JPS5837533A - 伝熱表面の腐蝕率測定装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、伝熱表面の腐蝕率＃Ｊｉ装置と方法に関す
る。

現在、腐蝕測定の先方技術には、ストリップ形または円
形の試験体、ニップル、あるいは薄い金属テープまたは
針金の抵抗変化のような非伝熱方法によるものと単管ま
たは多重管いづれかの熱交換器を利用する伝熱方法とが
ある。非伝熱方法については、真の条件が存在しないし
、一方、伝熱方法については、実際の速度効果と表面温
度あるいは実際の速紋効果または表面温度は、同一であ
ることは稀で°あって、正確な電量測定を提供するだけ
である。

この発明の譲受人と同じ譲受人に譲渡され、また、この
明細書に参考として組込まれた同時係員米国特許出願第
２０２，３５１号及び第２０２，３５２号において、流
体の汚濁特性の試験方法と装置って、基本的見地から、
汚濁は、組合せ運＠量、熱及び物質移動の問題としてｔ
＃徴付けることができる。多くの場合、化学反応速度論
が含まれており、また、水中における塩の水溶性特性及
び腐蝕技術が含まれてφる。次のことが述べられている
。

すなわち、冷却水の汚濁傾向が、プラントの設計及び建
設的に正確に予言できる場合には、−噛正確な熱交換器
の仕様によって、相当な資金の節約が実現可能である。

方法と＃Ｃ置の一部として、入熱制御の丸めの加熱部材
と熱１１対を含む伝熱試験アセンブリが提供されていて
、加熱部材の壁温度を測定し、それを、腐蝕、ｐＨ１伝
導率などのようなデータとともに、トＩ４時に監視及び
記録して、異なった流量での汚濁の測定をＩＩＩＴ能に
している。腐蝕の＃１定は、相関器で行なわれ、導電性
液体を流れる電流を電圧降下に対して測定する。

腐蝕を測定する福の方法は、ｆｌ）ピットの深さ対時間
の測定と、（２）腐蝕表面のパーセントの目視評価であ
る。これまで、腐蝕測定方法が利用されているが、速度
による剪断影響の作用としての水膜伝熱係数と正確に制
御された熱束の作用としての表面温度との両方の制御条
件下での飄蝕または腐蝕率は正確に測定されていない。

さて、この発明の目的は、流体の伝熱表面の腐蝕率を測
定するための新規な方法と装置とを提供することにある
。

この発明のもう一つの目的は、伝熱流体に対して伝熱表
面の腐蝕率をそれ自体で測定するための直結装置または
プロセス熱交換器との手軽な接続のための新規な方法と
装置とを提供することにある。

この発明のさらにもう一つの目的は、伝熱流体に対して
伝熱表面の腐蝕率をそれ自体で測定するための直結装置
またはプロセス熱交換器との手軽な接続のためのもう一
つの新規な方法と装置とを提供することにある。

この発明のこれらの目的及びその他の目′的は、汚濁と
腐蝕試験アセンブリによって達成されるのであるが、こ
のアセンブリは、制御された入熱のための伝熱物質中に
埋め込まれている発熱体を有する金属製管を含んでおり
、その管の壁温救を測定する丸めの熱電対があり、また
その管の所定部分の周シに金属製のスリーブが配設され
ている。−従って、汚濁と腐蝕試験アセンブリは、流体
と流体流れ連通している導管と弁アセンブリ内に配電さ
れていて、制御された入熱、０４度条件及び流体流量で
所定期間の金属製スリーブの損失重量によって腐蝕率を
測定する。

この発明の更に他の目的と利益とは、明細書中の説明と
添付図面とを検討することによって明確になるであろう
。なお、図面中、同一数学は類似部分を示すものであろ
う。

次に図面について詳しく説明する。第１図及び第２図に
は、全体を１０で示す試験モジュールが示されており、
これは％環状の流体流路１６を形成している導管１４内
に同軸的に配置されていて全体を１２で示す汚れと腐蝕
試験ア゛センブリから成２ている。腐蝕試験アセンブリ
１２は１円筒形加熱部材１８から成っておシ、繭記加熱
部材の上に、円筒形腐蝕試験スリーブ部材２０が位置し
ている。円筒形加熱部材１８は、酸化！グネシウ＾のよ
うな絶ｉ基材２４内に埋め込まれている高抵抗発熱体２
２と壁温度を検知するための加熱部材１８内に埋め込ま
れている少なくとも一個の熱電対とを備えて−る。

