316 ステンレス鋼加熱管の腐食破損を分析する場合、塩化物イオンや pH 値などの化学的要因に注目することがよくありますが、微生物影響による腐食 (MIC) は簡単に無視されます。流動性が低く、栄養分が豊富な水系では、硫酸塩還元細菌などの微生物が金属表面で増殖し、バイオフィルムを形成し、局所的な腐食を促進します。{2}} MIC は工業用水システムにおける 316 ステンレス鋼の早期孔食故障の重要な原因の 1 つであり、その隠れた性質により初期段階での検出が困難です。
微生物による腐食のメカニズムは、バイオフィルム形成と微生物の代謝産物の複合作用の結果です。水環境に適切な栄養分と温度があれば、微生物はステンレス鋼の表面に付着して増殖し、細胞外ポリマーで覆われたバイオフィルムの層を形成します。バイオフィルムの下では、局所環境はバルク溶液とは大きく異なります。最も典型的なのは硫酸塩還元細菌 (SRB) で、嫌気条件下で水中の硫酸イオンを硫化水素に還元します。硫化水素はステンレス鋼を直接腐食するだけでなく、不動態皮膜の安定性を破壊し、孔食を誘発します。さらに、バイオフィルムによって形成される酸素濃度の差も閉塞腐食バッテリーを形成し、局部腐食の進行を促進します。
微生物による腐食は、特定のシナリオで発生する傾向があります。まず、循環冷却水システム、貯湯タンク、長時間停止している暖房システムなどの、停滞または流量の少ない水システム - です。流動性が低いと、微生物の付着や繁殖が起こりやすくなります。第二に、有機物と栄養素が豊富な環境 - 産業廃水、再生水、地表水、その他の栄養分が高い水源は細菌が繁殖する可能性が高くなります。第三に、中温環境 - 20 –40 度は、ほとんどの細菌が増殖するのに最適な温度であり、これはまさに多くの給湯システムの動作温度範囲です。
微生物による腐食の特徴には、特定の識別可能性があります。一方で、腐食はほとんどが局所的な孔食であり、ピットの口は生物汚泥や結節で覆われていることがよくあります。堆積物を除去した後、下に明らかな穴があります。一方で、腐食速度は通常の化学腐食よりもはるかに速く、ひどい場合には数か月以内に穴があいてしまうこともあります。水質分析により、塩化物イオン含有量は高くないが、孔食が急速に発生していることが示された場合は、微生物要因を考慮する必要があります。
微生物による腐食の予防と制御は、複数の側面から開始する必要があります。まず、水質を管理し-、水中の栄養源を減らし、補給水のろ過と浄化を適切に行います。-第二に、定期的な殺菌と藻類の除去 - は、循環水システムに適切な殺菌剤を追加するか、紫外線殺菌、オゾン殺菌、その他の方法を使用して微生物の数を制御します。第三に、流れの状態を改善します-水の長期的な停滞を回避し、流量を適切に増加させ、バイオフィルムの付着を減らすためにパイプラインシステムを定期的に清掃します。-第四に、加熱管表面の表面最適化-電解研磨により、微生物の付着を減らすことができます。第 5 に、MIC が厳しいシステムの材料アップグレード -、より高グレードの合金またはチタン材料にアップグレードすることで、リスクを効果的に軽減できます。-。
表 1 一般的な微生物腐食の種類と予防方法
表格
| マイクの種類 | 主な微生物 | 高リスクのシナリオ- | 防止策 |
|---|---|---|---|
| 硫酸塩-細菌の腐食を軽減します | SRB（嫌気性） | 停滞水、土砂の堆積 | 定期的な清掃、殺菌、流れの改善 |
| 鉄-酸化細菌による腐食 | IOB（有酸素運動） | 鉄分を多く含む循環水 | 水からの鉄の除去、塩素処理 |
| 酸-細菌による腐食を引き起こす | さまざまな酸を生成する細菌- | 有機物が豊富な{0}水環境 | 栄養源の管理、定期的な殺菌 |
| バイオフィルムによる孔食 | 混合細菌群集 | 低流量加熱システム- | 表面は電解研磨され、流量が増加します |
微生物による腐食のメカニズムを理解し、的を絞った予防措置を講じることで、給水システムにおける 316 ステンレス鋼加熱管の故障リスクを効果的に軽減できます。
