(57)【要約】【課題】高温においても適用でき、プラントの稼働率の大幅な低下を抑制しつつ、高感度に金属部材の腐食の程度を評価でき、プラント稼働の安全性の確保に寄与することができる検査方法を提供すること。【解決手段】本発明の検査方法は、熱媒体を収納する空間において熱媒体が接触し得る金属部材についての検査方法であって、空間内における熱媒体による金属部材の腐食反応に伴い発生するガスを検出することにより、金属部材の腐食の程度を評価することを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を収納する空間において前記熱媒体が接触し得る金属部材についての検査方法であって、
前記空間内における前記熱媒体による前記金属部材の腐食反応に伴い発生するガスを検出することにより、前記金属部材の腐食の程度を評価することを特徴とする検査方法。
【請求項２】
前記熱媒体が硝酸塩を含み、一酸化窒素を検出することにより前記金属部材の腐食の程度を評価する請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
前記熱媒体が炭酸塩を含み、一酸化炭素を検出することにより前記金属部材の腐食の程度を評価する請求項１または２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記熱媒体が塩化物を含み、水素ガスを検出することにより前記金属部材の腐食の程度を評価する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の検査方法。
【請求項５】
前記熱媒体が水酸化物を含み、水素ガスを検出することにより前記金属部材の腐食の程度を評価する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱媒体を収納する空間において熱媒体が接触し得る金属部材について、腐食の程度を評価する検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱媒体を用いるプラントでは、高温の熱媒体が配管内やタンク内に収容される。
【０００３】
熱媒体と接触する配管等の金属部材においては、当該金属部材と熱媒体との反応により腐食が発生し、破損や漏洩等の状況になることがある。例えば、残留歪が原因となる応力腐食割れ、孔食による局部的な腐食の進行、特定箇所の減肉等である。
【０００４】
プラントを安全に運転するには、金属部材の腐食の状況を知る必要がある。その方法には、腐食電位を測定する方法（例えば、特許文献１参照）、インピーダンスを測定する方法（例えば、特許文献２参照）、超音波により減肉量を測定する方法（例えば、特許文献３参照）等が挙げられる。
【０００５】
しかしながら、高温条件下においては、従来の方法では、腐食の程度を正確に評価することは困難であった。また、腐食状況を検査するためにプラントを停止させる必要があり、プラントの稼働率を低下させる原因になっていた。
【０００６】
その一方で、プラントの稼働の安全性を確保するためには、十分に高い頻度で検査を行うことが求められていた。
【０００７】
特に、熱媒体が４００℃以上７５０℃以下といった高温になるプラントでは、熱媒体と金属部材との反応性が高く、腐食の問題が顕著であり、上記のような問題が顕著に発生していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１６６０８２号広報
【特許文献２】特開２０１２−０３７３６４号広報
【特許文献３】特開２００７−２７１２６７号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、高温においても適用でき、プラントの稼働率の大幅な低下を抑制しつつ、高感度に金属部材の腐食の程度を評価でき、プラント稼働の安全性の確保に寄与することができる検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の検査方法は、熱媒体を収納する空間において前記熱媒体が接触し得る金属部材についての検査方法であって、
