給水システムでは、水の質が鋼管の寿命、性能、完全性を決定する上で重要かつ多面的な役割を果たします。鋼管サプライヤーとして、さまざまな水質が当社が提供する鋼管にどのような影響を与えるかを理解することが最も重要です。五角形梅の花筒、炭素鋼管、 そして亜鉛メッキ鋼管。
水の化学組成
水の化学組成は鋼管に影響を与える主な要因です。まず、pH レベルが重要です。水が酸性（pH < 7）の場合、鋼に対して腐食剤として作用する可能性があります。酸性水には高濃度の水素イオンが含まれており、鋼管内の鉄と反応します。たとえば、酸性雨が上水道に流入する可能性がある工業地域では、酸性水が鋼の表面を溶解し始める可能性があります。これにより、一般に錆として知られる酸化鉄が形成されます。時間が経つと錆が剥がれ落ち、パイプの内面に穴が開くことがあります。孔食はパイプの構造的完全性を弱めるだけでなく、漏れや水流量の減少につながる可能性があります。
一方で、アルカリ水 (pH > 7) も問題を引き起こす可能性があります。高アルカリ性の水は炭酸カルシウムやその他のミネラルの沈殿を引き起こす可能性があります。これらの鉱物は鋼管の内壁にスケールの堆積物を形成する可能性があります。スケールが蓄積すると水の流れが制限され、パイプ内の圧力が上昇します。これにより、水を汲み上げるためのエネルギー消費量が増加し、パイプに機械的ストレスが発生し、パイプの故障につながる可能性があります。
水中の溶存酸素の存在も重要な要素です。酸素は強力な酸化剤です。水の存在下で鋼と接触すると、腐食プロセスが始まります。鉄、酸素、水の反応により、水和酸化鉄(III) (さび) が形成されます。保管中または処理中に大気にさらされた水など、酸素が豊富な水では、腐食速度が大幅に加速される可能性があります。たとえば、水が継続的に空気にさらされているオープントップの貯水タンクでは、酸素が水に浸透してタンクに接続されている鋼管に到達し、腐食を促進する可能性があります。
ミネラル含有量
pH と酸素に加えて、水中のミネラル含有量も鋼管に大きな影響を与える可能性があります。塩化物は多くの水源、特に沿岸地域や道路に使用される凍結防止塩が水道に流入する可能性がある地域でよく見られます。塩化物は、鋼の表面に自然に形成される保護酸化層を破壊する可能性があります。この層が破壊されると、その下にある鋼材が腐食しやすくなります。塩化物による腐食は特に激しい場合があり、隙間腐食や孔食などの局所的な腐食を引き起こす可能性があります。
水中の硫酸塩も問題を引き起こす可能性があります。水道管の底の堆積物などの嫌気性環境で一般的に見られる硫酸塩還元細菌の存在下では、硫酸塩は硫化水素に還元されます。硫化水素は、鋼と反応して硫化鉄を生成する可能性のある腐食性ガスです。この反応はパイプを腐食させるだけでなく、腐った卵のような悪臭を水に与えます。
微生物の活動
水中の微生物は鋼管の表面にバイオフィルムを形成することがあります。バイオフィルムは、表面に付着して粘液のような物質を生成する、細菌、菌類、藻類などの微生物の複雑なコミュニティです。バイオフィルムは微生物の保護層として機能し、パイプ内に微小環境を作り出すことができます。この微小環境では、化学的および物理的条件がバルク水とは異なる場合があります。たとえば、パイプの表面近くでは酸素と栄養素の濃度が低くなり、pH も変化する可能性があります。
バイオフィルムの存在は、微生物影響による腐食 (MIC) を引き起こす可能性があります。バイオフィルム内の一部の細菌は、代謝副産物として酸を生成することがあります。これらの酸は鋼管を腐食させる可能性があります。さらに、バイオフィルムは湿気を捕捉し、酸素がパイプ表面全体に均一に拡散するのを妨げ、通気に差のある領域を作り出す可能性があります。これにより、パイプの一部の領域が陽極として機能して腐食し、別の領域が陰極として機能する腐食セルの形成につながる可能性があります。
