Hogyan működnek a sótalanító üzemek
A sótalanító üzem eltávolítja az oldott sókat a tengervízből, így friss vizet állít elő. Két technológia dominál: a termikus eljárások (MSF és MED) és a membrán eljárások (SWRO). Mindegyik folyamatnak különböző korróziós környezetei vannak, amelyek különböző rozsdamentes acélminőséget igényelnek.
Termikus sótalanítás: MSF és MED
A többlépcsős flash (MSF) és a több-hatású desztillációs (MED) üzemek ugyanazon az elven működnek: a tengervíz felmelegszik, részben elpárolog, a gőz pedig édesvízként kondenzálódik. A különbség az, hogy az MSF nyomáskamrák sorozatát (fokozatait) használja csökkenő nyomáson, míg a MED többféle effektust (az egyik hatásból származó gőzt használják fűtőközegként a következőhöz).
Az MSF-üzemek jellemzően 90-120 °C-os felső sóoldat hőmérséklettel (TBT) működnek. A MED üzemek alacsonyabb hőmérsékleten működnek (hatásonként 60-90 C), ezért a MED általában kevésbé korrozív, mint az MSF.
Membránsótalanítás: SWRO
A tengervíz fordított ozmózisa (SWRO) úgy működik, hogy nagy nyomást (55-80 bar) fejt ki a tengervízre egy félig{5}}áteresztő membránon. A membrán elutasítja a sókat; a koncentrátumot (sóoldat, ~70-80 g/L TDS) nagy nyomáson ürítjük ki. Az SWRO energiahatékonyabb, mint a termikus eljárások, és ma már világszerte az új sótalanító kapacitások többségét adja.
1. táblázat: Sótalanítási technológiák - Folyamat-összehasonlítás és korróziós relevancia
| Folyamat | Alapelv | Tipikus méret | Energiafogyasztás | Felső sóoldat hőmérséklet (C) | Növények száma globálisan |
MSF (Multi{0}}Stage Flash)
| Bepárlás + gyorsdesztilláció lépcsőzetes kamrákban
| 10-75 MLD
| 8-14 kWh/m3 (hő + elektromos)
| 90-120
| ~350 (csökkenő)
|
MED (több{0}}hatású desztilláció)
| Párolgás több hatáson keresztül; gőz újrafelhasználása
| 10-75 MLD
| 5-10 kWh/m3 (hő + elektromos)
| 60-90
| ~200 (stabil)
|
SWRO (Seawater RO)
| Nagynyomású{0}}membránszűrés
| 1-500 MLD
| 3-5 kWh/m3 (csak elektromos)
| Környezeti hőmérséklet (~25 C)
| ~17 000 (gyorsan növekszik)
|
FO-MED (hibrid)
| Forward Osmosis + MED hibrid
| 5-30 MLD
| 2-4 kWh/m3
| < 40
| ~10 (korai szakasz)
|
Iszap (zéró folyadékkibocsátás)
| Sóoldat kristályosítás + bepárlás
| Projekt-specifikus
| 10-20 kWh/m3
| Változó
| ~50 (feljövőben)
|
Öt korróziós zóna egy sótalanító üzemben
Minden sótalanító üzem öt különálló zónára osztható, amelyek mindegyike különböző korróziós mechanizmusokkal és eltérő rozsdamentes acél követelményekkel rendelkezik.
