮液・堆積物・金属イオンや、支持環・付属品周りのすきま環境から下地を隔離します。差動通気やpH変動、局部濃縮が成立しやすい条件でも、局部アノードの形成と孔食の深掘れを抑制します。
②アミン・熱安定塩・凝縮影響下での耐久性
アルミニウム系や耐食性の高い合金系の溶射皮膜は、高温アルカリ性アミン、熱安定塩、湿潤硫化水素、二酸化炭素が関与する環境で安定した保護を示します。有機内面被覆のように温度サイクルや蒸気吹きで軟化・剥離を起こしにくく、洗浄や再起動を繰り返す装置でも長期にわたり機能を維持できます。
③現場施工性（低入熱・常温施工）
溶射は母材への熱影響が小さく、溶接肉盛りのような熱歪みや性質低下を招きません。常温施工のため、硬化養生や応力除去熱処理（PWHT）も不要です。 高さのある塔でも内部足場と専用機材で停止期間内に広範囲の処置が可能です。
④局所補修・再施工の容易さ
再沸器戻りノズル周りや棚段近傍など損傷が集中する箇所は、当該部のみブラスト→再溶射で補修できます。全面更新を要さず、保全計画の柔軟性が高まります。
⑤検査・寿命管理の容易さ
金属皮膜であるため、超音波厚さ計による減肉モニタリングや外観検査を継続的に実施できます。防食溶射へ切り替えた設備では、有機内面被覆に比べ補修頻度と停止日数が抑えられ、ライフサイクルコストの低減が報告されています。
アミン再生塔では、デポジット腐食・すきま腐食・濡れ乾きの繰り返し・エロ－ジョンコロージョン・酸性凝縮水腐食が装置各所で重なり、局所的に減肉が進みやすいのが実情です。従来の品質管理や洗浄、有機内面被覆、溶接補修のみでは、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ず、漏えいリスクや予定外停止の懸念が残ります。
一方、カンメタエンジニアリングの防食溶射に代表される金属溶射は、遮断性・耐久性・施工性・保全性の観点から、再生塔特有の複合損傷に対して現実的かつ有効な選択肢となり得ます。最新点検結果にもとづく適用範囲の選定、必要に応じた試験片評価、そして計画停止に合わせた確実な実装をご検討ください。これにより、設備の寿命延長と信頼性向上、ならびにライフサイクルコスト低減が期待できます。
