ボイラーの取扱い ミニテスト

スケール・腐食の原因と防止策 ミニテスト【第1回】

スケール・腐食の原因と防止策(酸素腐食・苛性脆化)」の内容から出題するミニテスト第1回(全5問)です。スケールの定義・スケールの種類・スケールが引き起こす障害・酸素腐食とピッチング・苛性脆化の原因など基本事項を出題しています。

スケール・腐食の原因と防止策 ミニテスト

第1回 第2回 第3回

テストの使い方

まず自分で答えを考えてから「解答を見る」をタップしてください。間違えた問題は解説記事に戻って確認すると効果的です。

第1問

ボイラーの伝熱面に付着するスケールの説明として、正しいものはどれか。

(1)ボイラー水中に浮遊する軟らかい泥状の沈殿物である
(2)燃焼ガス中のすすが伝熱面に付着したものである
(3)ボイラー水に溶けていた成分が伝熱面に固着した硬い沈殿物である
(4)腐食によって金属表面にできたサビの一種である
(5)ボイラー水中の気泡が伝熱面に付着したものである

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正解:(3)ボイラー水に溶けていた成分が伝熱面に固着した硬い沈殿物である
スケールとは、ボイラー水中の硬度成分(カルシウム・マグネシウムなど)が加熱によって析出し、伝熱面にこびりつく硬い沈殿物のことです。電気ポットの内側につく白い塊と同じものです。(1)の「軟らかい泥状の沈殿物」はスラッジの説明です。

第2問

スケールの種類のうち、硬くて除去しにくく、高温になるほど溶けにくくなる性質があるものとして、正しいものはどれか。

(1)炭酸カルシウム
(2)炭酸ナトリウム
(3)硫酸カルシウム
(4)塩化ナトリウム
(5)水酸化カルシウム

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正解:(3)硫酸カルシウム
硫酸カルシウム(CaSO₄)は硬くて除去しにくいスケールで、高温になるほど水に溶けにくくなる性質があります。一方、炭酸カルシウムは比較的軟らかく、酸で溶けやすいスケールです。なお、最も除去が困難なのはシリカスケール(SiO₂系)です。

第3問

伝熱面にスケールが付着した場合に起こる障害の順序として、正しいものはどれか。

(1)金属の過熱 → 伝熱阻害 → 腐食 → 破裂
(2)伝熱阻害 → 金属の過熱 → 膨出 → 破裂
(3)膨出 → 伝熱阻害 → 金属の過熱 → 破裂
(4)腐食 → 金属の過熱 → 伝熱阻害 → 膨出
(5)金属の過熱 → 膨出 → 伝熱阻害 → 破裂

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正解:(2)伝熱阻害 → 金属の過熱 → 膨出 → 破裂
スケールの障害は「ドミノ倒し」のように進行します。まずスケールが熱を通しにくくする(伝熱阻害)→ 熱が水に伝わらず金属自体が過熱する → 過熱で金属の強度が低下し外側に膨らむ(膨出=バルジング)→ 最悪の場合、破裂に至ります。

第4問

酸素腐食によって金属表面に発生する、針で突いたような小さな穴があく腐食の名称として、正しいものはどれか。

(1)バルジング
(2)キャリオーバ
(3)クリンカ
(4)ピッチング(点食)
(5)フォーミング

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正解:(4)ピッチング(点食)
ピッチングとは、溶存酸素による酸素腐食によって金属表面に針で突いたような小さな穴が開く現象です。表面は小さく見えても穴は深くまで進行していることがあり、貫通して漏れの原因になります。バルジングはスケールによる膨出、キャリオーバやフォーミングは水位異常の用語です。

第5問

苛性脆化が起きる原因として、正しいものはどれか。

(1)ボイラー水中の溶存酸素が金属と反応する
(2)異なる種類の金属が接触して電池のような状態になる
(3)すき間部分でボイラー水が蒸発し、アルカリ濃度が局部的に高くなる
(4)燃料中の硫黄分から硫酸が生成される
(5)スケールの付着により金属が過熱される

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正解:(3)すき間部分でボイラー水が蒸発し、アルカリ濃度が局部的に高くなる
苛性脆化は、リベット穴やころ広げ部分などのすき間にボイラー水が入り込み、蒸発によって苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)が濃縮されることで起きます。アルカリ濃度が異常に高くなると金属の結晶粒界が侵されてひび割れ(クラック)が発生します。(1)は酸素腐食、(2)は電食、(4)は低温腐食の説明です。

結果の振り返り

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0〜2問正解 解説記事を読み直しましょう

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