2. táblázat: A hat korróziós zóna a sótalanító üzemekben - Kulcsparaméterek
| Zóna | Elhelyezkedés | Hőmérséklet (C) | Klorid (ppm) | Oxigén (ppm) | Áramlási sebesség | Mikrobiológiai tevékenység | Pitting Risk |
1. zóna: Beszívás
| Nyers tengervíz szívó alagút, szűrők, szivattyúk
| 20-32
| 18,000-22,000
| 4-8
| 1-3 m/s (alacsony)
| Magas (biofilm)
| Közepes (316L OK)
|
2. zóna: előkezelés-
| Patronos szűrők, flokkulációs tartályok, adagolópontok
| 25-35
| 18,000-22,000
| 6-10
| 1-3 m/s
| Nagyon magas
| Magas (316L marginális)
|
3. zóna: Magas{1}}nyomású szakasz
| SWRO: HP szivattyú elosztó, koncentrátum csővezeték (55-80 bar)
| 25-40
| 25 000-35 000 (koncentrátum)
| < 2 (deoxygenated)
| Magas (3-5 m/s)
| Alacsony (tiszta víz)
| Nagyon magas (SS veszélyben)
|
4. zóna: Membránvonat
| SWRO: nyomástartó edények, membránelemek, termékvíz
| 20-30
| < 500 (product water)
| < 0.1 (deoxygenated)
| Alacsony (membrán)
| Alacsony
| Nagyon alacsony (bármilyen SS OK)
|
5. zóna: Termikus rész
| MSF/MED: sós melegítő, elpárologtató héjak, gőztér
| 60-120
| 40 000-70 000 (sóoldat)
| < 0.1
| Alacsony (gravitáció)
| Alacsony (forró)
| Extrém (SS gyorsan meghibásodik)
|
6. zóna: sóoldat-kibocsátás
| Sólég-elvezető alagút, diffúzor, keverőzóna
| 30-40
| 50,000-70,000
| Változó
| Alacsony (hígítási zóna)
| Mérsékelt
| Mérsékelt (a hígítás segít)
|
Rozsdamentes acél minőségek sótalanítási alkalmazásokhoz
A sótalanító üzemekben általában hat rozsdamentes acélminőséget használnak, 304 litertől (legalacsonyabb költség, legalacsonyabb teljesítmény)2507 szuper duplex(legmagasabb költség, legnagyobb teljesítmény). A rossz fokozat kiválasztása pénzt pazarol vagy idő előtti meghibásodást okoz.
3. táblázat: Rozsdamentes acél és titán minőségek sótalanításhoz - Kémia, PREN és alkalmazási zóna
| fokozat (UNS) | Cr (%) | Ni (%) | H (%) | N (%) | PREN (kb.) | PREN formula | Maximális hőmérséklet tengervízben (C) | Sótalanítási használati zóna | Relatív költség (304 literhez képest) |
304L (S30403)
| 18.0-20.0
| 8.0-12.0
| Egyik sem
| Egyik sem
| 18-22
| Csak Cr
| ~40 (korlátozott)
| 4. zóna (csak termékvíz)
| 1,0x (alap)
|
316L (S31603)
| 16.0-18.0
| 10.0-14.0
| 2.0-3.0
| Egyik sem
| 24-30
| Cr + 3.3xMo
| ~60
| 1-2. zóna (alacsony-hőmérséklet, alacsony Cl)
| 1.3-1.6x
|
904L (N08904)
| 19.0-23.0
| 23.0-28.0
| 4.0-5.0
| Egyik sem
| 35-40
| Cr + 3.3xMo
| ~80
| 2-3 zóna (klórozott szakaszok)
| 2.5-3.5x
|
2205 Duplex (S32205)
| 22.0-23.0
| 4.5-6.5
| 3.0-3.5
| 0.14-0.20
| 30-35
| Cr+3.3xMo+30xN
| ~80
| 3. zóna (HP csővezeték, SWRO)
| 2.0-3.0x
|
2507 Super Duplex (S32750)
| 24.0-26.0
| 6.0-8.0
| 3.0-5.0
| 0.20-0.30
| 40-43
| Cr+3.3xMo+30xN
| ~100
| 3. zóna (HP szivattyú, TBH bemenetek)
| 3.5-5.0x
|
Titanium Gr.2 (R50400)
| Egyik sem
| Egyik sem
| Egyik sem
| Egyik sem
| ~0 (nem Cl-pitting)
| A tengervízben nincs kátyúzás
| Minden temp
| 5. zóna (TBH, MSF/MED hőcserélők)
| 8-15x (de a leghosszabb élettartam)
|
PREN - A sótalanítási fokozat kiválasztásához szükséges kulcsszám
A Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) a legfontosabb egyedi szám a rozsdamentes acél kiválasztásához kloridos környezetben. Az ötvözetek kémiájából számítják ki, és megjósolja azt a hőmérsékletet, amelynél a lyukképződés egy adott kloridkoncentrációnál fellép.
PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N
A PREN méri a lyukképződés okozta ellenállást. A magasabb PREN azt jelenti, hogy az ötvözet nagyobb kloridkoncentrációt vagy hőmérsékletet tud ellenállni a lyukképződés megkezdése előtt. Tengervízben (~20 000 ppm Cl-) általában legalább 30-as PREN ajánlott környezeti hőmérsékleten történő folyamatos működéshez.
