要求の厳しい産業環境では、制御弁の錆の長期的な耐食性と材料安定性が、中断のない生産を確保するために不可欠です。 特定のケースでは、ある化学プラントが、CF8M（ニッケルクロムオーステナイト系ステンレス鋼）製の電動ボールバルブに設置後間もなく異常な腐食を経験し、システムの安定性を損ないました。GRAT技術チームは、体系的な故障分析を実施し、このバルブのソリューションを開発しました。
技術仕様
- 製品名： 電動制御ボールバルブ
- 媒体： 弱酸性プロセス水（塩化物イオン < 100ppm)
- 温度： 80-90°C
- 圧力： 1.0 MPa
- 電圧： 380V AC
- シール： PTFEソフトシール
- 本体材質： CF8M (ASTM A351)
- 接続タイプ： フランジ
- 操作： 比例制御
- 制御信号： 4-20mA
故障現象： ステンレス鋼バルブは、設置前の基本的な検査に合格し、配管圧力試験は設計要件を満たしていました。しかし、数ヶ月の運転後、外部バルブ本体とフランジネックに目立つ茶色の錆びが現れましたが、内部シール面は無傷のままでした。
トラブルシューティングと分析
GRAT技術チームは、故障したステンレス鋼バルブの錆について、以下を含む体系的な検査と分析を実施しました。
- マクロ検査： 腐食は、バルブ本体の粒界領域に集中していました。
- 顕微鏡検査： 金属組織学、SEM、EDSによる分析により、連続的なネットワーク状の析出物 が粒界に現れました。
- 熱処理検証： 焼鈍処理と徐冷サンプルを比較した結果、析出物がM₂₃C₆型クロム炭化物であることが確認されました。
根本原因分析：
- 熱処理プロセス 制御
- 溶接パラメータと冷却速度
- 媒体適合性と塩化物含有量
ソリューションと実装
コアソリューションは、ステンレス鋼バルブの錆材料において、鋳造から機械加工まで、均一で安定したオーステナイト組織を確保するために、プロセス全体を最適化することです。
- プロセス最適化：
- 焼鈍熱処理仕様を厳守：コンポーネントを1050-1150°C まで加熱し、十分な保持時間を与える
- 水焼入れのような急速冷却技術 を実装して、炭化物の再析出を抑制する
- 現場メンテナンスの改善：
- 設置前に配管を徹底的に清掃し、異物による潜在的な損傷を排除する
- アクチュエータ付きバルブを垂直に設置し、適切な位置合わせを確保する
- 定期的な運転テストを実施して、シール面の完全性
- 実装結果
- プロセス最適化後、CF8Mステンレス鋼ボールバルブは、18ヶ月 間、腐食の兆候なく連続運転されています
- 全体的な故障率は、改善前のレベルと比較して、95% 劇的に減少しました
- このケースは、オーステナイト系ステンレス鋼バルブの腐食防止技術におけるベンチマークプラクティス となりました
経験のまとめ
詳細な故障分析を通じて、GRATは、オーステナイト系ステンレス鋼制御弁における粒界炭化物析出の根本原因として、不適切な焼鈍熱処理を特定しました。熱処理設備のアップグレードと、より厳格なプロセス規律 を確立することにより、このような品質不良を根本から排除しました。
GRATを選択することは、信頼性の高いステンレス鋼バルブ製品だけでなく、深い技術的専門知識と厳格なプロセス管理に基づいた包括的な流体処理ソリューション を受け取ることを意味します。私たちは、優れた品質管理と専門的な技術サービスにより、お客様のプロセス産業プラントの長期的な安定運転 を保証することに尽力しています。