前記空間内における前記熱媒体による前記金属部材の腐食反応に伴い発生するガスを検出することにより、前記金属部材の腐食の程度を評価することを特徴とする。
【００１１】
本発明の検査方法では、前記熱媒体が硝酸塩を含み、一酸化窒素を検出することにより前記金属部材の腐食の程度を評価することが好ましい。
【００１２】
本発明の検査方法では、前記熱媒体が炭酸塩を含み、一酸化炭素を検出することにより前記金属部材の腐食の程度を評価することが好ましい。
【００１３】
本発明の検査方法では、前記熱媒体が塩化物を含み、水素ガスを検出することにより前記金属部材の腐食の程度を評価することが好ましい。
【００１４】
本発明の検査方法では、前記熱媒体が水酸化物を含み、水素ガスを検出することにより前記金属部材の腐食の程度を評価することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高温においても適用でき、プラントの稼働率の大幅な低下を抑制しつつ、高感度に金属部材の腐食の程度を評価でき、プラント稼働の安全性の確保に寄与することができる検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の検査方法における試料の採取方法の一例を模式的に示す図である。
【図２】本発明の検査方法における試料の採取方法の一例を模式的に示す図である。
【図３】硝酸塩とステンレス鋼とを接触させた場合にＮＯガスの検出量と温度との関係を示す図である。
【図４】炭酸塩とステンレス鋼とを接触させた場合にＣＯガスの検出量と温度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明の検査方法は、熱媒体を収納する空間において熱媒体が接触し得る金属部材についての検査方法である。
【００１８】
高温（例えば、４００℃以上７５０℃以下）の熱媒体と金属部材とが接触する部位においては、金属材料の腐食を生じ得るため、プラントを安全に運転するには、金属部材の腐食の状況を知る必要がある。
【００１９】
従来においては、腐食状況の検査は、プラントを停止した状態で行っており、プラントの稼働率を低下させる原因になっていた。その一方で、プラントの稼働の安全性を確保するためには、十分に高い頻度で検査を行うことが求められていた。
【００２０】
本発明者は、プラントを稼働した状態でも好適に検査を行うことができる方法を提供することを目的に、金属部材と熱媒体との反応に注目し、鋭意研究を行った。その結果、反応によって生じる微量のガスを検出および測定することにより、金属部材の腐食の程度を評価できることを見出した。
【００２１】
すなわち、本発明の検査方法は、熱媒体を収納する空間内における熱媒体による金属部材の腐食反応に伴い発生するガスを検出することにより、金属部材の腐食の程度を評価する点に特徴を有する。
【００２２】
このような構成により、本発明の検査方法は、高温においても適用できるため、例えば、プラントを稼働した状態でも検査を行うことができ、プラントの稼働率の大幅な低下を抑制しつつ、金属部材の腐食の程度を評価でき、プラント稼働の安全性の確保に寄与することができる。特に、金属部材の腐食に伴って発生するガスは、通常、それ以外に由来するガス（例えば、熱媒体の熱分解反応により生じるガス等）とは組成が異なるため、金属部材の腐食の程度を、高感度かつ高精度で評価することができる。
【００２３】
熱媒体は、熱媒体を用いるプラントにおいて、熱を移動させる物、特に、自らが吸収した熱エネルギーを他の対象物に与える目的で使用される物質である。なお、本発明において、熱媒体には、熱媒体を収納する空間において流動することを前提として用いられる物（狭義の熱媒体）に加え、熱媒体を収納する空間において流動しなくてもその機能を発揮し得る物、実質的に流動しない物（いわゆる、蓄熱材）を含む概念である。
【００２４】
また、本発明において、金属部材は、少なくとも熱媒体と接触しうる部位の少なくとも一部が金属を含む材料で構成されていればよく、金属を含まない材料で構成された部位を有していてもよい。
【００２５】