4. táblázat: PREN-tartományok és tengervíz-felhasználási határértékek rozsdamentes acélminőségekhez
| PREN tartomány | évfolyam(ok) | Tipikus PREN | Tengervíz alkalmazási határérték | CIP kritikus hőmérséklet (C) |
< 25
| 304L, 316L (standard)
| 18-30
| Pits at >40 fokos tengervízben
| < 25
|
25-35
| 316L (magas-C), 904L, 2205 Duplex
| 30-40
| 60-80 C-ig biztonságos tengervízben
| 25-35
|
35-43
| 904L, 2507 Super Duplex
| 35-43
| 80-100 C-ig biztonságos tengervízben; SWRO HP szakasz
| 35-45
|
43+
| 2507, ötvözet 254 SMO
| 43-50
| Extrém körülményekre fenntartva
| 45-55
|
Nulla ütési kockázat
| Titán 2. fokozat
| N/A (Ti immunis a Cl{0}}pittingre)
| Minden tengervíz hőmérséklet
| Minden hőmérséklet
|
A rozsdamentes acél minőségének kiválasztása üzemrészenként
Nyers tengervíz bevitel (1. zóna)
A nyers tengervíz felvétele a tengervíz belépési pontja. Hőmérséklet: 20{11}}32C (helytől és évszaktól függően változik). Klorid: 18 000-22 000 ppm. Oldott oxigén: 4-8 ppm. Áramlási sebesség: 1-3 m/s. A fő korróziós kockázat a mikrobiológiailag befolyásolt korrózió (MIC) a biofilmből és a kis sebességű üledékfelhalmozódásból.
5. táblázat: A rozsdamentes acél minőségének kiválasztása - Nyers tengervíz bevitel (1. zóna)
| Felszerelés | Ajánlott fokozat | UNS szám | Indokolás | Alternatív fokozat |
Szívó képernyők
| 316L
| S31603
| Szabvány a környezeti tengervízhez; alacsony{0}}hőmérsékletű bevitelhez megfelelő
| 904L, ha súlyos bioszennyeződés
|
Szívócső (beton{0}}bélelt)
| 316 literes (bélés)
| S31603
| Betonhéj + SS bélés; 316L megfelelő
| 2205, ha a cső teljesen el van temetve SS
|
Szívószivattyúk (ház)
| 316L vagy CD4MCu duplex
| S31603 / J93370
| 316L OK szivattyúházakhoz környezeti hőmérsékleten
| CD4MCu magas{1}}magasságú szivattyúkhoz
|
Tengervíz-tároló tartály (nappali tartály)
| 316L
| S31603
| Környezeti hőmérséklet; 316 liter ömlesztett tárolásra elegendő
| 904 liter magas Cl-dózisú tartályokhoz
|
Alacsony-nyomású mosóvíz csövek
| 316L
| S31603
| Alacsony nyomás; környezeti hőmérséklet; 316L megfelelő
| 2205 nagyobb növényekhez
|
Elő{0}}kezelési rész (2. zóna)
Az előkezelés koagulánsokat (FeCl3, polielektrolit), savat (H2SO4 vagy HCl a pH beállításához) és biocidokat (NaOCl a klórozáshoz vagy klóraminok) ad hozzá. Ez a szakasz rendelkezik a legbonyolultabb kémiával az üzemben. A klór a fő változó: 1-3 ppm folyamatos klórozás jelentősen megnöveli a 316 liternél a pitting kockázatát.
