フランジを腐食から保護するには、固体の耐食性合金を使用する、亜鉛コーティングを適用する、バリア コーティング システムを適用する、という 3 つの主なアプローチが存在します。{0}各オプションは、異なるレベルの保護、コスト、およびメンテナンス要件を提供します。間違ったアプローチを選択すると、フランジの劣化、漏れ、システムの故障につながります。このガイドでは、環境に最も費用対効果の高いソリューションを選択できるように、ステンレス鋼、亜鉛メッキ、コーティングされたフランジを比較しています。{4}}
腐食保護オプションの概要
無垢のステンレス鋼、亜鉛メッキ (亜鉛-コーティング)、コーティングされた (バリア-保護) フランジのいずれを選択するかは、使用環境、予想される耐用年数、コストの制約、メンテナンスの考え方によって異なります。ステンレス鋼はフランジ断面全体にわたって固有の耐食性を備えていますが、初期コストが高くなります。-亜鉛メッキフランジは、大気環境での使用に経済的な犠牲亜鉛保護を使用しています。コーティングされたフランジは、鋼と環境の間にバリア層を形成し、埋設および水中使用に適しています。選択を誤ると、フランジの早期破損、漏れ、およびコストのかかるプラントのダウンタイムが発生する可能性があります。
ステンレス製フランジ
ステンレス鋼フランジは、表面に不動態酸化物層を形成する主にクロムなどの合金化学によって耐食性を提供します。オーステナイトグレード 304 および 316 は、最も一般的なステンレスフランジ材料です。グレード 304 (ASTM A182 F304) は、水、低刺激の化学薬品、大気暴露などのほとんどの環境に対して良好な一般耐食性を提供します。グレード 316 (ASTM A182 F316) にはモリブデンが添加されており、沿岸大気や化学処理などの塩化物を含む環境での耐孔食性が大幅に向上します。- 2205 (F51) や 2507 (F53) などの二相グレードは、海洋および酸性ガス用途において、より高い強度と優れた耐応力腐食割れ性を提供します。
亜鉛メッキフランジ
溶融亜鉛めっきでは、約 840 度の溶融亜鉛に浸漬して炭素鋼のフランジに亜鉛コーティングを施します。亜鉛コーティングは、下地の鋼に犠牲（陰極）保護を提供します。つまり、亜鉛が優先的に腐食して、切断面や傷などの露出領域で鋼を保護します。コーティングの厚さは通常、ASTM A123 に従って 70 ～ 150 ミクロンの範囲です。亜鉛メッキフランジは大気腐食環境や水道施設に適しています。ただし、亜鉛コーティングが脆くなり、高温では鋼基材の亜鉛脆化が懸念されるため、390 度を超える温度では使用できません。
コーティングされたフランジ
適用されたコーティング システムでは、バリア保護を使用してスチール フランジを腐食環境から隔離します。いくつかのテクノロジーのオプションが存在します。
| コーティングの種類 | 一般的な厚さ | 最高温度 | 主な用途 | 相対コスト |
|---|---|---|---|---|
| フュージョン-接着エポキシ (FBE) | 300 - 500 ミクロン | 華氏250度 | 埋設パイプライン、水没サービス | 中くらい |
| 液状エポキシ | 200 - 400 ミクロン | 華氏300度 | 現場でのタッチアップ、{0}}修理 | 中くらい |
| ポリウレタン | 300 - 600 ミクロン | 華氏250度 | 化学物質の封じ込め、飛沫ゾーン | 中-高 |
| PTFE/フッ素樹脂 | 100 - 300 ミクロン | 500°F | 強力な耐薬品性 | 高い |
| 亜鉛-リッチプライマー | 50 - 100 ミクロン | 華氏400度 | 多層システムのベースコート- | 低い |
コスト比較
ステンレス鋼フランジの初期コストは、通常、同等の炭素鋼フランジの初期コストの 2 ～ 5 倍です。亜鉛メッキフランジは、裸の炭素鋼よりも 20 ～ 40% のプレミアムを追加します。コーティングされたフランジ (FBE またはエポキシ) は、コーティング システムの複雑さに応じて 30 ～ 60% 追加されます。ただし、ライフサイクルコスト分析では、メンテナンスや再コーティングが不要なため、過酷な環境下では 20+ 年間にわたってステンレス鋼が好まれることがよくあります。亜鉛メッキおよびコーティングされたフランジは、予想耐用年数が短い場合、またはコーティングが設計寿命まで持続するほど環境が穏やかな場合に、より経済的です。
アプリケーションの適合性
ステンレス鋼フランジは、化学プロセスプラント、海洋設備、食品および製薬施設、およびメンテナンスなしで長寿命が必要な腐食環境に最適です。亜鉛メッキフランジは、大気腐食が最も懸念される水処理プラント、冷却水システム、屋外構造物、ユーティリティ配管に適しています。コーティングされたフランジは、埋設パイプライン、廃水処理、化学薬品封じ込めエリア、飛沫ゾーンの用途に最適です。材料の種類を混合する場合は、同じ接合部内の異種金属間に絶縁ガスケットとワッシャーを使用して電解腐食を避けてください。
重要なポイントは、特定の環境で予想される耐用年数やメンテナンス コストに対して、初期費用のバランスを取ることです。厳しい腐食条件では、初期コストは高くなりますが、ライフサイクル全体を通じてステンレス鋼が最も経済的な選択肢となります。
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