金属部材としては、例えば、配管や、配管同士を接続する接続部材、配管を分岐させる接手部材、タンク（容器）、タンク内等の熱媒体を撹拌する撹拌手段等が挙げられる。
【００２６】
金属部材は、少なくとも熱媒体と接触しうる部位の少なくとも一部が金属を含む材料で構成されていればよいが、当該金属として、少なくともＦｅを含んでいるのが好ましい。
【００２７】
Ｆｅを含む金属材料（例えば、ＳＵＳ３０４等の各種ステンレス鋼等）は、熱媒体が接触し得る金属部材の構成材料として広く用いられており、比較的安価で、安定的に供給されており入手が容易である。
【００２８】
熱媒体の形態は限定されず、気体、液体および固体のいずれであってもよい。固体は、例えば、粉体のような、全体として流動性を有するものであってもよい。
【００２９】
熱媒体は、自らが吸収した熱エネルギーを他の対象物に与える機能を有していればよく、熱媒体の構成材料は、特に限定されないが、通常、熱媒体が高温（例えば、４００℃以上７５０℃以下）になる環境で用いられることから、耐熱性に優れる無機物であるのが好ましい。
【００３０】
熱媒体を構成する無機材料としては、例えば、金属の水酸化物や、金属の硝酸塩、炭酸塩、塩化物等の各種の無機塩等が挙げられる。無機材料は、プラントの稼働時に溶融状態（溶融塩）となっていてもよい。
【００３１】
熱媒体の構成材料によって、熱媒体と金属部材との反応に伴い発生するガスの種類が異なる。
【００３２】
以下、熱媒体の代表的な構成材料毎に、金属部材との腐食反応およびそれに伴い発生するガスについて説明する。
【００３３】
＜硝酸塩＞
まず、熱媒体が硝酸塩を含む場合について説明する。
硝酸塩としては、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等の各種金属の硝酸塩を用いることができ、また、亜硝酸ナトリウム等の各種金属の亜硝酸塩を用いてもよい。中でも、硝酸塩は、硝酸ナトリウムおよび硝酸カリウムよりなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましい。
【００３４】
例えば、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）は、鉄（Ｆｅ）と以下のように反応し、一酸化窒素（ＮＯ）を発生する。
８ＮａＮＯ３＋４Ｆｅ→２Ｎａ４Ｆｅ２Ｏ５＋３Ｏ２↑＋８ＮＯ↑
【００３５】
同様に、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）は、鉄（Ｆｅ）と以下のように反応し、一酸化窒素（ＮＯ）を発生する。
８ＫＮＯ３＋４Ｆｅ→２Ｋ４Ｆｅ２Ｏ５＋３Ｏ２↑＋８ＮＯ↑
【００３６】
上記のようなことから、熱媒体が硝酸塩を含む場合には、一酸化窒素を検出することにより、金属部材の腐食の程度を評価することができる。
【００３７】
具体的には、前記空間中での一酸化窒素の濃度を求めることにより、金属部材の腐食の程度を評価することができる。
【００３８】
なお、金属部材（鉄）が共存しない場合であっても、硝酸塩は、例えば、以下のような反応により熱分解が進み、酸素（Ｏ２）を発生する。
【００３９】
２ＮａＮＯ３→２ＮａＮＯ２＋Ｏ２↑
２ＫＮＯ３→２ＫＮＯ２＋Ｏ２↑
【００４０】
しかしながら、金属部材（鉄）の腐食では、一酸化窒素を発生するのに対し、硝酸塩の熱分解では、一酸化窒素を発生しない。したがって、一酸化窒素の濃度を求めることにより、金属部材（鉄）の腐食の程度を評価することができる。
【００４１】
また、前記空間中での一酸化窒素の濃度と酸素の濃度の比（ＮＯ濃度／Ｏ２濃度）を求めることにより、硝酸塩の熱分解の程度と、金属部材の腐食の程度との関係を評価することもできる。
【００４２】
例えば、前記空間中での一酸化窒素の濃度と酸素の濃度の比（ＮＯ濃度／Ｏ２濃度）が比較的大きい場合には、硝酸塩の熱分解と金属部材の腐食との関係では、金属部材の腐食の程度が比較的大きいと評価することができ、前記空間中での一酸化窒素の濃度と酸素の濃度の比（ＮＯ濃度／Ｏ２濃度）が比較的小さい場合には、硝酸塩の熱分解と金属部材の腐食との関係では、硝酸塩の熱分解の程度が比較的大きいと評価することができる。