6. táblázat: A rozsdamentes acél minőségének kiválasztása - Elő-kezelési szakasz (2. zóna)
| Felszerelés | Ajánlott fokozat | UNS szám | Kulcsfontosságú korróziós probléma | Alternatív fokozat |
Patronos szűrőedények
| 316L
| S31603
| Környezeti hőmérséklet; 316L megfelelő; ellenőrizze a Cl adagot
| 904 liter magas-Cl-adagoláshoz
|
Pelyhesítő tartály (ha SS{0}}bélelt)
| 316L
| S31603
| A FeCl3 koaguláns enyhén korrozív; 316L rendben
| 2205 nagy tartályokhoz
|
Sav adagoló vonal (H2SO4)
| 316L vagy 904L
| S31603 / N08904
| A H2SO4 redukáló sav; 316L OK alacsony hőmérsékleten; 904L előnyös tömény sav esetén
| 316 liter elegendő a hígított H2SO4-hez
|
Nátrium-hipoklorit (NaOCl) vonal
| 904L vagy 2205
| N08904 / S32205
| NaOCl (1-3 ppm Cl2-ekvivalens) 316 literben 30 °C feletti lyukképződést okoz; Minimum 904 liter
| 2205 előnyös a 3+ ppm Cl2 esetében
|
Anti{0}}adagoló vezeték
| 316L
| S31603
| Enyhe; 316L megfelelő
| 904L vízkőgátlóhoz Cl-vel-
|
Gáztalanító (CO2 eltávolítás)
| 316L
| S31603
| Alacsony hőmérséklet; 316L OK; A CO2 nem korrózióhajtó
| 904 liter magas hőmérsékletű gáztalanítóhoz
|
SWRO magasnyomású{0}}szakasz (3. zóna) - A kritikus zóna
Az SWRO nagynyomású{0}} (HP) szekciója minden SWRO üzem szíve, és a legmagasabb-kockázati zóna a rozsdamentes acél korróziójával szemben. A tengervíz ~25C-on lép be és 40-50C-on és 55-80 bar nyomáson távozik a koncentrátumáramból. A koncentrátum kloridkoncentrációja (reject stream) eléri a 25 000-35 000 ppm Cl- értéket. A magas nyomás, a magas hőmérséklet és a magas kloridkoncentráció kombinációja rendkívül agresszív.
7. táblázat: Rozsdamentes acél minőség kiválasztása - SWRO nagynyomású-szakasz (3. zóna)
| Felszerelés | Ajánlott fokozat | UNS szám | Kritikus tervezési paraméterek | Alternatív fokozat |
HP szivattyú elosztó
| 2507 Super Duplex vagy 2205
| S32750 / S32205
| 55-80 bar nyomás; 25-40 °C; koncentrátum patak; legnagyobb sebesség (3-5 m/s)
| 2205 < 70 bar esetén elfogadható; 2507 szükséges 70-80 bar-hoz
|
Nagynyomású{0}}csövek (a membránok előtt)
| 2205 Duplex (S32205)
| S32205
| 55-80 bar; 25-40 °C; tengervíz + klórozási maradék
| 2507 magas-Cl-koncentrátumú részhez
|
Koncentrált csővezeték (-utómembrán, magas-Cl)
| 2507 Super Duplex
| S32750
| 35 000 -40 000 ppm Cl-; 35-50 °C; nagy nyomás (55-65 bar)
| 2205 <30 000 ppm Cl- és < 35C esetén elfogadható
|
Nyomástartó edény (membránházak)
| 316L vagy 2205 (belső)
| S31603 / S32205
| Belső nedvesített felület; termék víz (< 500 ppm Cl-); 316L OK here
| 2205 magas-sótartalmú takarmányhoz
|
Energiavisszanyerő eszköz (ERI/PTEC)
| Duplex 2205 vagy 2507
| S32205 / S32750
| Nagy sebesség; koptató részecskék; klórozás; 55-80 bar
| 2507 előnyben részesített Eróziós szolgáltatáshoz
|
Fokozatközi csővezeték (nyomásfokozó szivattyú)
| 2205 Duplex
| S32205
| Közepes nyomás (35-55 bar); 25-35 °C
| 316L OK alacsony-nyomású fokozatokhoz
|
Mintavételi vonalak
| 316L
| S31603
| Alacsony nyomás; környezeti hőmérséklet; csak mintavétel
| 904L klórozott mintákhoz
|
Termikus sótalanítási részleg (5. zóna) - MSF és MED
Az MSF és MED üzemek termikus része a legigényesebb korróziós környezet minden sótalanító üzemben. A sóoldat hőmérséklete eléri a 90{11}}120°C-ot (MSF felső sóoldat) és a 70-90°C-ot (MED). A klorid koncentrációja eléri az 50 000-70 000 ppm-et a koncentrátumban. Ezen a hőmérsékleten és kloridkoncentrációkon egyetlen ausztenites rozsdamentes acél (304L, 316L, 904L) sem megbízható a hosszú távú használatra. A Titanium Grade 2 az MSF/MED üzemekben a hőcserélő csövek szabványa.
