ジェット燃料貯蔵タンク内で、回収水 (塩化物 200 ppm、pH 6) を 80 度に加熱する場合、5 年後に孔食を防止できるグレード 2 のチタン壁の最小値はどれくらいですか?

ジェット燃料貯蔵タンクは、結露や燃料の取り扱いによって底に水が溜まる場合があります。回収される水は通常、塩水 (空気および海洋源からの塩化物 100 ～ 300 ppm) であり、溶存酸素と微量の炭化水素が含まれています。一般に、微生物の増殖や氷の形成を防ぐために、チタン浸漬ヒーターを使用して水層を 65-80 度に加熱します。チタン グレード 2 は、塩化物含有量に依存する臨界孔食温度 (CPT) まで、塩化物溶液中での孔食に対して耐性があります。グレード 2 は CPT 限界で運転され、80 度および 200 ppm Cl⁻ で長時間孔食が発生する可能性があります。壁の厚さによって腐食許容量が与えられます。破損を引き起こすには、ピットが壁全体に浸透する必要があります。この文書では、5 年間の耐用年数を通じて孔食を回避するための最小壁厚を決定します。

200ppm Cl{sup -} 孔食挙動
塩化物濃度 200 ppm (0.02%) は、海水 (19,000 ppm) やブラインに比べて控えめです。 200 ppm Cl- 中のグレード 2 の CPT は約 85 ～ 90 度です。 80 度では、合金は CPT を下回るため、理想的な条件下では孔食が発生することはありません。ただし、ジェット燃料タンクのサービスでは、有効 CPT は多くの要因によって低下します。

停滞状態: 水の流れがないか、水の流れが少ないと、ヒーター表面に局所的な塩化物が蓄積します。

堆積物-微生物のスライムや炭化水素膜によって生成された堆積物の下にある隙間のような状態。

熱サイクル: ヒーターのオンとオフを切り替えると、不動態皮膜が破壊される可能性があります。

低酸素 – 生物活動により溶存酸素が使い果たされ、再不動態化能力が低下する可能性があります。-

これらの現場条件下での実際の CPT は、実験室で得られた値より 5 ～ 10 度低い可能性があります。ただし、80 度では、バルク塩化物濃度が低いにもかかわらず、長期間 (数か月から数年) 暴露すると孔食が発生する可能性があります。

伝播速度の比較
ピットが発生すると、塩化物濃度、温度、利用可能な酸素に応じた速度で広がります。グレード 2 の場合: 200 ppm Cl- 中で 80 度:

最初の安定ピットまでの時間 (ピット開始時間): 現場の状況で 1,000 ～ 3,000 時間 (6 週間～4 か月)。清潔な実験室環境では、開始がまったく起こらない可能性があります。

開始後のピットの成長速度: 200 ppm Cl⁻中、80 度で 0.05 ～ 0.15 mm/年。塩化物濃度が低いため、ペースはやや鈍くなります。比較のために、海水 (19,000 ppm Cl-) での伝播速度は 0.5 ～ 2.0 mm/年です。

肉厚 1.65 mm のチューブの場合、ピットの発生から穿孔までの時間=肉厚 / 伝播速度=1.65 / 0.10=16.5 年。ただし、これは単一のピットが連続的に伝播することを前提としています。実際、いくつかのピットが発生し、局所的な酸性化によりピットの深さとともにピットの伝播速度が増加する可能性があります。開始から穿孔までの推定時間は控えめに見て 8 ～ 12 年です。

壁の厚さと 5 年生存率
壁の厚さ (mm) 予想されるピットの発生 発生後穿孔までの時間 5 年生存確率 0.9 mm あり (1,000 ～ 3,000 時間) 5 ～ 8 年 70 ～ 80% (ある程度の可能性)
1.2 mm はい (1,000 ～ 3,000 時間) 7 ～ 12 年 85 ～ 95% 1.65 mm (BWG 14) 遅れるが可能性あり 10 ～ 15 年 95 ～ 99%
2.0 mm Likely but delayed 12-18 years >99%
5 年間で孔食穴が 95% 以上発生しない確率を達成するために必要な最小壁厚は 1.65 mm です。 1.2 mm では、早期に発生したピットが 5 年以内に壁を通って広がる可能性が 5 ～ 15% あります。

ジェット燃料タンク給湯器 アプリケーションマトリックス 使用条件 塩化物濃度 温度 推奨壁厚 (グレード 2) 予想 5 年耐用年数
Good circulation, clean recovered water 100-200 ppm 65-70 °C 1.2 mm >95 %
一般的なジェット燃料タンク (停滞、一部の堆積物) 150 ～ 250 ppm 75 ～ 80 度 1.65 mm 95 ～ 99%
Marine environment (high chloride incursion) 200-400 ppm 80C 2.0 mm >95%
Poor maintenance (biofilms, sludge)200-300 ppm 80°C 2.0 mm + Grade 7 99%+ Any service with chlorides >500 ppm >500 ppm 80 度 グレード 2 ではありません。グレード 7 を使用 グレード 7 が必要
実用的な使い方の提案
80 度のジェット燃料貯蔵タンクで 200 ppm Cl- の回収水が存在する状況では、グレード 2 のチタン チューブ (BWG 14、最小肉厚 1.65 mm) は、95-99% の信頼度で 5 年の耐用年数内に孔食が発生しません。より薄い壁 (1.2 mm) は生き残る可能性がありますが、リスクは大きくなります。塩化物濃度が低いため、ピットの成長速度が遅くなり (年間 0.05 ～ 0.15 mm)、たとえピットが形成されたとしても、1.65 mm の壁があれば十分な安全性が確保されます。沿岸環境にあるタンク、または塩化物レベルが 300 ppm を超えるタンクの場合は、2.0 mm の壁を指定するか、グレード 7 にアップグレードしてください。購入時に酸洗いした表面研磨を依頼してください (孔食を引き起こす可能性のある鉄汚染を除去します)。年次検査を実施してください。ヒーターを取り外します。ピットを目視検査します (10 倍の倍率)。デプスゲージを使用してピットを測定します。深さ 0.3 mm を超えるピットの場合は、5 年ごとにヒーターを交換してください。グレード 2 は、適切な肉厚の選択と定期的な検査により、ジェット燃料タンクの水加熱用途においてコスト効率が高く信頼性の高いサービスを提供します。新規設置の場合、検査なしで 10 年の耐用年数が必要な場合は、壁厚 2.0 mm、または壁厚 1.65 mm のグレード 7 を指定してください。