ジルコニウム 配管・フィッチング

1、ジルコニウムとは?
(1)概要
(2)原料・生産法

2、ジルコニウムの性質
(1)物理的性質
(2)機械的性質
(3)成分規格

3、ジルコニウムの腐食性

4、当社製品例
(1)配管・フィッチング
(2)タワー・熱交換器等

5、当社対応製品・寸法
(1)フィッチング
(2)製品
(3)その他


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1、ジルコニウムとは?
(1)概要
 ジルコニウム(Zirconium)は、常温で安定な物質で、高い耐食性を備えており、高温ではO2、N2、H2、ハロゲン元素と反応し様々な化合物を形成する。

 一般工業用では主に酢酸プラントに利用されており、工業用Zr(Zr+Hf)が用いられている。Zrに混入されているHf(ハフニウム)は性質がZrに非常に近い為、分離工程を行わずにそのまま使用されている。但し、原子力においてHfは中性子を透過するため純Zrが用いられる。

 工業用純ZrにはR60702、704、705、706の4種類があるが、主に使用されるのはR60702である。また、R60705は機械的性質等において優れているが、溶接を行うと水素有機遅れ割れが発生してしまう。溶接後焼きなましによって改善出来るが、現地補修が困難なため大型製品には向かないので、小型製品や溶接の無い部品に使用される。


(2)原料・生産方法
 Zrの精錬・圧延はアメリカのワーチャン(ATI Wah Chang)とフランスのセデュ―ス(Cezus)が行っており、全体の約7割をワーチャンが生産している。セヂュ―スではEUでの原子力用Zrの生産が主である。

 Zr鉱石としては、ジルコンサンド(Zircon Sand,ZrO2・SiO2:ZrSiO4)が主に使用されている。精錬方法としてはハフニウム分離、還元・分離を行いジルコニウムスポンジとし、融解によりインゴットとする。
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2,ジルコニウムの性質
(1)ジルコニウムの物理的性質
原子番号 40
属性記号 Zr
比重(g/cm3 6,5
融点(℃) 1852
沸点(℃) 3580
結晶形 α[862℃以下]六方最密充填構造
β[862℃以上]体心立方晶

(2)ジルコニウムの機械的性質(ASME SB−551/551M)
R60702 R60704 R60705 R60706
引張り強さ Kis(MPa) 55(379) 60(413) 80(552) 74(510)
耐力 Kis(MPa) 30(207) 35(241) 55(379) 50(345)
伸び %(2in) 16 14 16 14
曲げ試験半径 5T 5T 3T 2.5T
1 1MPa=1N/mm2=0.102Kgf/mm2
2 T=曲げ試験材の厚み T=4.75mm以上には適応しない。

(3)ジルコニウムの成分規格 (ASME SB−551/551M)
R60702 R60704 R60705 R60706
Zr+Hf  min 99.2 97.5 95.5 95.5
Hf    max 4.5 4.5 4.5 4.5
Fe+Cr   〃 0.2 0.2〜0.4 0.2 0.2
C      〃 0.05 0.05 0.05 0.05
O      〃 0.16 0.18 0.18 0.16
H      〃 0.005 0.005 0.005 0.005
N      〃 0.025 0,025 0.025 0.025
Ti      〃  - 1.0〜2.0 - -
Nb     〃 - - 2.0〜3.0 2.0〜3.0

