配管内の白い堆積物について

質問

質問させて頂きます。

設備冷却水内の配管内にカルキのような白い堆積物が見られたため、成分分析を行ったところ亜鉛成分が検出されました。（カルキ成分は無し）

工場内の工業用水配管に使われている白管の亜鉛成分が回り回って堆積したのではないかと推測しています。（他に亜鉛が使われているようなところがないため）

以下、質問です。
?こういった亜鉛が堆積する現象は、白管が使われている環境では通常起こる現象なのでしょうか？一般的なことでしょうか？
?堆積物は、使用年数とともに増えていき、つまりなどの原因になるのでしょうか？
?上記推測、白管成分の堆積ということで当たっているのでしょうか？
?堆積物を防ぐにはどうしたらいいのでしょうか？堆積物が成長しないのであれば問題ないですが。

追記します。

白管の亜鉛が溶け出す現象自体は問題視しておりません。管の腐食も含め。

溶け出した亜鉛が何か悪さ（例えば配管が詰まるとか、熱交換器に堆積すると交換効率が落ちるとか）をしないのか、というところが懸念点です。

回答No.8

noname#230359

?
回答；白メッキ（亜鉛）は鉄の防錆対策として使用されています。
　　　　イオン化傾向によると亜鉛の次に鉄があり亜鉛の溶解は鉄の腐食を防止するためです。亜鉛が溶出ということは鉄の腐食の進行が見られたと推定できます。

?
回答；ストレーナなどに詰まりの原因と鉄錆の成長が予想できます。

?
回答；多分白色といえばカルシウム、シリカなどが含まれているものと推定できます。カルキとはシリカを指しているのでは？と思います。

亜鉛成分だけではありません。成分組成の中の亜鉛は微量だと推定します。

回答No.7

noname#230359

工場の冷却水配管内の特定箇所に大量の白い堆積物があり、成分はほとんどが亜鉛だったということでしょうか。私の経験では、白ガス管の亜鉛メッキが一時的に溶け出て大量に堆積とは考えにくいが･･･温度は40℃も無いのでは･･･系統内の機器類で、亜鉛を犠牲陽極にした電気防食がされているものがありませんか。徐々に溶け出るはずの犠牲陽極がどさっと溶け出たとか。
海水を扱う熱交換器に設けていた亜鉛の犠牲陽極が大量に溶出して、伝熱管の一部を詰まらせたことがあります。流れが無くなった部分の溶存酸素が減り、嫌気性バクテリアが発生し、その伝熱管に孔食が発生した経験はあります。亜鉛をアルミ合金に変えました。犠牲陽極の選定は容易ではないようです。

使ったことはありませんが、亜鉛を含んだ（冷却水用の）防食剤があるそうです。以下の記事にデメリットも書かれています。
http://www.ekouhou.net/%E6%B0%B4%E7%B3%BB%E9%98%B2%E9%A3%9F%E5%89%A4%E5%8F%8A%E3%81%B3%E9%98%B2%E9%A3%9F%E6%96%B9%E6%B3%95/disp-A,2000-80484.html

お礼

ご回答ありがとうございます。

成分は、鉄と亜鉛でした。

冷却水自体がクローズの循環水を使用しているため、冷却水を長年使用しているうちに亜鉛が飽和気味に含まれているのではないかと推測しています。分析中です。

この堆積物も、止水したから乾燥してたまたま析出したのか、通水すればまた溶けるのか今のところ不明です。使用条件、環境にもよると思いますが。

回答No.6

noname#230359

再々出です。

> エロージョンは蒸気系配管の話。
代表例でよく論文等に記述されていて勘違いするが、蒸気系配管の話だけではない。

蒸気にならない温度での熱交換器(チラー等)でも発生するし、報告を受けた経験がある。
エロージョンは、水流が速いことによる物理的効果と、溶存酸素等が多い場合には、
水流が速いことによる乱流で、エルボ等の配管の変化部分で、白い堆積物が付着した下流部分で、
気泡が発生し、それが水流とあいまってエロージョンを起こすとかです。

小生が不具合の対応をした内容に、類似点が多いので気を付けてくださいな。

回答No.5

noname#230359

再出
追記がすこし矛盾しているように思います。

亜鉛が溶け出して腐蝕したなら、現象はそれで止まらず、管本体、鉄の腐蝕へと進行し歯止めなく赤錆は増え、熱交換機へも移っていく。

　　腐蝕センターニュース・腐蝕の事例
　　http://www.corrosion-center.jp/pdf/news/No.049/No.049.pdf
　　P.7　?亜鉛めっき鋼管

あたりが参考になろうかと
水酸化亜鉛はシリカと化合物になりヘミモルファイトなる単体よりやや硬い物質ができるが、それは管に付着して保護する作用がある。
よって膜の厚さも成長していかない。
逆に薬剤等でこれを剥がし、亜鉛を使い切れば保護膜を失うことになり赤錆への進行を早めてしまう※

想像も入るが
熱交換機に堆積して性能を妨げるのは水酸化亜鉛だけでなく、シリカ、炭カル、生物由来水垢、それに赤錆、これらの合計。
亜鉛は白管のガード役であり、悪さもするが、それだけが決定的なものではない。。。と考えるのが妥当では？

なので更新コストも含め白管を使い続けるか否かの決断、機器の重要性、など総合的な判断が必要で、先述の様子見というのもあると思います。

＞エロージョン・コロージョン
用語が適切では無いと思う
　　http://www.tlv.com/ja/steam_story/1006erosion.html
　　エロージョン＝機械的な侵食
　　コロージョン＝錆びに類する化学的腐蝕
エロージョンは蒸気系配管の話。水では?キャビテーション?もこれに含まれるが、高速流下のバルブなど限定的。

　　http://www.matguide.com/tech/sonsho-kiko-ichiran/erosion.html
　　エロージョン・コロージョンは保護皮膜やスケールを取り除くことによって腐食がエロージョン
　　に寄与する場合や、エロージョンとコロージョンの相乗効果によって金属表面がさらなる腐食に
　　曝される場合に起こる損傷。前記※に相当。

