プレゼンテーション：実績のあるCUI緩和 Pyrogel
このMECOC 2026プレゼンテーションでは、アスペンの技術サービス担当シニアディレクターであるマーク・クラジェフスキーが、断熱材下腐食（CUI）の原因、製油所の所有者や運営者に及ぼすリスク（プロセス効率の低下、封じ込めの喪失、エネルギー使用量の増加）、高温環境で断熱材を乾燥状態に保つ科学について解説します。また、彼は、 Pyrogel エアロゲル断熱材は、断熱性能と運転効率を向上させると同時に、CUI（断熱材下腐食）を軽減するのに役立ちます。
プレゼンテーションの議事録は以下に掲載されています。
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今日は、エアロゲル断熱材製品を使用した断熱材下の腐食対策についてお話しします。では、何を作る必要があるのでしょうか？
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腐食。水、金属、酸素が必要です。とても単純です。腐食のメカニズムについては、もっと技術的な詳細を解説した素晴らしい講演がたくさんあります。今日は、その3つが揃った状態で断熱材が存在すると、断熱材の下で腐食が発生するという話をします。これは腐食の超加速形態で、場合によっては通常の20倍もの速度で進行します。
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では、通常の3つの構成要素だけで、なぜそんなに大きな問題になるのでしょうか？理由は2つあります。予測不可能であることと、壊滅的な結果を招く可能性があることです。
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世界中の多くのお客様と話をしてきましたが、このような話はしょっちゅう耳にします。例えば、あるドイツの石油化学会社は、ある工場で年間50件ものCUI（腐食性下層断熱材）関連の事故が発生していると話していました。
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別の国際石油会社（アメリカに拠点を置く会社）は、CUI（原油流出事故）による封じ込め喪失事故が毎日発生していると私たちに話しました。かなり恐ろしいことです。
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マーク、今日アラムコからアーメドという人が来たんだけど、君たちが基調講演に出席したかどうかは分からないけど、彼は600件の失敗のうち30件が壊滅的な失敗で、実際に死者が出たのは1人だけだと話していたんだ。
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それで、彼は本当に衝撃的な3つの数字を挙げました。CUIと腐食全体を見ると。
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まったくその通りです。ですから、私たちの業界にとって明らかに大きな問題です。
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原因を調査している多くの人々が、多くの情報を公開しています。NACEやAMPP、そして彼らのSP 0198、欧州腐食連盟の出版物55、AP 583の診断結果は一致しており、水が問題であるということですよね？
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何かできることはあります。酸素については何もできません。金属についても何もできません。水に目を向けなければなりません。そこで、今回の講演では、水が断熱材と接触した際にどのように振る舞うかについてお話しします。実際の事例をいくつか取り上げますが、非常に興味深い事例の一つは、2015年から2020年にかけてアルバータ州のオイルサンドで発生した一連の出来事です。
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そして、応力腐食割れと炭素鋼配管が原因で発生した漏洩事故が多発していたのですが、これは少し異例なことでした。しかも、複数の事故が発生していました。いずれも2000年以降に建設されたパイプラインで、70℃から190℃の運転温度範囲で、コーティングされていない炭素鋼製でした。断熱材には鉱物繊維が使用され、外装材にはアルミニウムが用いられていました。そして、これらのパイプラインは、通常応力腐食割れとは関連付けられないほどの応力レベルに達していました。
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亀裂は応力方向だけでなく、複数の方向に発生していました。そのため、何が起こっているのかを詳しく調べる必要がありました。簡単に3つのステップで、何が起こっていたのかが分かりました。鉱物繊維バインダーが劣化し、低pHと腐食性イオンが発生し、水が浸入し、それらのイオンが金属表面に集中していました。
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そして、温度、配管圧力、設計が相まって、この応力腐食割れを引き起こす絶好の条件が揃いました。典型的なパイプラインの漏洩事故の事例を見てみると、2017年にアルバータ州コールドレイクで発生した事例では、150℃で稼働する全長35km、使用期間14年のエマルジョンパイプラインに、2.5インチの鉱物断熱材が巻かれていました。
