【セラミック・樹脂・カーボン・ガラス】バッチ系化学工場で重宝する非金属材料の使い道

材質材料

NEONEEETです。

バッチ系化学工場でガラスばっかりでしょ

より正確にはガラスとPTFEですね。

この記事は、化学工場の機電系設計者・プラントエンジニアを対象にしています。

この記事を読むと、非金属材料について詳しく知ることができます。

バッチ系化学工場では非金属材料が重宝される

バッチ系化学工場では非金属材料が重宝されます。

非金属とは非鉄金属とは違います。

非金属は言葉どおり金属ですらありません。

バッチ系化学工場でも鉄鋼材料は確かにニーズが多いですが、これだけでは不十分です。

バッチ系化学工場では色々な材料を使用します。

この中でも非金属材料について触れています。

今回の記事ではバッチ系化学工場で使用する非金属材料について紹介します。

セラミック

セラミックとはシリコンカーバイド(SiC)やアルミナ(Al2O3)が有名です。

セラミックは金属と同じように強度が強いですが、電気を通しません。

耐食性が高いものも多いです。

化学工場ではメカニカルシールの材質に重宝します。

合成樹脂

合成樹脂とは非常に幅広いです。

熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂という区分が最初に出てきます。

その後に、樹脂の詳細が登場します。

樹脂としてはフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂などがあります。

ビニル樹脂・ポリエチレン樹脂・ポリプロピレン樹脂などは配管材料で登場しますね。

バッチ系化学工場ではほぼ排水系統に限定されています。

フッ素樹脂といえばPTFE

高耐食で有名です。

PTFE単体としても使いますが、材料に混ぜ込んで使用するなど応用性も非常に高いです。

PTFE単体の場合はガスケットが有名ですね。

合成ゴム

ゴムというと輪ゴムを想像するでしょう。

天然ゴムをイメージしてしまいがちですが、化学工場では合成ゴムです。

合成ゴムとしては、ニトリルゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、パーフロロエラストマー、フッ素ゴムなどがあります。

NBR,CR,EPDMは耐食性が低いゴムで、オイルシールなどのシール材に使います。

パーフロ・フッ素ゴムは耐食性のシール材としてガスケットやOリングに使います。

バッチ系化学工場のような特殊な耐食性がいる環境では、パーフロ・フッ素ゴムの出番が強いです。

ここはもっと専門的な知識が必要です。

FKMを妄信し過ぎないことがポイントですね。

不浸透黒鉛

不浸透黒鉛は、カーボンに合成樹脂を混ぜ込んだものです。

カーボン自身は熱や腐食に強いですが、中身がスカスカなのが難点。

ここに樹脂を混ぜ込んで密閉性を上げた物が不浸透黒鉛です。

バッチ系化学工場では熱交換器や塔に限定されています。

というのも環境が良くなかったり、金額が高かったり、割れたり・・・と

デメリットが目立つからです。

樹脂の組み合わせによって性質を変えることが可能です。

これを利用して過酷な環境では不浸透黒鉛を使わざるを得ない、という場合があります。限定的ですけどね。

ガラスライニング

ガラスライニングは言葉どおりガラスをライニングしたもの。

ガラスはバッチ系化学工場では非常に多く使います。

酸に強い

このメリットがバッチ系化学工場の生産レシピにマッチしているからです。

バッチ系化学工場では多くの酸を使い、腐食性が高い薬液を使います。

ここに、いちいち高級な耐食性金属を使っていると、コストが高すぎてビジネスが成立しません。

これを安価にするためにガラスライニングがあります。

ガラスライニングは鉄にガラスをライニングしたもの。

  • 鉄は強度が高いが、腐食しやすい。
  • ガラスは強度が低いが、腐食しにくい。

という良いとこ取りをしたものが、ガラスライニングです。

化学工場の設備では、良いとこ取りの製法って本当に多いですね。

ガラスライニングは化学装置や配管に数多く使っています。

最後に

非金属材料について紹介しました。

セラミック・合成樹脂・ゴム・不浸透黒鉛・ガラスライニング

この記事が皆さんのお役に立てれば嬉しいです。

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