JPS60253796A - 熱交換器の防食方法 - Google Patents

熱交換器の防食方法

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JPS60253796A
JPS60253796A JP59109270A JP10927084A JPS60253796A JP S60253796 A JPS60253796 A JP S60253796A JP 59109270 A JP59109270 A JP 59109270A JP 10927084 A JP10927084 A JP 10927084A JP S60253796 A JPS60253796 A JP S60253796A
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JP
Japan
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iron
iron ion
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automatic
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Pending
Application number
JP59109270A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Murai
豊 村井
Shoichi Tamatoshi
玉利 昭一
Hiroshi Atago
愛宕 寛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Corrosion Engineering Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Corrosion Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60253796A publication Critical patent/JPS60253796A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/18Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using inorganic inhibitors

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

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】 この発明は冷却水・とじて海水を履用する発電用大型復
水器などの銅合金系チューブのみ若しくは銅合金系チュ
ーブとチタン管とを混在させた冷却管を用いる熱交換器
の防食方法に関するものである。
一般に銅合金系部材の耐食性は表面に形成される防食皮
膜に左右され、その中でも特に耐食性能の向上に重要な
役割をもつものが鉄系の防食皮膜であることが広(知ら
れている。この鉄系の防食皮膜の形成は主として冷却水
中に含まれる第1鉄イオンの濃度に左右されることから
従来、熱交換器の銅合金系チューブを防食する場合は冷
却水系内に鉄イオンを供給してチューブ内壁に防食性酸
化鉄皮膜を形成する方法が行なわれ、またこの方法に不
溶性電極による電気防食法を組み合わせることが多く行
なわれているが、電気防食装置と鉄イオン供給装置とが
独立で運転しているために、鉄イオンの過剰供給等によ
りチューブ内面等に過剰な酸化鉄皮膜が形成され、熱伝
導率を低下せしめる等或は過防食電位になる等により冷
却効率を下げる等の問題を提起している。又、鉄イオン
供給装置としては、(1)硫酸第1鉄熔解装置からの手
動注入法と(2)鉄電解装置の2装置があるが、(1)
のものでは、硫酸第1鉄は吸湿性の粉末のために保存や
取り扱いなどの薬品管理が繁雑なことや溶解注入作業な
どに多くの人員と時間を必要とすること、および冷却水
を茶褐色に変色させるなどの問題があることから省力化
および環境保全の観点から新防食方式の開発が望まれ、
鉄イオンの供給を電解方式とした(2〕のものが開発さ
れたもので、このものとしては、取水路中に大型電解式
鉄イオン発生装置を設置する方式や、電気防食用電極と
して溶解性鉄電極を用いる方式などの鉄イオン供給技術
が開発されてきた。
しかしながら、前者の方式は防食皮膜を形成するために
十分な鉄イオンを供給することができるが、装置が大型
で電力消費量が多くなること、また後者の方式は装置が
小型で電力消費量が少ないが、鉄イオン供給量が十分で
ない場合があるなどの難点がある。
そこで、これ等の諸事情を配慮しつつなされたものとし
て、熱交換器の水入口側水室内に溶解性鉄電極を設け、
更に電解式鉄イオン発生装置によりチューブ内壁に酸化
鉄皮膜を形成させると共に前記熔解性鉄電極により発生
する鉄イオンにより酸化鉄皮膜を維持する防食法に於い
て前記皮膜の状態を皮膜抵抗値(陰分極抵抗値R−ΔE
−3/に−I: I・・・通電々流値、ΔE(=E、−
