Jūros vandens aušinimas pakrantės elektrinėse: nerūdijančiojo plieno vamzdžių medžiagos pasirinkimas

Pakrantės elektrinėse naudojamoms jūros vandens aušinimo sistemoms standartinis 316L nerūdijančiojo plieno dažniausiai nepakanka; šiltas, chloridais pritekėjęs ir biologiniais nuosėdomis užterštas jūros vanduo reikalauja aukštesnio lygio legeruotų medžiagų, tokių kaip dvifazis 2205, 6Mo superaustenitiniai lyginiai, superdvifazis 2507 arba titanas, kuriuos renkamasi atsižvelgiant į temperatūrą, srauto greitį ir chloravimo režimą. Pagrindinės grėsmės yra chloridų sukeliamas taškinis ir plyšių korozijos pavojus, mikrobiologiškai sąlygotas korozijos pavojus po bioplėvelėmis bei erozijos-korozijos pavojus esant dideliam srautui, todėl tinkamas pasirinkimas turi subalansuoti korozijos atsparumą, mechaninį stiprumą ir kainą atsižvelgiant į konkrečias užduotis – įleidimo vamzdžius, kondensatoriaus vamzdelius ir šilumos mainytuvus.

Jūros vandens aušinimo iššūkis
Pajūrio šiluminės ir branduolinės elektrinės į jūrą išleidžia milžiniškus šilumos kiekius, per savo įrenginius – įsiurbimo konstrukcijas, tinklelius, siurblius, kondensatorius ir išleidimo vamzdžius – pravedamos didelės jūros vandens apimtys. Jūros vanduo yra beveik tokio agresyvaus kaip pramoniniai skysčiai. Jame yra maždaug 19 000 ppm chloridų, jis visiškai sudegintas deguonimi ir biologiškai aktyvus; dažnai praeidamas per kondensatorių, jis įgauna dar daugiau šilumos. Kiekvienas iš šių veiksnių puola įprastą nerūdijančiąją plieną.
Vyrauja trys mechanizmai. Chloridai pažeidžia pasyvią plėvelę, sukeliant šiurkštulines korozijas bei plyšių koroziją. Jūros organizmai nusėda ant paviršių ir sukuria bioplėveles, kurios sukuria deguonies koncentracijos skirtumus plyšiuose ir skatina mikrobiologiškai sąlygotą koroziją (MIC), kuri gali greitai perforuoti vamzdelius po nuosėdomis. Be to, kadangi šiuose sistemose vanduo juda labai greitai, didelis srauto greitis nuvalo apsaugines plėveles ir sukelia erozinę koroziją, o sustojimo metu susidarančios nejudančios zonos leidžia susidaryti nuosėdoms ir MIC.

Kodėl 316L dažnai nepatenkina reikalavimų
316L, turint apie 2 % molibdeno ir PREN vertę arti 24, puikiai tinka daugelyje chloridų aplinkos sąlygų, tačiau šiltoje jūros vandenyje jo savybės yra ribotos. Jo kritinė įbrėžimų temperatūra jūros vandenyje panašiose chloridų sąlygose yra žema, todėl virš nedidelių temperatūrų susidaro įbrėžimai, o ypač jis yra pažeidžiamas plyšių korozijos po sandarinimo tarpinėmis, vamzdžių ir vamzdynų plokštumų sujungimais bei biologinės užterštumo nuosėdomis. Tekančiame jūros vandenyje 316L gali išgyventi žemose temperatūrose švariomis sąlygomis, tačiau šilumos, sustojimų metu susidarančios nejudamos vandens būklės ir užterštumas dažnai sukelia gedimus.
Dekadžių pakrantės eksploatacijos patirtis moko, kad jūros vandens sąlygoms reikia nurodyti PREN vertę ir plyšių korozijos atsparumą, o ne remtis bendra chloridų aplinkos patirtimi. Naudingas orientyras: patikima atsparumas jūros vandens plyšių korozijai paprastai reikalauja PREN vertės apie 40 ar aukštesnės – gerokai virš to, ką siūlo 316L.