各種鋼管への影響
これらの水質要因が、当社が供給するさまざまな種類の鋼管にどのような影響を与えるかを見てみましょう。
の五角形梅の花筒独特の構造により特殊な給水用途によく使用されます。ただし、その性能は水質によって大きく影響される可能性があります。酸性水では、五角形の梅の花の管の複雑な形状により、腐食が定着する領域が増える可能性があります。構造内の隙間や角に水がたまり、停滞領域が形成される可能性があり、そこで腐食がより急速に進行する可能性があります。これらのパイプでは、アルカリスケールの蓄積も問題になる可能性があります。スケールがチューブの形状の不規則な部分に蓄積し、水の流れがさらに制限される可能性があるためです。
炭素鋼管比較的低コストで機械的特性が優れているため、給水システムで広く使用されています。ただし、炭素鋼は非常に腐食しやすいです。酸素含有量が高い水や塩化物濃度が高い水では、炭素鋼パイプが急速に腐食する可能性があります。鋼中の炭素は腐食反応の触媒として作用し、錆びのプロセスを促進します。適切に保護されていないと、時間の経過とともに炭素鋼パイプに薄い斑点や穴が生じ、水漏れが発生する可能性があります。
亜鉛メッキ鋼管下地の鋼を腐食から保護するために亜鉛の層でコーティングされています。一般に、亜鉛メッキパイプは炭素鋼パイプに比べて優れた耐食性を持っています。亜鉛コーティングは犠牲陽極として機能し、鋼の代わりに腐食します。ただし、特定の水条件では、亜鉛コーティングが消耗する可能性があります。たとえば、酸性水中では、亜鉛が酸と反応して亜鉛塩を形成し、保護層が徐々に摩耗します。亜鉛コーティングが損傷すると、その下の鋼材が腐食し始めます。
緩和戦略
鋼管に対する水質の悪影響に対処するために、いくつかの緩和戦略を採用できます。一つのアプローチは水処理です。水の pH を中性範囲 (pH 7 付近) に調整することにより、水の腐食性を軽減できます。これは、石灰やソーダ灰などの化学物質を添加することで実現できます。水から溶存酸素を除去すると、腐食プロセスを遅らせることもできます。この目的には、熱脱気や化学的脱酸素剤などの技術を使用できます。
鋼管に保護コーティングを施すことも効果的な方法です。亜鉛メッキに加えて、エポキシコーティングなどの他のタイプのコーティングも使用できます。エポキシコーティングは鋼と水の間に物理的な障壁を提供し、腐食剤がパイプ表面に接触するのを防ぎます。陰極防食も一般的な技術です。これには、鋼パイプをより活性な金属に接続するか、印加電流を使用してパイプを電気化学セルの陰極にし、それによって腐食を防ぐことが含まれます。
ご購入・ご相談のお問い合わせ先
信頼できる鋼管サプライヤーとして、当社は鋼管における水質の重要性を十分に認識しており、お客様に最適なソリューションを提供する準備ができています。プロジェクトのさまざまな場所で異なる水質に対処している場合でも、耐久性の高い鋼管をお探しの場合でも、次のような当社の製品をご利用いただけます。五角形梅の花筒、炭素鋼管、 そして亜鉛メッキ鋼管お客様の特定のニーズを満たすために慎重に作られています。
給水システム用鋼管の選定についてご不明な点がございましたら、または当社の高品質鋼管の購入にご興味がございましたら、お気軽にお問い合わせください。私たちは、お客様と徹底的に話し合い、プロジェクトを確実に成功させるためのカスタマイズされたソリューションを提供したいと考えています。
参考文献
- MG、フォンタナ（1986）。腐食工学。マグロウ – ヒルブックカンパニー。
- ペンシルベニア州シュバイツァー (2004)。耐食性表。マルセル・デッカー。
- ウーリグ、HH、およびレヴィ、RW (1985)。腐食と腐食制御。ジョン・ワイリー＆サンズ。