【００４３】
＜炭酸塩＞
次に、熱媒体が炭酸塩を含む場合について説明する。
炭酸塩としては、各種金属の炭酸塩を用いることができるが、中でも、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよび炭酸セシウムよりなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましい。
【００４４】
炭酸塩は、硝酸塩に比べて融点が高いため、硝酸塩よりも高温での使用が期待されている。例えば、硝酸ナトリウムの融点が３０８℃であるのに対し、炭酸ナトリウム（無水物）の融点は８５１℃である。
【００４５】
例えば、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）は、鉄（Ｆｅ）と以下のように反応し、一酸化炭素（ＣＯ）を発生する。
Ｎａ２ＣＯ３＋Ｆｅ→Ｎａ２Ｏ＋ＦｅＯ＋ＣＯ↑
【００４６】
同様に、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）および炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）も、鉄（Ｆｅ）と以下のように反応し、一酸化炭素（ＣＯ）を発生する。
【００４７】
Ｌｉ２ＣＯ３＋Ｆｅ→Ｌｉ２Ｏ＋ＦｅＯ＋ＣＯ↑
Ｋ２ＣＯ３＋Ｆｅ→Ｋ２Ｏ＋ＦｅＯ＋ＣＯ↑
Ｃｓ２ＣＯ３＋Ｆｅ→Ｃｓ２Ｏ＋ＦｅＯ＋ＣＯ↑
【００４８】
上記のようなことから、熱媒体が炭酸塩を含む場合には、一酸化炭素を検出することにより、金属部材の腐食の程度を評価することができる。
【００４９】
具体的には、前記空間中での一酸化炭素の濃度を求めることにより、金属部材の腐食の程度を評価することができる。
【００５０】
なお、炭酸塩は、共晶（共融混合物）の形態をとることもある。このような共晶としては、例えば、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、およびＫ２ＣＯ３ 三成分の共晶として、（Ｌｉ０．４３５Ｎａ０．３１５Ｋ０．２５）２ＣＯ３ の組成を有するもの挙げられる。このような共晶であっても、含まれるＬｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、およびＫ２ＣＯ３が、それぞれ鉄（Ｆｅ）と反応し一酸化炭素（ＣＯ）を発生する。
【００５１】
なお、金属部材（鉄）が共存しない場合であっても、炭酸塩は、高温で、例えば、次の反応により熱分解が進み、二酸化炭素（ＣＯ２）も発生する。
【００５２】
Ｎａ２ＣＯ３→Ｎａ２Ｏ＋ＣＯ２↑
Ｌｉ２ＣＯ３→Ｌｉ２Ｏ＋ＣＯ２↑
【００５３】
しかしながら、金属部材（鉄）の腐食では、一酸化炭素を発生するのに対し、炭酸塩の熱分解では、一酸化炭素を発生しない。したがって、一酸化炭素の濃度を求めることにより、金属部材（鉄）の腐食の程度を評価することができる。
【００５４】
また、前記空間中での一酸化炭素の濃度と酸素の濃度の比（ＣＯ濃度／Ｏ２濃度）を求めることにより、炭酸塩の熱分解の程度と、金属部材の腐食の程度との関係を評価することもできる。
【００５５】
例えば、前記空間中での一酸化炭素の濃度と酸素の濃度の比（ＣＯ濃度／Ｏ２濃度）が比較的大きい場合には、炭酸塩の熱分解と金属部材の腐食との関係では、金属部材の腐食の程度が比較的大きいと評価することができ、前記空間中での一酸化炭素の濃度と酸素の濃度の比（ＣＯ濃度／Ｏ２濃度）が比較的小さい場合には、炭酸塩の熱分解と金属部材の腐食との関係では、炭酸塩の熱分解の程度が比較的大きいと評価することができる。
【００５６】
＜塩化物＞
次に、熱媒体が塩化物を含む場合について説明する。
塩化物としては、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム等の各種金属の塩化物を用いることができるが、中でも、塩化ナトリウムおよび塩化マグネシウムよりなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましい。