E−・・・通電々′位(E、)と不通電々位の差、S・
・・防食対象面積、K・・・防食電流配分比率)を計測
し、電気防食の防食電流と電解式鉄イオン発生装置とを
自動的に制御し、防食電流と鉄イオン供給量を適正値に
設定するとした熱交換器の防食状況を適格かつ合理的に
管理する防食法が、特公昭58−44200号に提案さ
れているが、この防食方法は皮膜抵抗値を適正値に設定
するために防食電流と鉄イオン供給量とを自動的に制御
して銅合金系チューブ内壁に防食性の酸化鉄皮膜を形成
せしめて防食するのであるが、上述構成より明らかなる
如く、水室内の電位を適正な一定電位に保つことをして
いないために以下に述べる不都合がある。
すなわち、現在にあっては、一般に、復水器等の冷却管
には銅合金系チューブとチタン管とを混在させて使用す
るのでチタン管への水素吸収による水素脆化を避けなけ
ればならない事は必須の条件となるため、チタン管電位
を水素吸収臨界電位(約−700mV程度)以下に低下
させることは出来ない、又チタン管混在でない銅合金系
チューブのみの場合にあっても当該チューブ内面に発生
する点食(孔食)を防止するために同様に処置すること
が必要である(約−600〜−1000mV程度)。所
が、酸化鉄皮膜の分極抵抗値を計測して鉄イオン供給濃
度を制御したとしても肝心な水室内部の電位を適正に一
定に制御することは出来ないと云う防食上置も重要な点
が解決されない欠点を有していることである。
さらに、この手段では、防食用電極に溶解性鉄電極を使
用することは防食電流と鉄イオンの両者を供給出来るの
で如何にも都合良さそうに考えられるが、不溶性電極と
較べ(例えば、海水中で鉄の溶解量は鉛錫電極の約91
0倍、又白金チタン電極の約150万倍の溶解量となる
)遥かに大きいので大量に使用するか、大型電極にする
か或は短期取換えを行うかして防食システムを維持しな
ければならないと云う非常に非経済的な欠点を有してい
る。
本発明は叙上の事情に鑑みなされたもので、その要旨と
するところは、復水器等の熱交換器の黄銅系管板と銅合
金系冷却チューブ及びチタン管冷却チューブ等との混在
による異種金属接触腐食防止並びに銅合金系チューブ内
面に発生する点食防止に於いて、海水冷却水出入水室内
部に設置された電気防食用不溶性電極と電位検出用照合
電極で構成される自動定電位式電気防食(電源)装置と
鉄イオン発生供給装置とを電気的に連動せしめて、最適
設定電位を一定に保持し、且つ、最適鉄イオン注入量を
該自動定電位式電気防食装置に於ける電気防食電流量に
応じて自動的に制御するとして、上述手段に於ける諸難
点の解消を図ったものである。
以下、これをチタン管混在の場合の実施例図にもとづい
て詳細に説明する。
第1図は本発明を実施した場合の復水器の概略断面図と
各装置間の結線図を示したもので、図中1はCWポンプ
、2は冷却水路、12は水室、 11は管板、10は黄
銅系冷却管、10”はチタン製冷却管等の復水器に於け
る各構成部を示し、本発明にあっては該海水冷却水出入
水室12内部に例えば、塩化銀電極或は白金チタン電極
等の防食用不溶性電極8と電位検出用の例えば、亜鉛照
合電極或は海水塩化銀照合電極等の照合電極9を適正位
置に設置し、該不溶性電極8と照合電極9とを定電位制
御装置6を付備の自動定電位式直流電源装置(自動定電
位式電気防食装置)13に接続するが当該装置13に於
ける直流電源装置5の電極と該不溶性電極8との間には
電流検出器7が挿入されている。
一方該冷却水路2途中にはポンプPを介在の電解用海水
吸入管2゛が分枝して鉄イオン発生装置14の鉄電解槽
3に導びかれたうえ導管2”で帰還している。
当該鉄電解槽3は該検出器7に接続の自動電解電流制御
電源装置4によって制御されるものとなっている。
しかして、本発明にあっては該検出器7から得られた信
号により鉄イオン発生装置14の自動電解電流制御電源
装置4を制御して鉄電解[3の電解電流を適正値にコン
トロールして最適鉄イオン量を発生せしめて、これを冷
却水路2に投入して復水器の冷却水入口側水室12内部
の鉄イオン濃度が0.01〜0.O3ppm以内で連続
或は段階(3〜6段階)的に自在に変化させ、且つ、水
室12内部の電位を例えば、 −0,7V (チタン管
混在の場合)の防食電位に一定に維持することが可能で
あり、これにより、非當に単純にして最適な防食方法を
提供することができる。
すなわち、これを防食電流供給比対防食電位と防食電流
対鉄イオン供給濃度の相対関係を示す図表の第2図によ
って説明すれば、自動定電位式電気防食装置13の初期
最大出力電流供給比100%、即ち、1氷室当り約80
Aの防食電流の供給により、設定電位の−0,7■にさ
れた時に、80A(防食電流供給比100%)の防食電
流によって得られた信号により鉄イオン電解槽3から発
生した鉄イオン量が水室12内の鉄イオン濃度を約0.
O3ppmになる様に鉄イオン発生装置14の自動電解
電流制御電源装置4を制御し、順次、水室12内の皮膜
の状態が良化するにつれて、一定電位を保つに必要な電
流が減少し、防食電流供給比が90%(約72A)にな
った時に水室12内の鉄イオン濃度が0.026 pp
