JPS63123998A - 熱交換器の防食装置 - Google Patents
熱交換器の防食装置Info
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- JPS63123998A JPS63123998A JP61268701A JP26870186A JPS63123998A JP S63123998 A JPS63123998 A JP S63123998A JP 61268701 A JP61268701 A JP 61268701A JP 26870186 A JP26870186 A JP 26870186A JP S63123998 A JPS63123998 A JP S63123998A
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- heat exchanger
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Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、海水を使用するチタン製熱交換器の水素脆化
を防止する熱交換器の防食装置に関する。
を防止する熱交換器の防食装置に関する。
（従来の技術）
発電プラントの熱交換器には冷却水として多量の海水が
使用されており、プラント全体の信°頼性向上の面から
熱交換器材質として耐海水性に優れたチタンが使用され
はじめた。熱交換器の冷却管および管板材質がチタン製
で水室壁がゴムライニングの場合、チタンはもとより、
ゴムライニングの耐久性が高いので熱交換器は非常に耐
食性が優れたものとなり電気防食の必要はない、しかし
、これに接続されている導水管内面の塗膜に欠陥が存在
すると、導水管材質である鉄が露出し、熱交換器チタン
との間で電位差を生じその部分に腐食が集中することに
なる。
使用されており、プラント全体の信°頼性向上の面から
熱交換器材質として耐海水性に優れたチタンが使用され
はじめた。熱交換器の冷却管および管板材質がチタン製
で水室壁がゴムライニングの場合、チタンはもとより、
ゴムライニングの耐久性が高いので熱交換器は非常に耐
食性が優れたものとなり電気防食の必要はない、しかし
、これに接続されている導水管内面の塗膜に欠陥が存在
すると、導水管材質である鉄が露出し、熱交換器チタン
との間で電位差を生じその部分に腐食が集中することに
なる。
以下にこの現象を詳細に説明する。海水は電導性が良く
、海水中で異種金属が電気的に接続された場合、自然電
位の低い金属が陽極となって腐食を受ける。鉄の自然電
位は−０，６４〜−〇、７２Ｖ （飽和甘こう電極基準
、以下同様）、チタンは−０，１５〜ｏ、ｏｓｖであり
、鉄とチタンが海水中で接続されると、電位の低い鉄が
陽極、電位の高いチタンが陰極となり、両者の電位差が
反応駆動力として働き、鉄の腐食が進行する。
、海水中で異種金属が電気的に接続された場合、自然電
位の低い金属が陽極となって腐食を受ける。鉄の自然電
位は−０，６４〜−〇、７２Ｖ （飽和甘こう電極基準
、以下同様）、チタンは−０，１５〜ｏ、ｏｓｖであり
、鉄とチタンが海水中で接続されると、電位の低い鉄が
陽極、電位の高いチタンが陰極となり、両者の電位差が
反応駆動力として働き、鉄の腐食が進行する。
その反応式は。
陽極反応： Ｆｅ−４Ｆｅ” ＋２ｅ
・・・■陰極反応： ’Ｏ，＋ Ｈ，Ｏ＋ ２ａ−＋
２０Ｈ−−■と表わせる。
・・・■陰極反応： ’Ｏ，＋ Ｈ，Ｏ＋ ２ａ−＋
２０Ｈ−−■と表わせる。
腐食する鉄の量はファラデーの法則から得られる。
鉄の腐食量（重量ｐｇ） ＝ ＫＸ電流（Ａ）Ｘ時間（
ｓｅｅ） −■に：電気化学当量（鉄： ０．２８９
Ｘ １０−” ）この式より、鉄の腐食量は電流に比
例し、この電流はに）式で表わすことができ、腐食系の
抵抗値Ｒが一定であれば、異種金属間の電位差ΔＥが大
きい程、一般に腐食量が増える。
ｓｅｅ） −■に：電気化学当量（鉄： ０．２８９
Ｘ １０−” ）この式より、鉄の腐食量は電流に比
例し、この電流はに）式で表わすことができ、腐食系の
抵抗値Ｒが一定であれば、異種金属間の電位差ΔＥが大