導管１４は、ガラスのような適切な透明物質で形成され
て−て、流体の流れ及び加熱部材１８の表面のまわシの
スケールの形成（図示せず）が目視観察可能であること
が好まし−。加熱部材１８は、ステンレス鋼、鋼、チタ
ン、軟鋼、アトミツ′ルテーメタルなどといった金属材
料で形成されておシ、それらの材料は、例えば、＃ｊ定
する熱交換器の管材料、試験モジュールを通過して試験
する流体、あるーは、試験する流体が通過する装置内の
同様な金属によるものである。７般に、ステンレス鋼は
、通常の冷却水用に使用され、アドミラルテーメタルは
、海水及び生塩水用に使用される。

円筒形腐蝕試験スリーブ部材２０は、加熱部材１８と類
似の材料で一般に形成されていて、伝熱装置の実際の材
料と同じものとし、また、異なった金属の腐蝕影響を除
去する。試験スリーブ部材２０は、厚みが非常に、薄く
て、伝熱抵抗を最小限度の屯のとし、しかも、少くと（
約０．０３インチという厚みの非常なビット形の腐蝕に
使用可能である。試験スリーブ部材２０の表面の渦電流
の影響を最小限とするために、スリーブ部材の前表面部
分２８は、厚みが約０．０１５インチ以下の前縁３０ｔ
で機械加工されている。

試験スリーブ部材２０は、銀ろうの点溶接によって加熱
部材１８の上に位置し、その後縁８４が絶縁基材２４の
端部分に相応していて、熱電対の位置での水膜の混乱を
最小限にしているのが好ましｉ、交互に、試験スリーブ
部材２０は、加熱部材１８上に位置させ、第３図に示す
ように加熱部材１８に形成されて−るみぞ８８のなかに
配置の弾性材料でつくつ九〇りング８６で適所に保持で
きる。類似の表面温度のシミュレーションを準備するた
めに、試験スリー、プ部材２０は、加熱部材１８上にき
つくはめ込まれており、例えば、プレスばめされて−で
、それらの間に密接な接触を行ない、かつ９気の取込み
による伝熱抵抗を最小限にしている。

流体の腐蝕率は、単位時間当りの加熱部材１８からの流
れと出熱の制御された率のもとて流体が試験モジュール
１０を通過する間に明示される試験スリーブ部材２０に
対する損失重量で測定する。

第４８ＯＫついて説明すると、熱試験モジュール１０は
、全体を４０で示す配管アセンブリ内に位置しておシ、
流量計４２と４４、ロタメータ４６及び流量制御弁４８
を含んでφる。配管アセンプＩＪ　４　Ｇは、それぞれ
、弁５６と５８に制御されている導管５２と５４によっ
て流量計４２と４４に並行流れ連通している入口導管５
０を備、えてφる。

導管５２と５４は１分離弁６２に制御されている導管６
０によって流体流れ連通しておシ、ロタメータ４６の一
端は導管６４と６６によって試験モジュール１００人口
端と流体流れ連通している。

導管５４は、バイパス弁７０に制御されている導管６８
によって導管６６と流体流れ連通している。

試験モジュ、−ル１０の出口は、流量制御弁４８を介し
て分離弁１６に制御されている導管１２と７４によって
出ロア８に導管８０によって流体流れ連通している。導
管７２は、パイノ（ス弁８４に制御されている導管８２
によって導管８０と流体流れ連通している。導管８０は
、流体の他の）くラメータを測定するために複数のグロ
ーブ（図示せ流量計４２と４４は、ｔＩｔ、を本の相異
なった設耐足格を有する各メータがついているベンチュ
リ形であるのが好ましく、変換機８８を介してそれぞれ
、リードライン９２と９４によって差圧セル９０に電気
的に接続されており、差圧セルは、流量計４２と４４の
圧力低下を検知する。配管アセン−ｉｖ＊ｏけ、大量の
人口水温を探知するための熱電対９ｂと高温カットオフ
９８を備えている。