【００５７】
例えば、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）の場合、理論的にはＮａＣｌとＦｅとは反応しないが、原料中に含まれていた水分や空気中の水分（Ｈ２Ｏ）等が介在することにより、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）は、鉄（Ｆｅ）と以下のように反応し、水素ガス（Ｈ２）を発生する。
２ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ＋Ｆｅ→ＦｅＣｌ２＋Ｎａ２Ｏ＋Ｈ２↑
【００５８】
塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）の場合、以下のように反応し、水素ガス（Ｈ２）を発生する。
ＭｇＣｌ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｆｅ→ＦｅＣｌ２＋ＭｇＯ＋Ｈ２↑
【００５９】
このように、本発明の検査方法では、熱媒体および金属部材のみが直接反応する場合だけでなく、熱媒体および金属部材に加えて、これら以外の成分（例えば、水）が反応に関与する場合でも、好適に腐食を検出することができる。
【００６０】
上記のようなことから、熱媒体が塩化物を含む場合には、水素ガスを検出することにより、金属部材の腐食の程度を評価することができる。
【００６１】
具体的には、前記空間中での水素ガスの濃度を求めることにより、金属部材の腐食の程度を評価することができる。
【００６２】
＜水酸化物＞
次に、熱媒体が金属の水酸化物を含む場合について説明する。
水酸化物としては、各種金属の水酸化物を用いることができるが、中でも、水酸化ナトリウムが好ましい。
【００６３】
例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）は、鉄（Ｆｅ）と以下のように反応し、水素ガス（Ｈ２）を発生する。
４ＮａＯＨ＋Ｆｅ→２Ｎａ２Ｏ＋Ｆｅ（ＯＨ）２＋Ｈ２↑
【００６４】
上記のようなことから、熱媒体が金属の水酸化物を含む場合には、水素ガスを検出することにより、金属部材の腐食の程度を評価することができる。
【００６５】
具体的には、前記空間中での水素ガスの濃度を求めることにより、金属部材の腐食の程度を評価することができる。
【００６６】
熱媒体としては、１種の成分を単独で用いてもよいし、複数種の成分を組み合わせて用いてもよい。例えば、熱媒体は、複数種の成分の混合物であってもよい。このように、複数種の成分を混合することにより、例えば、得られる熱媒体の融点や粘度を調整することができる。
【００６７】
熱媒体が複数種の成分を組み合わせたものである場合、熱媒体を構成する各成分が金属部材と反応して異なる種類のガスを発生し得る。発生したガスの組成、濃度を求めることにより、金属部材の腐食の程度を評価することができる。
【００６８】
例えば、塩化物と硝酸塩とを混合して使用する場合、塩化物が金属部材（鉄）と反応して発生する水素ガスと、硝酸塩が金属部材（鉄）と反応して発生する一酸化窒素とを検出することにより、金属部材の腐食の程度を評価することができる。
【００６９】
なお、熱媒体は、上述したような金属部材と反応し得る成分以外の成分を含有していてもよい。
【００７０】
前記空間内における金属部材の腐食反応に伴い発生するガス（以下、「特定ガス」とも言う）は、前記空間から所定の方法で採取し、所定の方法で検出することができる。
【００７１】
特定ガスの検出方法は、特に限定されないが、例えば、四重極質量分析計、赤外線ガス分析計、ガスクロマトグラフ等を用いた方法が挙げられる。
【００７２】
また、特定ガスの検出は、例えば、前記空間内から採取したガスを、ガス分析装置が設けられた検査室等、別の場所に持っていって行ってもよいし、ガス分析装置をプラントの一部に組み込んでおき、当該ガス分析装置により、現場で行ってもよい。
【００７３】
前記空間からの試料の採取方法は、特に限定されないが、以下、その具体例について説明する。