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そして、これらのパイプ部分を剥がしたときの断熱材の状態は、断熱材が濡れていて、広範囲にわたるCUIがあり、封じ込め喪失事象が発生しました。したがって、150℃で断熱材が濡れているのはどういうことかという疑問があり、鉱物断熱材の断面を通る典型的な温度プロファイルを見ると、温度が100℃を超えて100℃を超える線があるはずです。
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液体の水は存在すべきではないのですが、その下には液体の水が存在する可能性があります。しかし、液体の水が断熱材に吸収されると、ヒートパイプ効果が発生し、液体の水が乾燥機の断熱材に吸い込まれ、蒸発し、蒸気が出て再び凝縮します。これにより、境界層が移動し、水がプロセス温度により近い状態で存在できるようになります。
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また、熱損失も大幅に増加します。パイプを詳しく見てみると、実際にそれが起こっているのがわかります。バインダーが燃え尽きています。6時の位置には濡れた断熱材が見えます。そして、ジャケットシステムは損傷を受けていないことがわかります。これは、私たちが何度も耳にした観察結果の00つです。
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資料を読んでみると、システム、ジャケット、断熱材はすべて無傷で、かなりきれいな状態でした。そこで疑問となるのは、水はどこから来ているのか、ということです。この大量の水はどこからシステムに侵入しているのでしょうか。CUIの予測と結果について考えるときは、少し立ち止まって考えてみましょう。
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重要なのは、鋼材がどれだけ濡れるかということです。どれくらいの頻度で、どれくらいの時間濡れた状態が続くか。そして、その水はすべて降雨や大気中の水分です。ですから、ある地域における断熱材下の腐食リスクを検討する際には、その地域の降雨量と相対湿度を調べます。
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つまり、どれくらいの頻度でまだ濡れているのか？どれくらい早く乾くのか？そして、これらをグラフ化すると、リスクの低い地域や地理と、リスクの高い地域がわかります。ここに2つのグラフ上の点があります。1つは、炭素鋼の応力腐食割れで多くの問題が発生したアルバータ州コールドレイクです。もう1つは、ここアブダビです。
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そして、両者とも比較的リスクの低いカテゴリーに属していることがわかりますが、どちらも大気中の雨によるCUIの影響を受けやすいです。では、水が断熱材とどのように相互作用し、問題を引き起こす可能性があるかについての別のケースを見てみましょう。これは、テキサスで蒸気配管を運用している顧客が、濡れていることがわかっている性能の低い断熱材を使用していたケースです。
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そして私たちは彼らのところへ行き、「では、損傷したジャケットを私たちの製品でオーバーラップする試験をしてみましょう」と言いました。 Pyrogel 断熱材を覆い、そのシステムをモニタリングして、断熱性能が向上するかどうかを確認します。下の断熱材が乾燥して性能が向上します。そこで、私たちは下へ降りて、10メートルの区間を当社の断熱材で覆いました。
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そして、10メートルの対照セクションにも計測機器を取り付けました。試験を開始しました。4週間後、確かにこの重複したセクションは乾燥し、熱損失が減少し、性能が向上しました。試験は成功しました。しかし、その後奇妙なことが起こりました。処理をしていない対照セクションも改善し始めたのです。そこで、少し考えてみると、何が起こっているのかは明らかです。水が実際にこれらの断熱システムに沿って移動し、水が浸入した場所からかなり離れた場所で劣化を引き起こしているのです。
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つまり、この水分移動によって、断熱材を通して数百メートルもの距離に水分が運ばれる可能性があるのです。そして、おおよそ何が起こるのでしょうか？非常に単純明快です。断熱材に欠陥が生じます。液体の水は蒸気相で移動し、より乾燥した領域へと拡散して再び液化し、濃縮されて移動を続けます。その間ずっと水分が運ばれ、断熱材の下で腐食を引き起こすだけでなく、熱損失も増加させるのです。
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つまり、ジャックにわずかな損傷があるだけでも、断熱材の広範囲に悪影響を及ぼす可能性があるということです。そうなると、様々なシステムを点検すれば、断熱性能の低下が見られるはずです。そして、まさにそれが私たちが過去15年間行ってきたことです。特に高圧蒸気ヘッダーを点検し、断熱材が本来の性能を発揮しているかどうかを確認する機会を得てきました。
