Refraxación coa auga do mar en centrais eléctricas costeiras: Selección do material para tubos de aceiro inoxidable

Para os circuitos de refraxación con auga mariña en centrais eléctricas costeiras, o aceiro inoxidable estándar 316L xeralmente non é suficiente; a auga mariña quente, rica en cloretos e propensa ao bioincrustamento require materiais con maior contido de aleacións, como o dúplex 2205, as calidades superausteníticas 6Mo, o dúplex super 2507 ou o titano, escollidos segundo a temperatura, a velocidade de fluxo e o réxime de cloración. As principais ameazas son a corrosión por picaduras e por fendas inducida polos cloretos, a corrosión influenciada microbioloxicamente baixo as biopelículas e a erosión-corrosión a altas velocidades de fluxo, polo que a elección axeitada equilibra a resistencia á corrosión, a resistencia mecánica e o custo en función da función específica das liñas de admisión, os tubos de condensadores e os intercambiadores de calor.

O reto da refraxación con auga mariña
As centrais térmicas e nucleares costeiras descargan enormes cantidades de calor no mar, extraendo grandes volumes de auga mariña mediante estruturas de admisión, reixas, bombas, condensadores e liñas de descarga. A auga mariña é tan agresiva como os fluídos industriais máis corrosivos: contén aproximadamente 19 000 ppm de cloretos, está completamente oxixenada, é bioloxicamente activa e, con frecuencia, absorbe máis calor ao pasar polo condensador. Cada un destes factores ataca os aceros inoxidables convencionais.
Predominan tres mecanismos. Os cloretos rompen a película pasiva, causando picaduras e, en zonas estreitas, corrosión por fendas. Os organismos mariños aséntanse nas superficies e forman biopelículas que xeran fendas con diferencial de oxíxeno e impulsan a corrosión influenciada por microorganismos (MIC), capaz de perforar tubos rapidamente baixo depósitos. Ademais, como estes sistemas moven a auga a alta velocidade, esta arranca as películas protetoras e desgasta o metal mediante corrosión-erosión; mentres que as zonas estancadas durante as paradas permiten que se acumulen depósitos e se desenvolva a MIC.

Por que o 316L adoita resultar insuficiente
o 316L, con aproximadamente un 2 % de molibdeno e un PREN próximo a 24, é excelente en moitos servizos con cloretos, pero é marginal na auga mariña quente. A súa temperatura crítica de picadura en cloretos semellantes aos da auga mariña é baixa, polo que se picará por riba de temperaturas moderadas, e está especialmente exposto á corrosión por fendas baixo xuntas, nas unións entre tubos e chapa tubular e nos depósitos de bioincrustacións. Na auga mariña en fluxo, o 316L pode sobrevivir a baixas temperaturas en condicións limpas, pero a combinación de calor, estancamento durante as paradas e incrustacións provoca habitualmente fallos.
A lección extraída de décadas de operación costeira é especificar os materiais para servizo en auga mariña segundo o seu PREN e a súa resistencia á corrosión por fendas, non segundo a súa experiencia xeral con cloretos. Unha referencia útil: a resistencia fiable á corrosión por fendas en auga mariña require normalmente un PREN de aproximadamente 40 ou superior, moi por riba do que ofrece o 316L.

Opcións de aleacións máis ricas
Varias familias de materiais superan o reto da auga mariña, cada unha con nicho propio determinado pola temperatura, a resistencia e o orzamento. O duplex 2205, cun contido de aproximadamente 3 % de molibdeno, nitróxeno e un PREN nos trinta e poucos, ofrece unha resistencia case dobre que os graos austeníticos e resiste ben en auga mariña fría ou controlada por cloración, aínda que pode ser lixeiramente insuficiente para servizos en fendas quentes. Os graos superausteníticos 6Mo, con aproximadamente 6 % de molibdeno e 0,2 % de nitróxeno, conseguen un PREN superior a 40 e son unha opción probada para tubaxes e intercambiadores de calor en auga mariña. O superduplex 2507, con aproximadamente 4 % de molibdeno, un PREN superior a 40 e unha resistencia moi elevada, é adecuado para servizos exigentes en auga mariña, incluídas as liñas de pared fina e alta presión. O titán é esencialmente inmune á picadura por cloretos e segue sendo a opción tradicional para tubos de condensadores, limitada principalmente polo custo, así como pola menor resistencia e rigidez.