きい程、一般に腐食量が増える。
ΔＥ
工＝−・・・（イ）
工 ：電流（Ａ）
ΔＥ：異種金属間の電位差（Ｖ）
Ｒ：腐食系の抵抗（Ω）
また、異種金属の接触において陽極となる金属の腐食速
度（電流密度）は、両極金属の相互の面積比によって異
る。すなわち、陽極となる方の金属の単位面積当りの腐
食量は、その電流密度に比例するから、流れる電流が陰
極の面積により支配される場合には、陽極の面積が陰極
に比べて太きいときには、腐食は比較的少なくてすみ、
逆に陽極となる方の金属の面積が小さいと腐食はきわめ
て激しくなる。熱交換器のチタンと導水管の鉄との組合
せは、チタンの面積が数百−１鉄が数１０ａ（で、まさ
しく後者の例である。
度（電流密度）は、両極金属の相互の面積比によって異
る。すなわち、陽極となる方の金属の単位面積当りの腐
食量は、その電流密度に比例するから、流れる電流が陰
極の面積により支配される場合には、陽極の面積が陰極
に比べて太きいときには、腐食は比較的少なくてすみ、
逆に陽極となる方の金属の面積が小さいと腐食はきわめ
て激しくなる。熱交換器のチタンと導水管の鉄との組合
せは、チタンの面積が数百−１鉄が数１０ａ（で、まさ
しく後者の例である。
これまでこのような腐食を防止するため、導水管にアル
ミニウム犠牲陽極を設置していた。この犠牲陽極は自然
電位が−１，０５〜−１，１０Ｖと鉄よりも低く、陽極
となって腐食し、一方、陰極となった鉄は防食される。
ミニウム犠牲陽極を設置していた。この犠牲陽極は自然
電位が−１，０５〜−１，１０Ｖと鉄よりも低く、陽極
となって腐食し、一方、陰極となった鉄は防食される。
このときの反応は
陽極反応： ＡＱ−４ＡＩ２″＋＋３０ ・・・■
２Ｈ” ＋ ２ｅ −＋ Ｈ，−−−■と表わせる。陽
極ではアルミニウムが溶出し、陰極となるチタンおよび
鉄表面では■式に従がって海水中に含有されている酸素
の還元反応で０Ｉ（−イオンが生成する。さらに、電位
が約−０，７５Ｖ以下まで低下すると０式に従がいＨ＋
イオンの還元により水素が発生、鉄は溶出せず防食され
ることになる。
２Ｈ” ＋ ２ｅ −＋ Ｈ，−−−■と表わせる。陽
極ではアルミニウムが溶出し、陰極となるチタンおよび
鉄表面では■式に従がって海水中に含有されている酸素
の還元反応で０Ｉ（−イオンが生成する。さらに、電位
が約−０，７５Ｖ以下まで低下すると０式に従がいＨ＋
イオンの還元により水素が発生、鉄は溶出せず防食され
ることになる。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、上記陰極表面での水素発生はチタンの水素脆化
を引き起こすので、絶対に避けなければならない。チタ
ンは水素を吸収しやすく、水素と反応して水素化チタン
（Ｔ ｉ Ｈｔ ）を生成し、非常に脆くなる性質を有
しているからである６ところが、アルミニウム犠牲陽極
を設置した場合、この問題を完全に防止することは難か
しい、というのは、アルミニウム犠牲陽極の自然電位は
−１，０５〜−１，１０Ｖと低く、かつ、犠牲対象とな
る鉄の部分は塗膜剥離で露出した極くわずかな面積なた
め、大きな面積を有するチタンとアルミニウム犠牲陽極
との反応が支配的となり、チタンの電位がアルミニウム
犠牲陽極側へ引きつけられ、−０，７５Ｖ以下となるか
らである。
を引き起こすので、絶対に避けなければならない。チタ
ンは水素を吸収しやすく、水素と反応して水素化チタン
（Ｔ ｉ Ｈｔ ）を生成し、非常に脆くなる性質を有
しているからである６ところが、アルミニウム犠牲陽極
を設置した場合、この問題を完全に防止することは難か
しい、というのは、アルミニウム犠牲陽極の自然電位は
−１，０５〜−１，１０Ｖと低く、かつ、犠牲対象とな
る鉄の部分は塗膜剥離で露出した極くわずかな面積なた
め、大きな面積を有するチタンとアルミニウム犠牲陽極
との反応が支配的となり、チタンの電位がアルミニウム
犠牲陽極側へ引きつけられ、−０，７５Ｖ以下となるか
らである。
また、従来、この犠牲陽極の消耗度は発電プラントを停
止させ、導水管の海水を排除し、目視で点検、確認しな
ければならず、その費用は真人なものであった、さらに