8. táblázat: Rozsdamentes acél/titán minőségi választás - Termikus sótalanítási szakasz (5. zóna)
| Felszerelés | Ajánlott fokozat | Alternatív fokozat | Miért nem rozsdamentes acél |
MSF elpárologtató sóoldat fűtő (héj)
| Szénacél (epoxi-béléssel vagy gumival-bélelt)
| -
| Magas hőmérsékletű (120 C) sóoldat; CS megfelelő béléssel
|
MSF hőcserélő csövek (elsődleges)
| Titanium Grade 2 (UNS R50400)
| Réz-nikkel 90/10 (alacsonyabb hőmérsékleti fokozatokhoz)
| Egyetlen SS sem éli túl hosszú távon a 90{1}}120°C-os tengervizet
|
MSF hőcserélő csövek (későbbi szakaszok)
| Titanium Grade 2 vagy CuNi 90/10
| 316L (csak 60C alatti fokozatokhoz, utolsó 2-3 fokozat)
| A 316L < 3 év alatt tönkremegy 70 C felett a tengervízben
|
MED elpárologtató csövek (hatások 1-3)
| Titán 2. fokozat
| -
| Az 1-3. hatás 70-90 C-on fut; nincs megfelelő SS
|
MED elpárologtató csövek (hatások 4+)
| CuNi 90/10 vagy 316L
| Titanium Grade 2 az utolsó hatásért
| Alacsonyabb hőmérséklet (50-70 C); 316L minimálisan rendben van
|
Gőzmagtér (MSF/MED)
| 316L vagy 2205 (nem -kondenzálható gázzónákhoz)
| Titán 2. fokozat
| Magas hőmérsékletű gőz + nem-kondenzálódó anyagok; 316L kondenzátor héjhoz
|
Sóoldat recirkulációs szivattyúházak
| CD4MCu (duplex öntvény) vagy 316L (bevonattal)
| Titanium Grade 2 (forró sóoldathoz)
| Forró sóoldat (80-120 C); 316L meghibásodik; CuNi nem megfelelő
|
MSF desztillátum tálcák
| 316L
| 2205 Duplex (nagy sebességhez)
| 60-90 C; 316L megfelelő; 2205 nagy sebességű szakaszokhoz
|
Költség-összehasonlítás és életciklus
A rozsdamentes acél előzetesen többe kerül, mint a szénacél vagy a bélelt szénacél, de a teljes életciklus-költség (LCC) erősen kedvez a rozsdamentes acélnak a sótalanítási alkalmazásokban. Ez a rész a közgazdaságtant számszerűsíti.
9. táblázat: Életciklus-költségek összehasonlítása - Rozsdamentes acélok és alternatívák a tengervíz szolgáltatásban
| Anyag / fokozat | Sűrűség (g/cm3) | Relatív költségindex (alap=CS) | Tervezési élet a tengervízben (év) | Éves költségindex | Fenntartási költség (évente) |
Szénacél (bevonat nélküli)
| 7.85
| 1.0x
| 1-3
| MAGAS (2 évente csere)
| Magas (korróziós sebesség 0,3-1,0 mm/év)
|
Szénacél (gumival{0}}bélelt)
| 7.85
| 1.5-2.0x
| 10-15
| Mérsékelt
| Alacsony (a bélés ellenőrzése 5 évente)
|
316L rozsdamentes acél
| 7.98
| 3.5-4.5x
| 20-30
| Alacsony
| Nagyon alacsony
|
2205 duplex rozsdamentes acél
| 7.80
| 5.0-7.0x
| 25-35
| Alacsony
| Nagyon alacsony
|
2507 Super Duplex rozsdamentes acél
| 7.80
| 8.0-12.0x
| 30-40
| Alacsony
| Elhanyagolható
|
Titán 2. fokozat
| 4.51
| 15.0-25.0x
| 30-50+
| Alacsony (annak ellenére, hogy előre magas)
| Elhanyagolható (nulla aktív korrózió)
|
CuNi 90/10
| 8.94
| 4.0-6.0x
| 15-25
| Mérsékelt
| Alacsony (kisebb bioszennyeződés)
|
A rozsdamentes acél sótalanítására vonatkozó gyártási és anyagszabványok
11. táblázat: A rozsdamentes acél sótalanítására vonatkozó gyártási és anyagszabványok
| Standard | Teljes név | Erre vonatkozik | Kulcskövetelmények | Amikor szükséges |
ASTM A240/A240M