十分な範囲の流速を与えるために、異った直径の複数の
試験モジュール１０は、配管アセンブリ４０に互換的に
挿入するために、使用できる。流量制御弁４８は、予め
選択された弁において流量を保証するための内圧つりあ
い装置１ｌｌ（図示せず）を有する定流形のものである
ことが好ましい。ロタメータ４６は、目視監視が可能で
あり、かつ差圧セル（図示せず）によって電気的に監視
され得るものである。

配管アセンブリ４０Ｕ、前述の四時係属出願に開示しで
あるように、監視記録アセンブリ（図示せず）と一体構
造であるか、またはそれと連結しており、トレーラ、パ
ンなどのような移動容器内に位置させるための支持構造
物上に設置されて、ある場所から他の場所へ容易に移動
して、熱交挾器％原子炉などのような装置を通過する流
体を試験する。

操作に際しては、配管アセンブリを含んでいる監４Ｍ記
録アセンブリが適切な支持アセンブリ上に設置されてい
て内Ｍ、環境答器のなかに人っていて、熱交検器または
脱リグニンダイジェスタのような時に腐蝕影響を試験す
る流体を使用する単位操作または単位道程に近接して位
置せしめられ、伝熱表面に対する腐蝕率を測定する。試
験モジュール１０Ｆｉ、加熱部材１８と単位操作またＦ
ｉ過根の管部材と類似の材料で形成されている試験スリ
ーブ部材２０とを含んでφる配管部材４０内に位置して
おシ、試験スリーブ部材２０Ｆｉ加熱部材暑８上に位置
させるに先立って重量を測定する。設置すると、試験を
される流体が試験モジュールの流体流路１６を通過する
。動力は加熱部材１８の発熱体２２に加え、加熱部材１
８の壁の１１度を探知してその温度を求める。同時に、
大量流体の温度を、流体速度の探知とともに熱電対９６
で探知する。

水速は定流弁４８で制御し、流ｔｌｆｔ＋２またＦｉ、
４４の圧力低下を検知する差圧セル９０による電子的探
知に付随して、ロタメータ４６で目視彎知する。

所定期間恢、例えば、７日から３０日後、２日乃至３日
という最低期間で、流体の試験モジュール１０の通過を
停止させ、試験モジュールｌＯを配管アセンブリ４０か
ら取除く。試験スリーブ部材２０を加＃１部材１８から
取除吃ズ、重１を＃Ｊ定し、腐蝕率（Ｃ，Ｒ）を計算す
るための下記の等式に組み込む損失重量の計算が可能と
なる。