mになる様に制御され、最終的には防食電流比が50%
以下で該濃度が0.01ppmに制御される。
上述の防食電流と冷却水中の鉄イオン濃度との相関々係
は本発明者等の経験則から導ひかれたものである。熱論
、スポンジボール洗浄により皮膜抵抗が低下した場合に
は電位を一定としつつ鉄イオン濃度は0.01〜0.O
3ppmの範囲で上昇することになる。
以上は6段階制御式の場合を説明したが、鉄イオン発生
装置14を連続制御式としても良く、この場合に於ける
実施仕様例について簡単に示すと以下の如くである。
(1)冷却流体・・・・海水 (2)処理海水量= −・76.770rrr/h(3
)電解用海水量・・150ボ/h (4)鉄イオン発生量・・ 2303g/h(5)自動
電解電流制御電源装置入力電源・ ・ ・ AC440
V 3相 60Hz(6)同上定格出力、 ・・DC5
0V 、50’0A(7)同上整流方式・・・ 6相半
波 (8)同上調整方式・・・ザイリスタ一方式(定電流制
御) (9)同上自動電流調整範囲・・80A〜500A連続
尚、処理海水量はポンプ性能曲線より推定し、下式によ
り鉄イオン注入率(ppm )を算出します。
鉄イオン注入率(ppm )−鉄イオン発生量(g/h
 )/処理海水量(r//h) (= 2303/ 76、770 #0.O3ppmン
以上の様な自動定電位式電気防食装置と段階制御式鉄イ
オン発生装置或は連続制御式鉄イオン発生装置との電気
的組合せによる防食方式によれば、氷室内の防食電位を
適正な一定電位に維持し、且つ、良好な防食皮膜(酸化
鉄皮膜)を形成するための鉄イオン濃度を自動的に供給
出来るので、i)鉄イオン注入量を監視調整する必要が
ない。
ii)チタン冷却管への水素脆化並びに銅合金系チュー
ブ内面に発生する点食を防止出来る。
■)省力化、省エネルギー(電力)化が達成出来る。
iv)鉄イオンの過剰注入による熱貫流率(K値)の低
下を防止出来る。
■)電気防食用電極に不溶性電極を使用するので取扱作
業の繁雑さが解消される等の非常に優れた防食方法を提
供するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施した場合の復水器の概略断面図と
各装置間の結線図、第2図は本発明に於ける防食電流供
給比対防食電位と防食電流対鉄イオン供給濃度の相対関
係を示す図表である。 符号の説明 1・・・CWポンプ、2・・・冷却水路、2”・・・電
解用海水吸入管、2”・・・導管、3・・・鉄電解槽、
4・・・自動電解電流制御電源装置、5・・・直流電源
装置、6・・・定電位制御装置、7・・・電流検出器、
8・・・防食用不溶性電極、9・・・照合電極、10・
・・黄銅系冷却管、10′・t・チタン製冷却管、11
・・・管板、12・・・水室、13・・・自動定電位式
直流電源装置、14・・・鉄イオン発生装置ズ?7層 ■ ;″fPzβ 虜を差(A/放吻 手続補正書(自発ン 昭和59年゛ を月7?日 特許庁長官 志 賀 学 殿 2、発明の名称、 熱交換器の防食方法 3゛、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称(620)三菱重工業株式会社(外1名)4、代理
人 明細書の発明の詳細な説明の欄。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 復水器等の熱交換器の黄銅系管板と銅合金系冷却チュー
    ブ及びチタン管冷却チューブ等との混在による異種金属
    接触腐食防止並びに銅合金系チューブ内面に発生する点
    食防止に於いて、海水冷却水出入水室内部に設置された
    電気防食用不溶性電極と電位検出用照合電極で構成され
    る自動定電位式電気防食装置と鉄イオン発生供給装置と
    を電気的に連動せしめて、最適設定電位を一定に保持し
    、且つ、最適鉄イオン注入量を該自動定電位式電気防食
    装置に於ける電気防食電流量に応じて自動的に制御する
    としてなることを特徴とする熱交換器の防食方法。
JP59109270A 1984-05-29 1984-05-29 熱交換器の防食方法 Pending JPS60253796A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0263646A2 (en) * 1986-10-03 1988-04-13 Hitachi, Ltd. Inhibiting radioactive substances from eluting into cooling water of a nuclear plant

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5517111A (en) * 1978-07-21 1980-02-06 Hitachi Ltd Electrophotographic method
JPS5844200A (ja) * 1981-09-08 1983-03-15 日本綜合防水株式会社 トンネルの防水施工法

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