＞水流が速いことによる乱流で、エルボ等の配管の変化部分で、白い堆積物が付着した下流部分で気泡が発生し、それが水流とあいまってエロージョンを起こすとかです。

その通り、なので、だから、普通の配管系では希な現象というべき。

これで検索しなさいばっかし言うと、ごく普通の化学的腐蝕現象＝コロージョンがぼやけてしまう。というか配管問題の文章、腐蝕センターニュースでもコロージョンの用語は使ってない。格好付けは却って理解を妨げるから。

お礼

丁寧なご回答ありがとうございました。

添付頂いたURLなどを参考に、もうちょっと勉強してみます。

回答No.4

noname#230359

再出です。

前出のお礼内容に、補足説明と追加質問があったので、再出でアドバイスをします。

> ・工場では市水は使用していませんが、シリカと断定出来るのは何故でしょうか？
> 工場内でリサイクル水を使用しています。
前出にも記述しましたが、“シリカ”や“シリカ　市水　堆積”にてネット検索してみると
判ります。

> ・質問にもあるように、堆積物は亜鉛が主成分でした。
> シリカと言えば、Siだと認識していましたが、亜鉛の化合物もシリカなんでしょうか？
堆積物は亜鉛が主成分でしたですが、その他の成分は何でしたか？
それである程度判るのではないでしょうか？

> ・亜鉛が主成分でしたので、白管の亜鉛の溶け出しが要因（溶けること自体は問題視して
> おりませんが）と考えていましたが、水自体に原因があったということでしょうか？
水自体と水の流速にも問題があったかもしれません。
もっと、“エロージョン・コロージョン”を検索し知識を得て、その対策方法もネット等から
確認してみてください。

すると、溶け出した亜鉛が何か悪さを…の答えが出てくる筈です。
溶け出した亜鉛等が堆積した部分で、
ａ）配管の材質と亜鉛等の材質が電池作用で腐食が発生する又は促進される
ｂ）堆積した部分で、渦流等の乱流が発生し流速が上がったり、気泡等も発生し、摩耗が
　　促進される
ことが考えられ、配管に孔が明き水漏れの危険が将来考えられます。

小生は、チラー等での市水を利用した冷却水で水漏れを発生させ、チラーメーカーと一緒に
客先へお詫びと再発防止策並びに対応をしたことがあります。

回答No.3

noname#230359

白管＝白ガス管、と称し、ガス、工業用水に使うが水道には使えないことになってます。
その名前通り亜鉛が白い堆積物になる。そこからヤラレが進行するかどうか

　　http://www.jfe-steel.co.jp/products/koukan/catalog/e1j-020.pdf
　　P.14 亜鉛めっき鋼管の腐蝕
　　亜鉛めっき鋼管は手頃な防食鋼管として広く用いられています。
　　これは、亜鉛が水中で水酸化亜鉛の皮膜を形成し、これが保護皮
　　膜となって防食の役目をはたしているからです。
　　この保護皮膜は、水のpHあるいは温度によっては安定しなくなり、
　　亜鉛の腐食度が上がり、比較的短期間に鉄の地肌が露出し、赤水
　　が発生するようになります。
　　右の図は水のpH及び温度と亜鉛腐食度との関係を示し、pHは6.5～12
　　の範囲で、また、40℃以下の温度では比較的安定をしていますが、
　　50℃を超えるような温水用配管に亜鉛めっき鋼管をお勧めする
　　ことはできません。
　　50℃以上になる空調用冷温水用配管等では、溶存酸素が供給さ
　　れないシステム（密閉循環系配管）にするか又はpH調整や脱酸素
　　処理等の水処理を行う必要があります。

温度とＰＨは誰でも測れることなので実施、大丈夫そうなら経過をみることで良いかと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。

質問の内容とは違いましたが、これはこれで興味深い記述でした。
ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

市水を利用した設備冷却水内の白い堆積物は、一般的にはシリカと呼ばれるものです。
シリカの詳細内容は、“シリカ”や“シリカ　市水　堆積”にてネット検索してみてください。

さて、
> 工場内の工業用水配管に使われている白管の亜鉛成分が回り回って堆積したのではないか
> と推測しています。（他に亜鉛が使われているようなところがないため）
の記述ですが、冷却水設備配管にはエロージョン・コロージョン(腐食摩耗)が発生し、
そのようになりやすい環境ですから、そうでしょう。

対策は、他の回答者さんの内容を参考にしてください。

参考URL：

http://www15.plala.or.jp/hidekih/kinzoku/kaisetsu/e02.html

お礼

ご回答ありがとうございます。

ご回答に対して、追加で教えてください。
・工場では市水は使用していませんが、シリカと断定出来るのは何故でしょうか？工場内でリサイクル水を使用しています。

・質問にもあるように、堆積物は亜鉛が主成分でした。
シリカと言えば、Siだと認識していましたが、亜鉛の化合物もシリカなんでしょうか？

・亜鉛が主成分でしたので、白管の亜鉛の溶け出しが要因（溶けること自体は問題視しておりませんが）と考えていましたが、水自体に原因があったということでしょうか？

無知なもので、教えて頂けると助かります。

回答No.1

noname#230359

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お礼

ご回答ありがとうございます。

情報仕入れてみます。