工業用ポンプ材料：イオンと用途（I）

工業生産における水ポンプの材料選定は非常に重要です。機器の耐用年数、運用効率、メンテナンスコスト、さらには生産プロセス全体の安全性と安定性に直接影響を与えるからです。材料選定は、最も高価な選択肢を選ぶことではなく、取り扱う流体の化学的性質、物理的特性、動作条件、そして費用対効果に基づいた包括的なトレードオフです。

以下は、工業生産におけるさまざまな水ポンプの材料要件の体系的な説明です。

I. コアとなる選定原則

ポンプの材質を選択する前に、次の重要な要素を定義する必要があります。

媒体の腐食性：これが主な考慮事項です。媒体のpH、塩化物イオン含有量、酸化性などによって、必要な耐腐食性材料が決まります。

摩耗性：媒体に固体粒子（例：砂、スラリー、触媒粒子）が含まれているかどうか。これには、高い硬度と耐摩耗性を備えた材料が必要です。

動作温度と圧力: 高温では腐食が加速され、材料の強度が低下します。一方、高圧では材料に高い機械的強度が要求されます。

媒体の純度と特殊要件：食品や医薬品などの業界では、無毒、無汚染、そして洗浄しやすい材料（例：ステンレス鋼）が求められます。純水または超純水の場合、イオンを浸出させず媒体を汚染しない材料が不可欠です。

コストの考慮: プロセス要件を満たす最も経済的な材料を選択します。

II. 一般的なポンプ本体材料とその用途

1. 鋳鉄

特徴：低コスト、良好な鋳造性、中程度の機械的強度。耐食性は低い。

用途:

水ポンプ: 常温、非腐食性の工業用水、冷却水を輸送します。

いくつかの循環水ポンプ、空調設備 ポンプ。

制限事項：酸、アルカリ、塩水、海水、または研磨粒子を多く含む媒体には適していません。水道水で長期間使用すると錆が発生し、黄ばむ可能性があります。

2. ステンレス鋼

これは工業用ポンプで最も広く使用されている耐腐食性材料ですが、ステンレス鋼にはさまざまなグレードが含まれるカテゴリです。

304ステンレス鋼:

特徴: 汎用オーステナイト系ステンレス鋼、一般的な腐食（希硝酸、有機酸など）に耐性があります。

用途: 食品、飲料、製薬業界 (衛生基準に適合)、化学業界での軽度の腐食性化学物質の輸送、常温でのアルカリ溶液。

316/316Lステンレス鋼:

特性: モリブデン (モ) を含有し、304 よりも塩化物孔食および隙間腐食に対する耐性が優れています。

用途：ケミカルポンプに最も広く使用されている材質です。海水、塩水、塩化物溶液、希硫酸、リン酸などの輸送に使用されます。316Lは炭素含有量が低く、粒界腐食に対する耐性が優れているため、溶接部品に適しています。

304L/316Lステンレス鋼:

特徴: 低炭素バージョン。主に溶接後の熱処理が不可能な場合に使用され、粒界腐食を防止します。

用途: 大規模な溶接を必要とする大型ポンプケーシングまたは複雑な構造のポンプ。

二相ステンレス鋼（例：2205）：

特徴: オーステナイト構造とフェライト構造を組み合わせ、強度は 304/316 の 2 倍、塩化物応力腐食割れに対する耐性が優れ、孔食耐性も良好です。

用途: 高濃度塩水、海水、塩化物イオンを含む過酷な条件、石油・ガス、沖合プラットフォーム、排ガス脱硫 (排ガス分析)。