【００７４】
図１および図２は、本発明の検査方法における試料の採取方法の一例を模式的に示す図である。図１および図２において、熱媒体２は、空間であるプラントの主配管１内を、図中矢印方向に流れている。
【００７５】
例えば、図１に示すように、熱媒体２が流れるプラント１００の主配管１から、分析用の分岐配管１０（１０ａ，１０ｂ）を分岐させ、分岐配管１０に所定のガス分析装置２０を接続しガス分析を行ってもよい。分析は自動で行ってもよいし、手動で行ってもよい。ガス分析装置２０には、さらに、分析結果に対して所定の演算処理を行う処理装置３０等が接続されていてもよい。
【００７６】
分岐配管１０には空間（主配管１）内のガスのみを通過させてもよいし、空間内の熱媒体２ごと通過させてもよい。
【００７７】
分岐配管１０に導入した試料（ガス、または、ガスを含む熱媒体２）は、冷却したうえで、ガス分析装置２０に導入してもよい。これにより、ガス分析装置２０への悪影響を効果的に防止することができる。
【００７８】
測定後のガスまたは熱媒体２は、元の空間（主配管１）に戻してもよい。例えば、図１に示すように、上流側の分岐配管１０ａおよび下流側の分岐配管１０ｂにそれぞれバルブ１１ａ，１１ｂを設けておき、試料の採取時には、少なくとも上流側のバルブ１１ａを開け、分岐配管１０に試料を導入する。そして測定時には、少なくとも下流側のバルブ１１ｂは閉めた状態になっている。そして、測定終了後には、下流側のバルブ１１ｂを開けて、測定終了後の試料を元の空間（主配管１）に戻してもよい。
【００７９】
また、試料の採取は、前記空間内の複数の箇所で行ってもよい。例えば、配管のうち、特に高温になる部位、屈曲部、および他に比べて熱媒体との接触が多い部位等、腐食の発生および進行が特に予測される部位では、熱媒体の流れ方向において、該部位の上流側と下流側でそれぞれ試料を採取して測定してもよい。
【００８０】
図２に示す例では、プラント１００の主配管１の屈曲部３について、熱媒体２の流れ方向において、屈曲部３の上流側と下流側でそれぞれ分岐配管１０（１０ａ，１０ｂ）を分岐させ、分岐配管１０に所定のガス分析装置２０（２０Ａ，２０Ｂ）を接続しガス分析を行う。屈曲部３の上流側にはガス分析装置２０Ａを接続し、下流側にはガス分析装置２０Ｂを接続している。
【００８１】
例えば、熱媒体２が主配管１内を移動している場合、主配管１内でのガスの移動速度に対して、十分に高い頻度で特定ガスについての測定を行えば、腐食が発生している部位を好適に推定することができる。例えば、特定ガスの発生が確認されたら、試料の採取位置よりも上流側で、腐食が発生していると推定することができる。また、ガスの移動速度等の条件から、試料の採取位置からの腐食発生部位までの距離も推定することができる。
【００８２】
特に、図２に示すように、前記空間内の複数箇所で、試料の採取、測定を行う場合、熱媒体２が空間（主配管１）内を循環していても、腐食の発生部位をより高い精度で推定することができる。より具体的には、上流側のガス分析装置２０Ａで検出された特定ガスの濃度よりも、下流側のガス分析装置２０Ｂで検出された特定ガスの濃度が高ければ、上流側の試料の採取位置と下流側の試料の採取位置との間で、腐食が発生していると推定され、ガスの移動速度等の条件から、腐食発生部位をさらに精度よく推定することができる。
【００８３】
このように、腐食の発生および進行が特に予測される部位よりも上流側と下流側とで試料の採取、測定を行い、特定ガスの発生量を比較することで、腐食の程度をより高い精度で評価することができる。また上流側と下流側とで挟んで測定することで、部位の特定もより容易になり、より短時間で特定することができる。
【００８４】
また、例えば、空間内の複数の箇所で試料の採取を行い、ある特定の箇所において、特定ガスの発生量が、他の箇所に比べて多い場合、その近傍で腐食が特に進行していることを推定することもできる。
【００８５】
また、試料の採取は、所定の期間（時間）ごとに行うことが好ましい。これにより、腐食の程度の経時的変化を把握することができる。試料の採取、測定の頻度（採取の間隔）は、金属部材の種類や熱媒体の種類、プラントの種類や稼働状況（温度、熱媒体の状態、移動速度）等に応じて、適宜設定される。
