コロージョン：蒸気のお話

知っているようで知らない蒸気について詳しく説明しています。

エロージョンが機械的な浸食であるのに対して、コロージョンは腐食です。

腐食の代表的なものに、「錆び」があります。鉄さびは鉄の表面が酸化物となり、表面で成長したり内部へ進行したりしたものです。

コロージョンを受けた配管の写真

金や白金はそれ自体が酸化還元反応を起こしにくい性質を持っていますが、多くの「錆びにくい金属」は異なるメカニズムで耐食性を獲得しています。

その代表的な例が、安定な酸化物等で表面が保護されているもので、見た目には「錆びにくい金属」と映ります。このような、表面に安定な保護皮膜を形成する身近な材料にステンレスがあります。

対照的に、不安定な腐食生成物で覆われている場合、もろい腐食生成物は表面から剥がれたり、水溶性の腐食生成物は流れたりするため、結果として不安定な金属表面が常に剥きだしとなります。そして、新たな面が腐食しては脱落する、を繰り返して減肉が進行していくのです。

金属の腐食は、金属材料と環境との境界面で起こる何らかの酸化還元反応によって、表面の一部がイオンとなり、配管やバルブを構成している金属材料から離脱していくこと、と言えます。

蒸気系配管は蒸気輸送配管とドレン回収配管に大別できますが、ドレン回収配管の方がコロージョンは起こりやすいと言えます。というのも、液体の水と空気（酸素）と鉄（鋼管）という条件が揃うからです。

それに比べて蒸気配管は、基本的に空気が無く液体の水が少ないため、腐食の条件が揃っているとは言えません。腐食が促進される環境ではないので、ドレン回収配管に比べるとコロージョンの進行は穏やかなことが多いでしょう。

また、ドレン回収配管でもクローズド回収をしている場合などは、ドレン回収配管圧力が大気圧よりも高いため、使用中に空気が混入してくることはなく、コロージョンは進行しにくいと言えます。

前述のような理由で、ドレン回収管のステンレス化はしばしば行われます。もちろん配管自体を長持ちさせる目的がありますが、配管がコロージョンを受けにくいと言うことは、回収ドレン水質の維持にも好影響があります。

配管がコロージョンを受けると、回収ドレン中の鉄イオン濃度が増えたり、腐食生成物によるエロージョンが起きたりすることがあるからです。

なお、鋼管の一種であるSGP管には亜鉛めっきが施された通称「白ガス管」がありますが、めっき層がはがれたり溶出したりしやすく、それが他の機器に悪影響を及ぼすこともあるので、蒸気配管系には避けるべきです。

基本的に腐食条件が揃ってしまうドレン回収配管では、pHなど水質を確認し、復水処理剤などをうまく活用して配管を保護するとともに、計画的な配管やバルブの交換も必要でしょう。