工場のパイプラインは「産業の動脈と静脈」であり、鉱石スラリー、酸、高温ガスなどの強力な媒体を輸送します。しかし、これらの媒体はすべて攻撃にさらされる可能性があります。砂や砂利は鋼鉄ブラシのようにパイプ壁に衝撃を与え、酸やアルカリは隠れた腐食剤のように浸食し、高温と高圧は二重の苦痛を生み出します。パイプの寿命を延ばすために、保護層、つまりアルミナがライニングされています。
3つの一般的な保護層には、アルミナセラミックリング、溶接セラミックプレート、接着セラミックシートの3つの形態があります。それぞれのユニークな能力は何でしょうか？なぜセラミックリングが、ますます多くの工場で選ばれる選択肢になっているのでしょうか？この記事では、パイプラインの観点からこれらの3つの材料を検証し、最適な保護層を選択するのに役立ちます。
パイプのライニングは、パイプラインを保護し、輸送を確保するという重要な任務を担っており、次の具体的な要件があります。
耐摩耗性：鉱石や石炭粉などの固形粒子の衝撃に耐え、固体の「シールド」として機能し、内壁の摩耗を効果的に軽減します。
耐食性：酸、アルカリ、塩などの腐食性流体に強く、パイプラインの腐食や穴あきを防ぎます。
容易な設置：ダウンタイムを最小限に抑え、人件費を削減し、設置を容易にします。
容易なメンテナンス：局所的な損傷は、広範囲な分解や交換を必要とせずに迅速に修復できます。
耐高温性：300℃を超える排ガス温度など、高温の流体中でも安定した性能を維持し、軟化やひび割れを起こしません。
アルミナセラミックスリーブ
構造：モノリシック焼結プロセスを使用して円形に製造されており、リングの内径、外径、厚さはパイプの仕様に合わせて正確に調整され、ぴったりとフィットします。
主な利点
非常に耐摩耗性と耐衝撃性：アルミナはダイヤモンドに次ぐ硬度9を誇り、通常の鋼管の5〜10倍の耐用年数を誇ります。
優れた耐食性：酸やアルカリによる腐食を受けず、化学パイプラインの摩耗問題を効果的に解消します。
優れたシール性：一体構造により継ぎ目が最小限に抑えられ、流体漏れの危険性が大幅に軽減されます。
容易で低コストなメンテナンス：局所的な摩耗が発生した場合、損傷したセラミックリングのみを個別に交換すればよく、完全な交換は不要です。これにより、コストを節約し、機器のダウンタイムを削減できます。
用途：スラリーパイプライン、化学酸パイプライン、高温排ガスパイプライン、発電所の灰パイプラインなど、その他の用途に適しています。重度の摩耗、激しい腐食、高温を特徴とする複雑な動作条件に容易に対応できます。
アルミナセラミックプレート溶接プロセスの分析
アルミナセラミックプレートは、パイプの内壁に溶接して、「パイプの内壁に溶接されたセラミックタイル」のような保護構造を作成できます。その性能特性は、接着剤で接着されたセラミックプレートとは大きく異なります。
接着プレートとの主な利点
より高い接合強度：溶接は、金属とセラミックを溶融またはろう付けすることによって行われ、より強力な接合構造が作成されます。低温、低圧環境で静的な流体（清浄水または軽度の腐食性液体など）の場合、溶接プロセスが基準を満たしていれば、溶接プレートはパイプにより密着し、流体の衝撃で外れにくくなります。
接着剤の経年劣化のリスクなし：接着剤への依存が排除され、高温、腐食性環境での接着剤の経年劣化と故障のリスクが根本的に回避されます。動作温度が100℃を超えず、激しい腐食がない場合、溶接が完璧であれば、溶接プレートは一般的に接着プレートよりも長期的な安定性に優れています。
より優れた構造的完全性：溶接プレートは、多くの場合、単一のピースまたは大規模なスプライス構造として設計されており、接着プレートの小さく、複数のピースで構成される構造と比較して、より強力な全体的な連続性を提供します。流体の衝撃が比較的均一なシナリオ（低速、低濃度のスラリー輸送など）では、構造的な隙間が少なく、流体の蓄積が少ないため、局所的な腐食のリスクを軽減できます。
溶接の主な欠点：
建設の難しさ：アルミナセラミックの融点（約2050℃）は、金属パイプ（鋼など、約1500℃）よりもはるかに高くなっています。セラミックは、溶接中の大きな温度差によりひび割れを起こしやすいため、非常に高い技術スキルが必要です。
熱応力損傷のリスクが高い：金属パイプとアルミナセラミックプレートの熱膨張および収縮係数は大きく異なります。高温溶接後、周囲温度が変動すると、溶接部分に熱応力が集中し、ひび割れや剥離が発生しやすくなります。
アルミナセラミックシート接着プロセスの概要
小型のアルミナセラミックシートは、接着剤を使用してパイプの内壁に接着され、「パイプをモザイク状にする」ことに似ています。溶接プレートと比較して、このプロセスには次の利点と欠点があります。
主な利点（溶接セラミックシートと比較して）
高い設置柔軟性：小型タイルは、パイプの曲がりやフランジジョイントなどの不規則な表面に柔軟に接着できます。
低い初期費用：スクレーパーやローラーなどの接着剤と基本的な工具のみが必要です。溶接装置や専門の人員は必要ないため、予算が限られている場合や一時的な修理に適しています。
容易な局所メンテナンス：損傷した場合、個々のタイルを削り落とし、接着剤を取り除いて再接着できるため、ダウンタイムを最小限に抑えることができます。
低温用途に適しています：特殊な耐高温接着剤（エポキシ樹脂など）は、100℃以下の温度で、非腐食性流体（下水や弱酸性液体など）で3〜5年間安定した性能を発揮し、基本的な耐摩耗性の要件を満たしています。全体的なコストは、溶接プレートよりも低くなる可能性があります。
主な欠点
接着剤は簡単に経年劣化し、効果を失います：100℃以上の温度または腐食性流体環境では、接着剤は3〜5年以内に劣化し、タイルが壁紙のように剥がれます。
多くの継ぎ目の隙間：接合に必要な多数の小さなタイルは、流体の浸食や腐食の弱点となる可能性のある隙間を作成します。
シーリングのリスク：隙間は流体漏れのチャネルになる可能性があり、高圧条件下ではこのリスクがより顕著になります。
アルミナセラミックパイプ保護ソリューションの選択に関する推奨事項
さまざまな動作条件に基づいて、アルミナセラミック保護ソリューションの適用可能なシナリオと主な機能が以下に示されており、必要なソリューションを選択できます。
アルミナセラミックスリーブ
曲がったパイプライン構造専用に設計されており、優れた耐摩耗性、耐食性、およびシール性を提供します。特に、「重度の摩耗、激しい腐食、高温」を特徴とする非常に過酷な動作条件に適しており、包括的な保護を提供します。
溶接アルミナセラミックプレート
均一な流体衝撃と比較的安定した温度の用途に推奨されます。熱応力によるひび割れや不安定な接続を回避するには、実績のある溶接プロセスが不可欠です。
接着アルミナセラミックシート
低温度、低圧、低摩耗環境（低濃度スラリーや石炭粉の輸送など）に適しています。また、一時的または緊急の修理ソリューションとしても使用できます。主な利点には、柔軟な設置、低い初期費用、および簡単な継続的なメンテナンスが含まれます。