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そして、毎回この作業を行うたびに、断熱性能が設計値よりも劣っていることがわかります。場合によっては、平均で設計値の約2倍、場合によってはそれ以上劣っていることもあります。そして、こうしたケースでは、システム自体は見た目には素晴らしく、外装材も損傷していないように見えますが、実際には設計通りの性能を発揮していません。このように、これらの観察結果を総合的に判断すると、たとえ見た目が完璧であっても、この断熱システム内部に水が浸入している可能性が高いという結論に至るのです。
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では、どうしたらいいのでしょうか？ ええと、目に見える被覆の欠陥を修復すれば、エネルギー節約だけでもすぐに元が取れます。 Pyrogel それらを直すためにオーバーラップします。システムを乾燥させている間に、追加の熱抵抗が得られます。または、 Pyrogel つまり、そもそもエアロゲルをベースとした断熱ブランケットであるということです。
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耐水性があるため、水の軸方向移動というメカニズムの影響を受けにくい。一般的な断熱材よりも水蒸気透過性がやや低い。断面が薄いため、断熱材内部で水が移動する面積が少ない。また、環状の隙間がない。この環状の隙間は、水の移動にとってまるで高速道路のような役割を果たす。
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それで、ご存知のように、私たちはこれまで供給してきました Pyrogel 15年か20年もの間、業界に浸透してきた当社の技術は、競合他社にも見過ごされることはありませんでした。そのため、市場には耐水性や腐食抑制といった謳い文句を模倣した材料が数多く出回っています。ですから、仕様策定者として、断熱材がCUI（断熱材下腐食）を本当に抑制できるかどうか、どうすれば判断できるのかという疑問が残るのです。
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標準化された実験室試験を参考にすると良いでしょう。例えば、ステンレス鋼用のASTM 79、断熱材の浸出液中の腐食性イオンを定量化するASTM 871、炭素鋼の腐食に関する数値を示すASTM 1617、断熱材がどれだけの水を吸収できるかを純粋に扱うASTM 1763などです。
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これらは優れた試験であり、これらの評価を受けていない断熱材を指定するつもりはありませんが、それでも、これらは使用されていない、箱から出したばかりの新品の材料に対する実験室試験にすぎません。そして、これらの試験は不正操作が可能です。ですから、これらは重要です。AMPP 21442 法や古い NACE 516 のようなシステムレベルの評価を検討してみるのも良いでしょう。断熱材をパイプ スプールに巻き付け、温度をサイクルさせ、3 日間湿らせ、3 日間乾燥させ、それを繰り返します。
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私たちがそれを行うとき Pyrogel約3時間で乾きます。ミネラルウールで同じことをしても、決して乾きません。ですから、鋼の湿潤時間について考えてみてください。しかし、これは単なる一度の分析テストよりも、より良い評価方法だと思います。とはいえ、これは非常に特殊な使用例です。では、質問に戻りましょう。
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断熱材が腐食を軽減するかどうか、つまり実際の使用環境における長期的な性能をどのように判断すればよいでしょうか？断熱材の下の腐食を他の要素と組み合わせた場合に軽減する効果を示す、長期間にわたる実際の事例研究はありますか？仕様策定者がこの質問に対して安心できるような、十分な証拠となるものがあれば良いのですが。
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というわけで、私たちは15年か20年ほど前から、腐食抑制エアロゲル設備を産業界に供給してきました。そして、素晴らしい事例があります。韓国の麗水地域にあるHu-Chems化学工場のMNBプラントの工事を行ったのですが、麗水は亜熱帯地域で、降雨量が多く、腐食の可能性が高い場所です。
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そして2008年に工場の断熱工事を行いました。その後2012年に第2段階の工事が行われ、約10年後に再び工場の調査を行う機会を得ました。そして、さまざまな使用クラスを調査しました。その中には、断熱材の下の腐食温度が50～175℃という最適な範囲に該当するものもありました。
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また、中にはより高温で使用されるものもありました。そこで、さまざまな使用温度を調べてみたところ、まずは最初の2つのケースをお見せします。この10インチのパイプは300℃で動作しており、材料の性能がどのようなものかを示しています。表面温度を設計上の表面温度と比較して測定したところ、材料は設計どおりの性能を発揮していました。
