回転機器にコーティングすべきか？メリット・デメリットとベストプラクティス実践ガイド

コーティングするか、しないか？回転機器オーナーは、保護コーティングがファウリングと腐食から守ることを知っていますが、すべての用途に絶対的に必要なのでしょうか？どの条件やプロセス媒質をコーティング対象とすべきか？コーティングは機器性能にプラスかマイナスか？どのプロセス媒質にどのコーティングを使うべきか？重要コンポーネントへのコーティングで修理とダウンタイムを減らせるか？これらはコーティング投資を検討する際にオーナーが抱く疑問です。コーティングを検討する主な理由は、耐用年数の延長、運転・メンテナンスコストの削減、機器効率の向上です。

コーティングのメリット

設備の信頼性と長寿命化は産業施設の最大の関心事であり、資本設備は最大の投資だからです。機器の規模と用途によりますが、効率がわずか2%向上するだけで、コーティング材と施工費のコストを1年未満で回収できます。その他の副次的メリットとして、電力使用量の削減と性能向上があります。回転機器は長時間の過酷な運転条件、研磨性や腐食性のプロセス材料にさらされます。コーティングは摩耗しやすい用途で生じるダメージから保護します。耐摩耗性、摩擦低減、苛性/酸性材料や洗浄剤からの保護、ライン効率向上を実現するよう設計されています。コーティングは有機と無機の2カテゴリーに分類されます。有機コーティングは熱硬化性・熱可塑性ポリマーからエラストマーまで幅広く、最も一般的でコスト効率の良い保護手段です。無機コーティングはガラス、金属、シリコン、セラミックなどの非炭素化合物です。どちらを選ぶかは、塗布の容易さと使用条件が機械的・熱的・化学的のいずれかを理解することにかかっています。無機コーティングは研磨性・腐食性用途で高性能を発揮し長持ちしますが、有機コーティングより高価です。機器メーカーの推奨コーティングを確認してください。

コーティングのデメリット

コーティングが最適解でない場合もあります。コーティングは、高い乱流や研磨粒子による侵食を受けない静止設備には適しています。防食戦略における短期的解決策として優れています。一度塗布すれば、即座に劣化プロセスが始まり、タッチアップ、メンテナンス、場合によっては完全な再塗布が必要になります。コーティングは障害物を作ったり、通路やポートを塞いだりしてポンプ性能を阻害する可能性があります。これらが機器を絞り込むと、元の設計点から外れ、効率と耐用年数を低下させます。高速流体用途ではコーティングが速やかに除去されるため、頻繁な再塗布が必要となり、長期的にはコスト効率が悪くなります。

コーティングの代替案：構造複合材コンポーネント

有機・無機コーティングが回転機器の使用条件に合わない場合、構造複合材コンポーネントを検討すべきです。複合材には多くの利点があります。第一に、耐食性と耐薬品性に優れています。コーティングされた金属機器では、プロセス媒質がコーティングを貫通し、下地の金属を腐食させます。複合材は一体成型のためコーティング不要で、腐食問題を根本から解決します。また、非常に強靭で軽量です。軽量材料は移動が容易で、大幅な省エネにつながります。高強度ゆえに耐久性が高く、ピッティングやダメージに強いです。複合材は優れた弾性も備えています。金属部品は応力下でへこみ、永久変形しますが、複合材は応力が除去されれば元の形状に戻ります。非金属であるため非導電性で、高電圧作業でも安全です。

複合材は回転機器オーナーにとって優れた選択肢ですが、新しい部品と設備への投資が必要です。コーティングにはメリット・デメリットがあり、構造複合材コンポーネントへの投資が適しているか、いくつかの要因を検討して判断する必要があります。コーティングはより短期的な解決策ですが、初期投資としてコスト効率が良く、施工が容易です。より永続的な長期解決策を求めるなら、構造複合材を検討してください。どちらを選んでも、効率向上、エネルギー使用量削減、耐用年数延長、回転機器修理の必要性低減という即時メリットが得られます。

参考文献: Anticorrosion Coatings Pump Up Efficiency. Industrial Equipment News.