【００８６】
本発明の検査方法により、上述したような、熱媒体と金属部材との反応により発生するガスの発生量（濃度）が所定の閾値を超えた場合に、プラント全体として、金属部材の腐食がある程度（所定の基準以上に）進行していると判断することができる。あるいは、ガスの発生量の累積値が所定の閾値を超えた場合に、腐食がある程度進行していると判断してもよい。前記閾値、および腐食の程度の判断基準は、金属部材の種類や熱媒体の種類、プラントの種類や稼働状況（温度、熱媒体の状態）等に応じて、適宜設定される。
【００８７】
金属部材の腐食が進行していると判断された場合、通常、腐食の発生箇所を特定し、金属部材の補修や交換等のメンテナンスが施される。
【００８８】
従来の方法では、腐食状況の判断および腐食箇所の特定のためには、プラントを停止させて検査しなければならず、稼働率が低下する他、時間も手間もかかることから、生産上の大きなロスとなっていた。また、作業者の負担も大きかった。
【００８９】
本発明の検査方法では、上述したように、プラントを稼働させた状態で、熱媒体と金属部材との反応による特定ガスを検出することで、プラント全体としての腐食の発生状況およびその進行状況を正確に把握することができる。このように、本発明の検査方法では、プラントを停止させる頻度を少なくすることができ、プラントの稼働率の大幅な低下を抑制することができる。
【００９０】
プラント全体として腐食が進行していると判断されたら、腐食の発生が疑われる箇所において、他の検査方法を用いて腐食の程度をより細かに評価することが好ましい。他の検査方法としては、腐食電位を測定する方法、インピーダンスを測定する方法、超音波により減肉量を測定する方法等が挙げられる。本発明の検査方法に加えて、他の検査方法を併用することにより、より正確に腐食の程度を評価することができる。
【００９１】
また、他の検査方法による検査を行う場合、プラントを停止させる必要があるが、本発明の検査方法によりプラント全体としての腐食の程度を評価していることにより、他の検査方法による検査の頻度も少なくすることができる。これにより、プラントを停止させる頻度を少なくすることができ、プラントの稼働率の大幅な低下を抑制することができる。また、作業者の負担も低減される。
【００９２】
そして、腐食の程度に応じて、金属部材の補修や交換等の所定のメンテナンスが施される。このように、腐食の程度をより正確に把握して、より早期に対策をとることで、腐食に起因する破損や漏洩、例えば、残留歪が原因となる応力腐食割れ、孔食による局部的な腐食の進行、特定箇所の減肉等を防止することができ、プラントをより安全に運転することができる。
【００９３】
さらに、上述した方法によれば、メンテナンスの要否の判断もより的確にできるため、検査およびメンテナンスのためにプラントを停止させる頻度もより少なくすることができ、高い稼働率を維持することができる。さらに、短時間で効率よく対策を施すことができるため、生産性の大幅な低下を抑制することができる。また、作業者の負担も低減される。
【００９４】
なお、上述した方法によれば、金属部材の腐食以外にも、熱媒体の熱分解により発生するガスを検出することにより、熱媒体の熱分解の程度も評価することができる。
さらに、検査結果に応じて、出力を抑えてプラントの温度上昇を抑えることにより、熱媒体の熱分解や、金属部材の腐食の進行を抑えるといった対策を施すこともできる。
【００９５】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【実施例】
【００９６】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９７】
（実施例１）
硝酸塩系の熱媒体として、ＮａＮＯ３／ＫＮＯ３（６４／３６ｍｏｌ％）について、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）と接触させた場合に、加熱に伴い発生するガスを分析した。
【００９８】