Tubos de condensador e velocidade de fluxo
O condensador é o corazón do circuíto de refrigeración, e os seus tubos de paredes finas son as partes máis sensibles á corrosión. Historicamente, os tubos de titánio e de acero inoxidable de alta aleación substituíron as aleacións de cobre onde as cargas de cloretos e contaminación son altas, porque soportan a bioincrustación, a cloración e a velocidade á que se ve sometido un condensador.
A velocidade do fluxo ten que estar dentro dunha xanela. Se é demasiado baixa, os depósitos, o limo e a biopelícula aséntanse, promovendo a corrosión baixo depósitos e a corrosión influenciada microbioloxicamente; se é demasiado alta, a erosión-corrosión elimina as películas nas curvas, nas entradas e nas extremidades dos tubos. Os aceros inoxidables de alta aleación, como o 6Mo e o super dúplex, soportan velocidades máis altas ca os aliaxes de cobre, con frecuencia varios metros por segundo, pero os deseñadores aínda evitan a turbulencia excesiva nas entradas, empregan transicións suaves e mantén a velocidade por encima do mínimo necesario para evitar a sedimentación. A cloración intermitente ou continua controla a bioincrustación, pero a aleación escollida debe resistir as condicións oxidantes de cloretos resultantes, o que, outra vez, apunta a materiais de alto PREN.

Deseño e prácticas operativas
A elección do material é só unha parte da fiabilidade. Minimice as fendas mediante soldaduras de penetración completa, xuntas ben asentadas e xuntas tubo-a-placa tubular correctamente laminadas ou soldadas, pois mesmo as melloras aleacións teñen un límite de temperatura para as fendas. Deseñe os sistemas para esgotar e enxaguar con auga doce durante as paradas, de xeito que a auga do mar estancada non poida concentrar cloretos e alimentar a corrosión por microorganismos (MIC). A protección catódica e un réxime razoable de cloración alargan a vida útil, e deben evitarse ou xestionarse as parellas galvánicas de metais diferentes, pois combinar un compoñente de alta aleación cun metal menos nobre na auga do mar pode corroer rapidamente este último.
Wenqiang fornece tubos e tubaxes sen costura e soldados, accesorios e bridas de acero dúplex 2205 e dúplex super 2507/S32750, conforme ás normas ASTM A312, A213, A269, A790 e A928, con certificados de ensaio de materiais EN 10204 3.1 ou 3.2. Os ensaios internos de identificación por espectrometría de emisión óptica (PMI), análise química e ensaios mecánicos, ensaio hidrostático e ensaios non destructivos (NDT) confirmar que cada elemento cumpre os requisitos químicos e de integridade para o servizo en auga do mar.

Conclusión
O arrefriamento con auga do mar castiga os materiais subespecificados. A auga do mar quente, rica en osíxeno e bioloxicamente activa, e de movemento rápido sobrecarga o 316L, polo que as centrais eléctricas costeiras deben escoller os materiais segundo o PREN e a resistencia á corrosión por estrangulamento, optando por dúplex 2205, superaustenítico 6Mo, dúplex super 2507 ou titano, dependendo da temperatura, velocidade e custo. Xunto cun deseño sen estrangulamentos, o control do caudal, a cloración e a purga durante as paradas, a elección axeitada dun acero altamente aliado garante circuitos de arrefriamento resistentes aos cloretos, ao incrustamento biolóxico e á erosión durante as longas vidas útiles que estas centrais requiren.

Preguntas frecuentes
P: Por que non se recomenda o 316L para o arrefriamento con auga do mar?
R: Co seu contido de tan só uns 2 % de molibdeno e un PREN de aproximadamente 24, o 316L sufre picaduras na auga do mar quente e é moi susceptible á corrosión por estrangulamento baixo xuntas, unións de tubos e incrustacións biolóxicas. Unha resistencia fiable á corrosión por estrangulamento en auga do mar require xeralmente un PREN de aproximadamente 40 ou superior.
P: Cal é a velocidade de fluxo segura para tubaxes de aceiro inoxidábel en auga do mar?
A: Hai unha xanela: a velocidade debe manterse suficientemente alta para evitar depósitos e biopelículas que causen corrosión por debaixo de depósitos e corrosión microbiolóxica, pero suficientemente baixa para evitar a corrosión por erosión. Os graos de alta aleación, como o 6Mo e o super dúplex, soportan varios metros por segundo, pero son esenciais as transicións suaves e a turbulencia controlada nas entradas e curvas.

Especifique tubaxes dúplex e super dúplex para auga mariña con Wenqiang: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/