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3、ジルコニウムの耐食性
A:完全耐食 侵食度5mil/年以下 B:使用可能耐食 侵食度5〜50mil/年
C:耐食性不可 侵食度50mil/年以上 D、E:耐食性不可
触媒 ジルコニウム ハステロイC ステンレス316
無機酸 塩酸 全濃度
室温〜沸点
A
全濃度
20℃
A〜E
全濃度
20℃
420mil/年
全濃度
70℃
50mil/年
硫酸 10〜70%
35〜100%
A
全濃度
20℃
25〜75%
20℃
50mil/年
80〜96%
35〜100%
50mil/年
50%以上
100℃
100mil/年
全濃度
20〜100℃
A〜D
飽和
20℃
B〜E
亜鉛酸 6%
100℃
A
硝酸 全濃度
35〜100℃
A
5〜70%
20℃
D
5%
20℃
B
5〜70%
70〜100℃
50mil/年
65%
100℃
42〜120mil/年
発煙硝酸 室温〜70℃
A
24℃
D
24℃
A
150℃
50mil/年
52℃
A
王水 濃厚
19〜26℃
50mil/年
濃厚
24℃
E
24℃
50mil/年
燐酸 5〜85%
35〜60℃
A
5〜85%
20℃
A
1〜10%
20℃
120mil/年
60〜85%
100℃
B
5〜85%
70〜100℃
D
25〜75%
100℃
D
10〜30%
20〜100℃
A
全濃度
20〜80℃
A〜D
10〜50%
20〜100℃
4〜120mil/年
クロム酸
無機塩類 塩化第二銅 1%
35〜60℃
A
全濃度
20〜100%
A〜D
10〜50%
20〜100℃
4〜120mil/年
2.5%以上
35〜100℃
D
塩化第二水銀 1%〜飽和
35〜100℃
A
- 0.5〜2%
室温〜沸点
C
次亜塩素酸カルシウム 6%
35〜100℃
A
10〜20%
20〜50℃
D
2〜6%
35〜100℃
A〜D
硫酸アルミニウム 10%
沸点
A
- 10%
20℃
A〜B
30%
沸点
A
硫酸アンモニウム 飽和
50℃
A
- 10%
室温〜沸点
A〜B
塩化ナトリウム 3%
35℃
A
- 5%
20℃
B
塩化カルシウム 20〜50%
20〜100℃
A
- 5%〜飽和
35〜100℃
C
塩化第二鉄 1〜5%
35〜60℃
A
5〜45%
20℃
D
1〜5%
20℃
4〜120mil/年
5%以上
100℃
D
15%以上
35℃
50mil/年
20%
70℃
D〜E
塩化アルミニウム 10〜30%
20℃〜沸点
A
20℃
室温
D
全濃度
20℃
42〜152mil/年
有機酸 蟻酸 全濃度
35〜100℃
A
全濃度
20℃
A
5〜30%
20〜100℃
B〜E
全濃度
100℃
A〜D
酢酸 全濃度
35〜100%
A
全濃度
20℃〜沸点
A
5〜100%
室温
A
モノクロール酢酸 100%
100℃
A
全濃度
20℃〜沸点
A〜D
25〜100%
沸点
D
トリクロール酢酸 100%
100℃
50mil/年
全濃度
20℃〜沸点
A〜D
25〜100%
20℃
50mil/年
蓚酸 0.5〜25%
35〜100℃
A
全濃度
20℃〜沸点
A〜D
25〜100%
20℃
50mil/年
5%
20〜100℃
B
クエン酸 10%
室温〜100℃
A
- 10%
沸点
4〜120mil/年
乳酸 5〜85%
沸点
A
- 5%〜濃厚
35℃〜沸点
50mil/年
フェノール 25〜100%
20℃〜沸点
A
- 純品及び粗製品
沸点
A〜B
有機溶剤 四塩化炭素 100%
室温〜48℃
A
- 室温

B
ガス及びガス水溶液 塩素ガス(湿) 室温
50mil/年以上
20〜80℃
A〜D
20〜100℃
400mil/年
飽和塩素水 室温
A
室温
A
室温
B〜E
80℃
D
過酸化水素水 10%
50℃
A
100%
24℃
A
90%
50℃
A
アルカリ水溶液 苛性カリ 10〜40%
20〜100℃
A
5〜50%
20〜100℃
A〜D
5〜50%
20〜100℃
D
苛性ソーダ 10〜50%
20〜100℃
A
5〜70%
20〜100℃
A〜D
25〜75%
60〜100℃
D
アンモニア水 28%
室温℃
A
- 全濃度

A〜D

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4、当社製品例
(1)配管・フィッチング関係
Zr製エルボ
Zr製リング 溶接部
(2)ジルコニウム製品
Zr製タワー Zr製タワー内部部品
Zr製配管 Zr製機器
※この他にも多数実績ございますが、客先よりの要望によりHP上にお乗せする事が出来ません。
実績等につきましては御気軽にお問い合せください。

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5、当社対応寸法・製品
(1)材料
材料調達のみでも御気軽にお問い合せください。

(2)フィッチング関係
・配管
様々な寸法に対応させて頂きます。
※ 少量の場合は溶接管にて対応する場合がございます。また、形状・サイズについては御気軽にお問い合せ下さい。

・エルボ
15A〜200Aの各種口径に対応できます。

・ティー、レデューサー等
口径・板厚に制限が有りますが、御気軽にお問い合せ下さい。

(3)製品
熱交換器・タワー・タンク等の工業用製品に対応させて頂きます。
各種法規(第一種、第二種圧力容器、消防法、高温ガス等)も対応可能ですので、御気軽にお問い合せ下さい。
撹拌器関係(軸・羽)の製作も可能です。

(4)その他
・溶接用の真空チャンバーを設備しているので、小物・部品等は酸化させずに製作することが可能です。
・ライニング(ステンレス、CS)でも製品を製作致します。
・鋳物(Zr製バルブ、ケーシング等)の製作につきましてもお問い合せください。
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