高純度アルミナ製のボートに前記熱媒体を２ｇと、ステンレス鋼からなる試験片（幅６ｍｍ×長さ２０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍ）を入れ、これをアルミナ反応管中で加熱した。アルゴンガスをキャリアにして発生ガスを輸送し、四重極質量分析計（アルバック社製、Ｑｕｌｅｅ）を用いて、発生ガスのガス種の同定とその量（濃度）を測定した。
【００９９】
その結果、発生ガス中には、一酸化窒素（質量数３０）が含まれていることがわかった。
硝酸塩（ＮａＮＯ３／ＫＮＯ３）が、鉄を含むステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）と接触することにより、次の反応が起こり、一酸化窒素が発生したものと考えられる。
【０１００】
８ＮａＮＯ３＋４Ｆｅ→２Ｎａ４Ｆｅ２Ｏ５＋３Ｏ２↑＋８ＮＯ↑
８ＫＮＯ３＋４Ｆｅ→２Ｋ４Ｆｅ２Ｏ５＋３Ｏ２↑＋８ＮＯ↑
【０１０１】
また、発生ガスのうち、一酸化窒素について、温度に対する検出量の変化を調べた。その結果を図３に示す。
【０１０２】
図３から、４００℃付近から、腐食反応により一酸化窒素が発生し始め、温度の上昇に伴い、一酸化窒素の発生量が急増していることがわかる。
【０１０３】
また、試験後の試験片（ステンレス鋼）の表面を観察したところ、光沢が失われ、黒変しており、硝酸塩と接触することにより腐食が進行していることが明らかであった。
【０１０４】
（実施例２）
炭酸塩系の熱媒体として、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、およびＫ２ＣＯ３三成分の共晶組成である、（Ｌｉ０．４３５Ｎａ０．３１５Ｋ０．２５）２ＣＯ３について、実施例１と同様にして、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）と接触させた場合に、加熱に伴い発生するガスを分析した。
【０１０５】
その結果、発生ガス中には、一酸化炭素（質量数２８）が含まれていることがわかった。
【０１０６】
炭酸塩（（Ｌｉ０．４３５Ｎａ０．３１５Ｋ０．２５）２ＣＯ３）が、鉄を含むステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）と接触することにより、次の反応が起こり、一酸化炭素が発生したものと考えられる。
【０１０７】
Ｌｉ２ＣＯ３＋Ｆｅ→Ｌｉ２Ｏ＋ＦｅＯ＋ＣＯ↑
Ｋ２ＣＯ３＋Ｆｅ→Ｋ２Ｏ＋ＦｅＯ＋ＣＯ↑
Ｎａ２ＣＯ３＋Ｆｅ→Ｎａ２Ｏ＋ＦｅＯ＋ＣＯ↑
【０１０８】
また、発生ガスのうち、一酸化炭素について、温度に対する検出量の変化を調べた。その結果を図４に示す。
図４から、６５０℃付近から、腐食反応により一酸化炭素が発生し始め、温度の上昇に伴い、一酸化炭素の発生量が増えていることがわかる。
【０１０９】
以上の結果より、熱媒体が収納される空間中のガス成分を採取してその組成を分析することにより、金属部材の腐食反応の進行状況を確認できることがわかった。したがって、腐食反応により発生するガスを検出することにより、高温においても、より容易かつ確実に、金属部材の腐食の程度を評価することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明による検査方法を用いることで、高温においても適用でき、プラントの稼働率の大幅な低下を抑制しつつ、高感度に金属部材の腐食の程度を評価でき、プラント稼働の安全性の確保に寄与することができる。したがって、本発明の検査方法は、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１１１】
１…主配管
２…熱媒体
３…屈曲部
１０（１０ａ，１０ｂ）…分岐配管
１１ａ，１１ｂ…バルブ
２０（２０Ａ，２０Ｂ）…ガス分析装置
３０…処理装置
１００…プラント
【図１】
2019207129.tif 000002
【図２】
2019207129.tif 000003
【図３】
2019207129.tif 000004
【図４】
2019207129.tif 000005