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つまり、10年後もその日と同じように機能しているということです。約136℃で稼働するこの72インチのドクトリンと硝酸施設でも同様で、設計どおりに正確に機能しています。それだけでも、先ほど申し上げたように、私たちは研究で他の材料を調べました。非常に広範な弾道研究では、それらすべてが私たちが調べたすべてのシステムを劣化させていることが示されましたが、 Pyrogel システムは設計どおりに動作しています。
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そして、90℃で稼働しているシステムを調べて腐食の有無を検査したところ、10年後には腐食が全く見られなかったことは驚くべきことではありません。つまり、このシステムでは腐食が全く見られないことを示す、非常に優れた実例データが得られているのです。 Pyrogel 断熱材は断熱材の下の腐食を軽減します。これは、10年間断熱された84℃のパイプラインだと思います。 Pyrogelそして、彼らはそれを切り開いた。
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まるで装着したばかりの頃のように見える。これこそ、現場で実績のある素材の姿だ。
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マークさん、ありがとうございます。ご紹介いただき、マークさん、ありがとうございました。あと120枚のスライドを見なければならないので、皆さんとランチの間に私が立ちはだかっていることは承知しています。ええ。結局のところ、マークさんが先ほど示してくれたいくつかのケーススタディを要約すると、ラボテストは重要ですが、究極的には究極のテストではありません。
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究極のテストは現場で行われます。断熱材製品を見る際に重要なのは、現場でテストされた製品を見ることであり、これはラボでのテストよりも重要です。ASTM 1720 規格はエアロゲルブランケットに関するものですが、現在市場に出回っているのは、ASTM 1728 を満たせば性能も満たすという誤った同等性だと思います。
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そして、私たちはその誤解を解きたいと思っています。基本的に、それは単なる実験室での試験結果に過ぎません。実際に現場での性能こそが、お客様に選択肢があることを示す真の証です。そして、なぜアスペンを選ぶべきなのか、その理由を少し時間をかけてご説明したいと思います。断熱材、特にエアロゲル断熱材をご検討の際は、ぜひアスペンをご検討ください。
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世界中で1.6億台以上の設置実績があります。当社の製品は世界中で4億5000万平方フィート以上設置されています。年間6億4000万ドル以上の製品を製造する能力があります。22年間の研究開発実績があります。私たちはまさにエアロゲルブランケットの先駆者です。当社のオリジナルブランケット製品には350件以上の特許を取得しています。
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弊社は世界各地に4つの製造拠点のうち3つを構えています。極東と米国に製造拠点があります。また、世界最大の製油所24ヶ所のうち23ヶ所が既に弊社の製品を使用しています。ぜひ弊社のブースにお越しいただき、弊社の技術についてもっと詳しく知っていただければ幸いです。この地域では、弊社の製品が広く採用されています。
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アラムコ、ADNOC、SABICなど、これらの企業はすべて現在当社の製品を使用しています。この地域では事業が急速に成長しており、当社は地元のお客様に多くの価値を提供できると考えています。要約すると、腐食の観点からも性能の観点からも、水は設備にとって最大の敵です。そして、まさにそれが当社の製品の目的です。当社の製品は、腐食を未然に防ぐための製品なのです。
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今日は、検知などに関する話をたくさん聞きました。しかし、検知の前に本当に必要なのは予防です。そして、それが私たちの技術の真髄です。現場での実績を示す事例研究も多数あります。ですから、私たちの製品をご利用いただければ、既に現場で実証済みの製品をお使いいただいているという安心感を得られます。
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そして主要な通信事業者はすべてそれを使用しています。そして最後にここにあります Pyrogel これは、CUI（冷暖房不適合）分野において、実世界での試験を経て性能が実証された唯一のエアロゲルブランケットです。
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ありがとうございました。