| Standard specifikáció a krómhoz és a króm{0}}nikkel rozsdamentes acéllemezhez, -lemezhez és -szalaghoz
| Lap és lemez nyomástartó edényekhez
| Kémiai határértékek, mechanikai tulajdonságok, keménység, malomvizsgálati jelentés
| Minden rozsdamentes acéllemezhez és lemezhez kötelező
|
ASTM A789/A789M
| Szabványos specifikáció varrat nélküli és hegesztett ferrites/ausztenites rozsdamentes acélcsövekhez
| Zökkenőmentes duplex és szuperduplex csövek
| Kémia, mechanikai tulajdonságok, HIC teszt (savanyú környezethez)
| Kötelező minden duplex csőhöz
|
ASTM A790/A790M
| Szabványos specifikáció varrat nélküli és hegesztett ferrites/ausztenites rozsdamentes acélcsövekhez
| Varrat nélküli duplex cső
| Ugyanaz, mint az A789; plusz mérettűrések, hidrosztatikai vizsgálat
| Kötelező minden duplex csőhöz
|
ASTM A268/A268M
| Szabványos specifikáció varrat nélküli és hegesztett ferrites rozsdamentes acélcsövekhez
| Ferrites SS cső (nem használt sótalanításhoz)
| -
| Nem alkalmazható
|
ASME BPVC II. szakasz A. rész
| ASME kazán és nyomástartó edény kódja, II. szakasz, A. rész (vastartalmú anyagok)
| Anyagok ASME{0}}bélyegzett edényekhez
| Anyagminősítés, hőkezelés, tesztelés
| ASME bélyegzővel ellátott nyomástartó edényekhez
|
EN 10028-7
| Lapos termékek nyomás alatti célokra - 7. rész: Rozsdamentes acélok
| Lemez és lemez nyomástartó berendezésekhez (EU)
| Ugyanaz, mint az ASTM A240
| EU projektek; HU{0}}szabványos országok
|
ISO 21457
| Kőolaj- és földgázipar - Anyagok tengervíz-befecskendező rendszerekhez
| Tengervíz csőrendszerek (általános)
| PREN minimum; korrózióvizsgálati követelmények
| Nemzetközi olaj és gáz; sótalanítási referencia
|
DNVGL-RP-B101
| Javasolt gyakorlat tengervízben lévő korrózióálló ötvözetekhez
| Tengervízcsövek és hőcserélők
| PREN, Mo%, N%; hőmérsékleti határok; vizsgálati követelmények
| skandináv projektek; DNV{0}}minősítésű hajók
|
NACE MR0175 / ISO 15156
| Anyagok H2S-tartalmú környezetekhez
| Savanyú sótalanítás (ritka)
| A H2S szolgáltatás anyagszükséglete
| Csak H2S jelenléte esetén (olaj-mezővíz társ-termelése)
|
Gyakran Ismételt Kérdések
K: Mi a leggyakrabban használt rozsdamentes acél minőség a sótalanító üzemekben?
V: A 316L-es rozsdamentes acél (UNS S31603) a legszélesebb körben használt minőség a sótalanító üzemekben, amely az összes rozsdamentes acélfelhasználás körülbelül 60-70%-át fedi le (beszívás,-előkezelő tartályok, termék vízvezetékei és alacsony-nyomású részek). A nagynyomású SWRO és termikus szakaszok esetében a 2205 duplex és a Titanium Grade 2 a szabvány.
K: Használható a 316L rozsdamentes acél tengervízben?
V: Igen, de csak meghatározott körülmények között: környezeti hőmérséklet (30-40 C alatt), alacsony áramlási sebesség (2 m/s alatt), nincs klórozás vagy alacsony klórozás (1 ppm alatt), és nincsenek lerakódási körülmények. A gyakorlatban 316 liter elegendő a nyers tengervíz felvételéhez (1. zóna) és a termékvíz szakaszokhoz (4. zóna). NEM megfelelő klórozott előkezeléshez (2. zóna), SWRO HP szakaszokhoz (3. zóna) vagy termikus szakaszokhoz (5. zóna).