、発電プラントの定期点検から次の定期点検まで最低１
年間はアルミニウム犠牲陽極が残存するよう２〜３倍の
裕度を持つよう多量のアルミニウム犠牲陽極を取付けて
いた。
止させ、導水管の海水を排除し、目視で点検、確認しな
ければならず、その費用は真人なものであった、さらに
、発電プラントの定期点検から次の定期点検まで最低１
年間はアルミニウム犠牲陽極が残存するよう２〜３倍の
裕度を持つよう多量のアルミニウム犠牲陽極を取付けて
いた。
これも、チタンの電位がさらにアルミニウム犠牲陽極の
電位へ引きつけられ、チタンの水素脆化の一因となって
いた。
電位へ引きつけられ、チタンの水素脆化の一因となって
いた。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、アルミニ−ラ
ム犠牲陽極設置時に、簡単な構成でチタン製熱交換器の
水素脆化を完全に防止するとともに、アルミニウム犠牲
陽極の消耗度を自動的に得て。
ム犠牲陽極設置時に、簡単な構成でチタン製熱交換器の
水素脆化を完全に防止するとともに、アルミニウム犠牲
陽極の消耗度を自動的に得て。
発電プラントを停止することなく、順次新しい犠牲陽極
を供給可能な防食装置を提供することを目的としている
。
を供給可能な防食装置を提供することを目的としている
。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、チタンで構成された浸漬部位を有する熱交換
器に海水を導く導水管の内部に、鉄で構成された電極お
よびアルミニウムで構成された電極をそれぞれ配設する
と共に、これらの電極を電流計およびスイッチを介して
接続したことを特徴とてしている。
器に海水を導く導水管の内部に、鉄で構成された電極お
よびアルミニウムで構成された電極をそれぞれ配設する
と共に、これらの電極を電流計およびスイッチを介して
接続したことを特徴とてしている。
（作用）
熱交換器を構成するチタンとアルミニウム犠牲陽極との
間に鉄で構成された電極を介在させることにより、鉄の
浸漬面積を増加してアルミニウム犠牲陽極の電位がチタ
ンに影響を及ぼさないようにし、水素発生によるチタン
の水素脆化を防止すると共に、鉄電極とアルミニウム犠
牲陽極間に電流計およびスイッチを設けることにより、
アルミニウム犠牲陽極の消耗度を観察しつつ、消耗が進
行した場合には順次新しい犠牲陽極を供給できる。
間に鉄で構成された電極を介在させることにより、鉄の
浸漬面積を増加してアルミニウム犠牲陽極の電位がチタ
ンに影響を及ぼさないようにし、水素発生によるチタン
の水素脆化を防止すると共に、鉄電極とアルミニウム犠
牲陽極間に電流計およびスイッチを設けることにより、
アルミニウム犠牲陽極の消耗度を観察しつつ、消耗が進
行した場合には順次新しい犠牲陽極を供給できる。
（実施例）
以下、本発明を添付図に基いて説明する。
図面は本発明の一実施例を示すものであって。
チタン製熱交換器１は一胴２の内部に多数配設されたチ
タン製冷却管３とこれらのチタン製冷却管３を支持する
チタン製管板４．さらにこの管板４で区画された水室５
と水室５へ冷却水である海水を導入する導水管６とから
構成されている。上記氷室はゴムライニング７で被覆さ
れている６また。
タン製冷却管３とこれらのチタン製冷却管３を支持する
チタン製管板４．さらにこの管板４で区画された水室５
と水室５へ冷却水である海水を導入する導水管６とから
構成されている。上記氷室はゴムライニング７で被覆さ
れている６また。
導水管６の内面は塗膜８で被覆され、この導水管６内に
は複数のアルミニウム犠牲陽極９と鉄電極１０が設置さ
れ、アルミニウム犠牲陽極９および鉄電極１０は結線１
１によって導水管６の外部で電流計１２およびスイッチ
１３を介して電気的に接続されている。また鉄電極１０
は結線１４によって導水管６と電気的に接続されている
。
は複数のアルミニウム犠牲陽極９と鉄電極１０が設置さ
れ、アルミニウム犠牲陽極９および鉄電極１０は結線１
１によって導水管６の外部で電流計１２およびスイッチ
１３を介して電気的に接続されている。また鉄電極１０
は結線１４によって導水管６と電気的に接続されている
。
上記構成において、導水管６および水室５へ海水が導入