上式において。

Ｗｌけ、グラムでの損失重量、 Ａは、（ンチでのスリー−プの表面積、ｄｉｊ、立方セ
ンチ当りのグラムでの金網密度、ｔは１日数での試験期
間である。

以上、この発明の好ましい一実施例に関連して、その説
明を行ったが、多くの修正は、当業者にとって明らかで
あり、かつこの適用は変更＠様を保膿することが意図さ
れていることが理解されるであろう。従って、この発明
は、％ｆｆＭ求の範囲及びそれと同等のもののみに限定
されるものであることが明らかに意図されているのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の断面図、４２図は、この発明の第
１図の一部の拡大断面図、第３図は、この発明のもう一
つの実施例の拡大断面図、第４同は、この発明の装置を
組み込んだ配管図である。 １８・・・・・・・・・加熱部材 ２０・・・・・・・・・スリーブ部材 ２２・・・・・・・・・発熱体 ２ｔｉ　、９６・・・・・・・・・熱電対２８・・・・
・・・・・―表面部分 ３０・・・・・・・・・前　縁 ３４・・・・・・・・・後　縁 ３ｂ・・・・・・・・・０リング ３８・・・・・・・・・み　ぞ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）配管アセンブリ内に配電されていて発熱体を有す
   る円筒形部材を含んでいる伝熱アセンブリと、殖記円筒
   形部材にプレスばめされているまえもって重量を＃１定
   しである金属製スリーブ部材とから成る伝熱表面の腐蝕
   本測定１ＩＩｅ首。 （２）前記金属製スリーブ部材と前記円筒形部材は、同
   様な金属で形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の伝熱表面の腐蝕率−」定装置。 ＋３１　　ｆｆ１Ｊ記金属製スリ一ブ部材は、厚さが少
   なくとも約’０．０３インチであることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の伝熱：ｔ！面の腐蝕率醐定装
   ｆｉｌｌ。 （４）前記金属製スリーブ部材は、円錐形ａ表面で形成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の伝熱表面の腐蝕本測定装置。 （５）　　前記円錐形前表面の前縁は、厚さが少なくと
   も０．０１インチであることを特徴とする特許−求の範
   囲第４項記載の伝熱表面の腐蝕本測定装置。 （６）前記スリーブ部材の後縁は、前記発熱体の熾部分
   と一致していることを特徴とする特許請求の範囲ａ１項
   記載の伝熱表面の腐蝕本測定装置。 （７）前記スリーブ部材は、前記円筒形部材にはんだ付
   けきれていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の伝熱表面の腐蝕本測定装置。 （８）前記円筒形部材は°、前記スリーブ部材よシシ僅
   かに大きな距離を離間して周囲に形成されているみそを
   備え、且つ更に該スリーブ部材を該円筒形部材上に保持
   するために該みぞ内に設けられた弾性材料でつくったＯ
   リング部材から成っていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の伝熱表面の腐蝕本測定装置。 （９）前記円筒形部材は、前記発熱体への電気の引き入
   れを探知し制御するための熱電対を含んでいることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の伝熱表面の腐蝕率
   ｍｌ定装置。 ＯＩ　　内部加熱アセンブリを有する円筒形部材を含む
   伝熱アセンブリを利用する方法において、（ａｌ　　前
   記伝熱アセンブリの近くにまえもって電量を測定しであ
   る円筒形スリーブ部材を位置させることと、 （ｋ））　　前記伝熱アセンブリを流体内に該流体と流
   れ連通させることと、 （Ｃ）゛前記内部加熱アセンブリを動かせることと、（
   ｄｌ　　前記流体の流れを所定の期間後に止めるととと
   、 （ｅｌ　　前記円筒形スリーブ部材を取除き、４その電
   量を計量して前記所定期間中の横失重１を（Ｉｉｌｌ　
   ’ｒｌ−することと、 から成る伝熱表面の腐蝕本測定方法。 ０υ　配管アセンブリ内に配置されていて発熱体を有す
   る円筒形部材を含んでｉる伝熱アセンブリと、前記円筒
   形部材にプレスげめされているまえもって重量を測定し
   である金属製スリーブ部材と、１記円筒形部材が前記発
   熱体への電気の引き入れを探知し制御するための熱電対
   を含んでいることと から成る伝熱表面の腐蝕＄６１１１１定装置を利用する
   方法において、前記円筒形スリーブ部材は、内部加熱ア
   センブリの肩部の近くの前ｌピ円筒形部材の下流部分に
   位置していることを特徴とする伝熱表面の腐蝕本測定方
   法。 ０３　　前記伝熱アセンブリは、スリーブｌｉＩ素と同
   様な金輌であることを特徴とする特許請求の範囲第１１
   項記載の伝熱表面の腐蝕本測定方法。 ａ漕　前記伝熱アセンブリは、その！ｉ度が探知される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の伝熱表
   面の腐蝕本測定方法。 ０４　　前記伝熱アセンブリは、その探知された温度に
   応じて内部加熱アセンブリ、を働かせることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１３項記載の伝熱表面の腐蝕本測定
   方法。