K: Mi az a PREN, és miért fontos a sótalanításhoz?
V: PREN (Pitting Resistance Equivalent Number)=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N. Megjósolja azt a kloridkoncentrációt és hőmérsékletet, amelynél a pitting megindul. Tengervízben (~20 000 ppm Cl-) a folyamatos működéshez legalább 30-as PREN ajánlott . 316L (PREN ~24-30) marginális; 2205 (PREN ~30-35) megfelelő; A 2507 (PREN ~40-43) a legagresszívebb zónákhoz előnyös.
K: Miért használnak titánt az MSF/MED sótalanító üzemekben?
V: A 2-es fokozatú titán (UNS R50400) immunis a tengervíz lyuk- és réskorróziójával szemben 260 C-ig minden hőmérsékleten. Az MSF-üzemek (90{6}}120C) és a MED-üzemek (70-90C) legmagasabb sóoldat-hőmérsékletén egyetlen rozsdamentes acél sem maradhat fenn hosszú távon. A titánnak nincs aktív korróziója a tengervízben: a titán-oxid film (TiO2) teljesen stabil és öngyógyul, ha megsérül. Egyetlen korlátja a költség (8-15x 316 liter felett) és a réskorrózióra való érzékenység stagnáló körülmények között, magas hőmérsékleten.
K: Mi a különbség a 2205 duplex és a 2507 super duplex rozsdamentes acél között?
V: A legfontosabb különbségek a következők: (1) a 2507-ben magasabb a króm (24-26% vs. 22-23%), magasabb a molibdéntartalma (3-5% vs. 3,0-3,5%), magasabb a nitrogéntartalma (0,20-0,30% vs. 0,14-0,20%); (2) a 2507 magasabb PREN-értékkel rendelkezik (40-43 vs 30-35); (3) a 2507 nagyobb szakítószilárdsággal rendelkezik (800 MPa vs. 620 MPa a 2205-höz); (4) A 2507-et a legigényesebb zónákhoz használják (SWRO HP szivattyúelosztók, koncentrált csővezetékek 40C+-on); A 2205 az általános SWRO HP csővezetékekhez használatos.
K: Hogyan befolyásolja a klórozás a rozsdamentes acél kiválasztását?
V: A klórozás (NaOCl adagolás) a legjelentősebb működési változó a sótalanító rozsdamentes acél kiválasztásában. A klór növeli a tengervíz oxidációs potenciálját, ami felgyorsítja a lyukképződést. 316L 30°C-on 1 ppm Cl2, 50°C-on pedig 0,3 ppm Cl2 esetén lép fel a lyukképződés. Folyamatosan klórozott tengervízhez (2-3 ppm) használjon minimum 904L-t (PREN 35-40). Sokkoló klórozáshoz (5-10 ppm) használjon 2205 duplexet vagy magasabbat.
K: Mi okozza a lerakódás alatti-korróziót a sótalanító üzemekben, és hogyan előzhető meg?
V: A lerakódás alatti-korrózió (UDC) akkor következik be, amikor üledék, vízkő vagy biofilm halmozódik fel a cső falán, és differenciális levegőztető cellát hoz létre (a lerakódás alatti oxigén-kimerült zóna korrodál, miközben a környező felület védve van). A sótalanításnál az UDC az elsődleges hibamód a 316L-nél a szívó- és-előkezelési szakaszokban. Megelőzés: (1) tartsa az áramlási sebességet 1,5 m/s felett, hogy megakadályozza az üledék leülepedését; (2) adja meg a sima -furatú csővezetéket (vízvezeték helyett hegesztett cső belső köpennyel); (3) használja a 904L-t vagy a 2205-öt olyan területeken, ahol hajlamos a lerakódások felhalmozódása (hajlatok, holt lábak, kis sebességű szakaszok).
K: Mennyi a rozsdamentes acél tervezett élettartama a sótalanítási alkalmazásokban?
A: 316L: 20-30 év az 1-2 zónában; 2205 duplex: 25-35 év a 3. zónában; 2507 szuperduplex: 30-40 év a 3. zónában; Titán 2. fokozat: 30-50+ év az 5. zónában. A tényleges élettartam a következőktől függ: hőmérséklet, kloridkoncentráció, áramlási sebesség, klórozási rendszer és gyártási minőség.