されてアルミニウム犠牲陽極９および鉄電極１０が海水
に浸漬されると、アルミニウム犠牲陽極９は−１，０５
〜−１，１０Ｖ 、鉄ｉｔｔ極１０は−０，４６〜−０
，７２Ｖの電位を示し、両者の電位差は０．３３〜０．
６４Ｖとなって、両者を結線１１およびスイッチ１３を
介して電気的に接続することにより、電位の低いアルミ
ニウム犠牲陽極９となり０式に従がってＡｆｌ’＋イオ
ンが溶出し、鉄電極ｌＯは陰極となって防食される。こ
の時、結線１４を介して鉄電極１０゜アルミニウム犠牲
陽極９と電気的に接続されている導水管６の内面の塗膜
剥離で露出した微小鉄部１５も防食される。一方、チタ
ン製管板４およびチタン製冷却管３も結線１４を介して
両電極と電気的に接続されているが、この場合は鉄の面
積が大きいため、鉄電極１０とアルミニウム犠牲陽極９
間の反応が主となり、チタンの電位がアルミニウム犠牲
陽極９へ引きつけられ、−０，７５Ｖ以下となることは
なくチタンの水素脆化を完全に防止できる。
されてアルミニウム犠牲陽極９および鉄電極１０が海水
に浸漬されると、アルミニウム犠牲陽極９は−１，０５
〜−１，１０Ｖ 、鉄ｉｔｔ極１０は−０，４６〜−０
，７２Ｖの電位を示し、両者の電位差は０．３３〜０．
６４Ｖとなって、両者を結線１１およびスイッチ１３を
介して電気的に接続することにより、電位の低いアルミ
ニウム犠牲陽極９となり０式に従がってＡｆｌ’＋イオ
ンが溶出し、鉄電極ｌＯは陰極となって防食される。こ
の時、結線１４を介して鉄電極１０゜アルミニウム犠牲
陽極９と電気的に接続されている導水管６の内面の塗膜
剥離で露出した微小鉄部１５も防食される。一方、チタ
ン製管板４およびチタン製冷却管３も結線１４を介して
両電極と電気的に接続されているが、この場合は鉄の面
積が大きいため、鉄電極１０とアルミニウム犠牲陽極９
間の反応が主となり、チタンの電位がアルミニウム犠牲
陽極９へ引きつけられ、−０，７５Ｖ以下となることは
なくチタンの水素脆化を完全に防止できる。
また、鉄電極１０とアルミニウム犠牲陽極９は結線１１
によって導水管６の外部で電流計１２およびスイッチ１
３を介して電気的に接続しているので、電流計１２の電
流値によりアルミニウム犠牲陽極の消耗度がチェックで
きる。アルミニウム犠牲陽極９が消耗されたときはスイ
ッチ１３Ａの操作により次の新しいアルミニウム犠牲陽
＠９ Ａを鉄電極１０と電気的に接続すればよい。
によって導水管６の外部で電流計１２およびスイッチ１
３を介して電気的に接続しているので、電流計１２の電
流値によりアルミニウム犠牲陽極の消耗度がチェックで
きる。アルミニウム犠牲陽極９が消耗されたときはスイ
ッチ１３Ａの操作により次の新しいアルミニウム犠牲陽
＠９ Ａを鉄電極１０と電気的に接続すればよい。
なお、上記実施例では鉄電極を１個、アルミニウム犠牲
陽極を２個とした場合について説明したが、これら電極
の個数は復水器の大きさ、使用する期間により適宜増減
される。
陽極を２個とした場合について説明したが、これら電極
の個数は復水器の大きさ、使用する期間により適宜増減
される。
以上述べたように、本発明はチタン製熱交換器に接続さ
れた導水管の熱交換器接続部内面に鉄を構成要素とする
電極と、該電極と複数のアルミニウム犠牲陽極間に電流
計とスイッチを設けて電気的に接続するようにしたもの
であるから、本発明によればチタンの水素脆化を完全に
防止するとともに、アルミニウム犠牲陽極の消耗度を自
動的に得て、発電プラントを停止することなく、順次新
しい犠牲陽極を供給することができ、安全で確実に長期
間にわたり防食効果を奏する。
れた導水管の熱交換器接続部内面に鉄を構成要素とする
電極と、該電極と複数のアルミニウム犠牲陽極間に電流
計とスイッチを設けて電気的に接続するようにしたもの
であるから、本発明によればチタンの水素脆化を完全に
防止するとともに、アルミニウム犠牲陽極の消耗度を自
動的に得て、発電プラントを停止することなく、順次新
しい犠牲陽極を供給することができ、安全で確実に長期
間にわたり防食効果を奏する。
図面は本発明の一実施例を示す概略図である。
１・・・熱交換器 ２・・・胴
３・・・チタン製冷却管 ４・・・チタン製管板５・・
