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エロージョンの発生条件について
- エロージョンはキャビテーション・エロージョンと連動して発生し、外部から入ったエアでは発生しない可能性がある。
- キャビテーションや外部エアは一定の圧力以上で潰されるとエロージョンが発生する可能性がある。
- エロージョンの発生条件については具体的な圧力についての文献は見つからず、検討が必要です。
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エロージョンの発生条件については、この森でも議論されていて、考慮は蒸気等のハードな 物理的アタックが主体で考慮が必要との小生とは異なる考えの方(iwanai)も居るようです。 さて、小生はチラー等を使用した設備で、市水(井戸水)の漏れ不具合で、何度か客先へ提出用 の見解書/不具合報告書を作成した経験があります。 それによると、市水(井戸水)使用で、且つ0.1～0.2GMPa程度かそれ以下の使用にて、 銅管が腐食しピンホールにて漏水した原因は、エロージョン・コロージョン現象である 見解がチラー等を製造したメーカーからの報告書で上がってきました。 気を付けて設計しているのだが、稀にあることだとの製造メーカーからの見解でした。 ３年弱での漏水であり、５年以上前に入れた同タイプのチラー等の設備では漏水発生は無し。 以上から、検査時点での井戸水の塩分等の変化は確認できなかったが、両者痛み分けにて、 漏水チラーは無償交換と、1台予備を無償提供し、設備はそのままで使用することに決着。 漏水箇所にエアが溜まらない/溜まり難い微妙な設置方法の変更をし、５年以上漏水なし だったので、製造不良に近い内容かもしれないです。<結果的に2台も無償提供したので> > ? そもそも外部から入ってくるようなエアではエロージョン(表面損傷)は発生しないのか？ > (エロージョンはキャビテーション・エロージョンというようなキャビテーションとセット で呼ばれ方を > されており、負圧で突如燃料内部から発生した気泡が、急速に圧縮されるモードでないと > 発生しないのか？) 蒸気等の物理的アタックが強いものは、ＹＥＳでしょう。 しかし、市水を利用し0.1GMPa程度の使用では、 ◆ 温度変化で結露等があり、電池腐食が促進される状態 ◆ コロージョン現象で腐食された表面へ、キャビテーション等によるエア(酸素)の供給や、 泡を含んだソフトな物理的アタックにて、腐食促進 ◆ コーナー部等による乱流からのキャビテーション的気泡発生や設計や設置方法からの 気泡溜まり部の除去 ◆ 金属疲労や応力集中が発生する表層部分からの腐食亀裂の促進 等々が、単独ではなく微妙に絡み合い、エロージョン・コロージョン現象が発生したと 考えていますし、製造メーカーも同様の見解でした。 以上の内容を充分配慮した、設計や組付、設置方法で、５年以上の寿命や保証期間の確保は 可能と考えます。 > ? また、キャビテーション、もしくは外部エアはどの程度の圧力で潰されると > エロージョンが発生するのか？ 泡やエアではなく、水流や乱流の力です。 泡やエアは、電池腐食等の促進が大きな役割で、ソフトなアタックでは主役ではありません。 > ひょっとしたらエロージョンを考慮する必要がないかもしれません。 > 自分で調べましたが、定量的に圧力を示している文献が無く相談しました。 メインはコロージョンであり、コロージョンを促進させるエロージョン(泡を含めた水流 のソフトアタック＆酸素の供給)と考えてください。 ですから、コロージョン対策が充分であれば、促進作用のエロージョンをメインで考えなく ても良いと結果的にはなります。 因って、データが無いのでと思いますので、コロージョンからの資料収集をすれば、 サブコメントの記述で、エロージョンの内容又は項目が確認できると考えます。 小生が文献等を観たのでないから、推測ですが蒸気機関での内容でしょう。 iwanaiは、回答(５)の 岩魚内 の呼び名です。 推測ですが、同じような文献での知識だと考えます。 さて、整理しますと、蒸気機関や蒸気を使用した発電機に関しても、 腐食が前提でのエローション作用となり、エロージョン・コロージョンとなります。 圧力が、数十kPa位のエロージョン・コロージョンも、コロージョンが主体です。 また、エロージョン作用的な内容が振動や疲労での工学的な検証に変わる内容になりますが、 これはコロージョンが作用しない場合です。
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その 考慮は蒸気等のハードな物理的アタックが主体で考慮が必要との小生とは異なる考えの方(iwanai)も居るようです だが、与件は腐蝕性のないであろう燃料であり、コロージョンは発生しません。 但しアルコール燃料で単に曝すだけで錆が出るほど水分が絡めば別。 物理現象と化学現象はキッチリ区別しなければならない。 解決への方策・・・・・それほど厳しい条件でも無さそうだし、実際に製作し試験で条件を厳しくして確かめれば良いのでは？ No.40146 高温下での真空炉漏れ確認方法 で聴診器と書いたら誤解されたみたい。これは下記教科書のように可聴周波数でも診断できそうな気が。