・水室 ６・・・導水管７・・・ゴムライニ
ング ８・・・塗膜９・・・アルミニウム犠牲陽極 １
０・・・鉄電極１１・・・結線 １２・・・
電流計１３・・・スイッチ １４・・・結線１５
・・・微小鉄部
・水室 ６・・・導水管７・・・ゴムライニ
ング ８・・・塗膜９・・・アルミニウム犠牲陽極 １
０・・・鉄電極１１・・・結線 １２・・・
電流計１３・・・スイッチ １４・・・結線１５
・・・微小鉄部
Claims (1)
- チタンで構成された浸漬部位を有する熱交換器に海水を
導く導水管の内部に鉄で構成された電極およびアルミニ
ウムで構成された電極をそれぞれ配設すると共に、これ
らの電極を電流計およびスイッチを介して接続したこと
を特徴とする熱交換器の防食装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61268701A JPS63123998A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | 熱交換器の防食装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61268701A JPS63123998A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | 熱交換器の防食装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63123998A true JPS63123998A (ja) | 1988-05-27 |
Family
ID=17462174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61268701A Pending JPS63123998A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | 熱交換器の防食装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63123998A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021178279A1 (en) * | 2020-03-02 | 2021-09-10 | Rheem Manufacturing Company | Systems and methods for monitoring cathodic protection degradation |
| EP4042075A4 (en) * | 2019-10-11 | 2023-11-01 | Rheem Manufacturing Company | INTEGRATED ANODE FOR HEAT EXCHANGER |
-
1986
- 1986-11-13 JP JP61268701A patent/JPS63123998A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4042075A4 (en) * | 2019-10-11 | 2023-11-01 | Rheem Manufacturing Company | INTEGRATED ANODE FOR HEAT EXCHANGER |
| WO2021178279A1 (en) * | 2020-03-02 | 2021-09-10 | Rheem Manufacturing Company | Systems and methods for monitoring cathodic protection degradation |
| US11359293B2 (en) | 2020-03-02 | 2022-06-14 | Rheem Manufacturing Company | Systems and methods for monitoring cathodic protection degradation |
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