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ありがとうございました。参考にさせていただきます。
キャビテーション http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AD%E3%83%A3%E3%83%93%E3%83%86%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3 抜粋 液体の流れの中で圧力がごく短時間だけ（水では大気圧の1/50程度の）飽和蒸気圧より低くなったとき、液体中に存在する100ミクロン以下のごく微小な「気泡核」を核として液体が沸騰したり溶存気体の遊離によって小さな気泡が多数生じる。 中略 最終的には周囲の圧力が飽和蒸気圧より高くなり、周囲の液体は泡の中心に向かって殺到して、気泡が消滅する瞬間に中心で衝突するため微小ながら強い圧力波が発生し、騒音・振動を発生させる。あまりに圧力が高い場合には金属が破損する場合もある。 簡単にいえば引っ張って叩きつけられている 外部の泡の場合負圧ではないので たたきつけられてる？キャビテーション時より弱い あまり参考にならないと思います 燃料系は又聞きの又聞きなので フューエルポンプ http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%87%83%E6%96%99%E3%83%9D%E3%83%B3%E3%83%97#.E6.A9.9F.E6.A2.B0.E5.BC.8F.E7.87.83.E6.96.99.E3.83.9D.E3.83.B3.E3.83.97 ダイヤフラムの場合 キャビテーションは発生するので 評価はしないといけません エア噛みポンプ性能を落とすので 評価はしないといけません また、燃料のほうに空気が混じってると 混合比が変わり出力にも影響するはずです まあ、突っ込んだところはこんなオープンなところでやってはいけない 壁に耳あり障子に中国
お礼
ありがとうございました。参考にさせていただきます。
＞エロージョンが発生 エロージョンは負圧（蒸気圧以下）によるキャビテーション発生と蒸気中に ドレイン含むんだ様な流れ（２層流）で発生するようです。 ＞圧力作用時にエロージョンが発生し 圧力作用時には配管中は蒸気圧以下になることはないと思いますので、キャビテーションによるエロージョンは発生しないのでは。 ポンプの吸入口からエアーが入ると、エアー混じりの２層流になってエロージョンが発生するかも知れません。 これに対しては、ポンプ吸入口にエアーが入らないように配管すればよいのではと思う。 潜水艦でプロペラのキャビテーションが話題となりますが、キャビテーションが発生するのは、浅く潜った時で、深く潜るとキャビテーションは発生しなくなるようです。（蒸気圧以下にならないため） キャビテーション発生ついては↓を参照下さい。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AD%E3%83%A3%E3%83%93%E3%83%86%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3 ダブりました。
お礼
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＞エロージョンが発生 エロージョンは負圧（蒸気圧以下）によるキャビテーション発生と蒸気中に ドレイン含むんだ様な流れ（２層流）で発生するようです。 ＞圧力作用時にエロージョンが発生し 圧力作用時には配管中は蒸気圧以下になることはないと思いますので、キャビテーションによるエロージョンは発生しないのでは。 ポンプの吸入口からエアーが入ると、エアー混じりの２層流になってエロージョンが発生するかも知れません。 これに対しては、ポンプ吸入口にエアーが入らないように配管すればよいのではと思う。 潜水艦でプロペラのキャビテーションが話題となりますが、キャビテーションが発生するのは、浅く潜った時で、深く潜るとキャビテーションは発生しなくなるようです。（蒸気圧以下にならないため） キャビテーション発生ついては↓を参照下さい。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AD%E3%83%A3%E3%83%93%E3%83%86%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3
補足
ご回答ありがとうございます。 ＞考慮は蒸気等のハードな物理的アタックが主体で考慮が必要 ⇒アタックが強いとはどれくらいの流体圧のことを指すのでしょうか？ イメージは数十MPaくらいと考えています。もし、ご存知なら教えてくださ い。