Aukštesnio lygio lydiniai
Keli medžiagų šeimynos atitinka jūros vandens iššūkį, kiekviena užima savo nišą, nustatytą temperatūra, stiprumu ir biudžetu. Dupleksinė 2205, turinti maždaug 3 % molibdeno, azoto ir PREN vidurio trejeto dešimtmečio ribose, suteikia apytiksliai dvigubai didesnį stiprumą nei austenitinės rūšys ir gerai atlaiko šaltesnį arba chloravimu kontroliuojamą jūros vandenį, nors šiltoje plyšių aplinkoje gali būti ribotos naudojimo galimybės. 6Mo superaustenitinės rūšys, turinčios apie 6 % molibdeno ir 0,2 % azoto bei PREN virš 40, įrodytos kaip patikimos jūros vandens vamzdynams ir šilumokaičiams. Superdupleksinė 2507, turinti apie 4 % molibdeno, PREN virš 40 ir labai aukštą stiprumą, tinka reikalaujančiam jūros vandens naudojimui, įskaitant plonosienius, didelio slėgio vamzdžius. Titanas praktiškai nejautrus chloridų duobutėms ir išlieka tradicinis pasirinkimas kondensatoriaus vamzdeliams, o jo naudojimą riboja daugiausia kaina, taip pat žemesnis stiprumas ir standumas.

Kondensatoriaus vamzdai ir srauto greitis
Kondensatorius yra aušinimo grandinės širdis, o jo plonos sienelės vamzdžiai yra labiausiai korozijai jautrios dalys. Titaniniai ir aukštai leguoti nerūdijantys plieniniai vamzdžiai istoriškai pakeitė vario lydinius ten, kur chloridų ir teršalų apkrova yra didelė, nes jie atlaiko bioužterėjimą, chloravimą ir kondensatoriaus patiriamą srovės greitį.
Srautų greitis turi būti ribojamas tam tikru diapazonu. Per mažas greitis sukelia nuosėdų, dumblų ir bioplėvelės nusėdimą, skatinant nuosėdų ir mikrobiologiškai sąlygotą koroziją; per didelis greitis sukelia erozinę koroziją, kuri pašalina plėveles iš vamzdžių lenkimų, įėjimų ir galų. Aukštos lyginės nerūdijančiosios plieno rūšys, pvz., 6Mo ir superdvigubosios, gali ištverti didesnius srautų greičius nei vario lydiniai – dažnai keletą metrų per sekundę, – tačiau projektuotojai vis tiek vengia per didelės turbulencijos įėjimuose, naudoja sklandžius perėjimus ir palaiko srautų greitį virš minimalaus reikiamo, kad būtų užkirstas kelias nuosėdų susidarymui. Periodinė arba nuolatinė chloravimo taikymo sistema kontroliuoja bioužteršimą, tačiau pasirinkta lydinio rūšis turi atlaikyti susidarančias oksiduojančias chlorido sąlygas, todėl vėl rekomenduojamos medžiagos su aukštu PREN rodikliu.

Projektavimas ir eksploatacijos praktika
Medžiagos pasirinkimas yra tik viena patikimumo dalis. Sumažinkite plyšius naudodami visiškos penetracijos suvirinimus, gerai įsitvirtinusias tarpines ir tinkamai suvynytus arba suvirintus vamzdžių prie vamzdynų plokštumų sujungimus, nes net geriausi lydiniai turi plyšių temperatūros ribą. Projektuokite sistemas taip, kad per prastovas būtų galima ištuštinti ir nuplauti jas švariu vandeniu, kad stovintis jūros vanduo negalėtų koncentruoti chloridų ir maitinti mikrobiologinės korozijos (MIC). Katodinė apsauga ir protinga chloravimo sistema padeda pratęsti tarnavimo laiką, o skirtingų metalų elektrocheminiai poravimai turi būti išvengti arba kontroliuojami, nes sujungus aukštos rūšies lydinį su mažiau brangiu metališku komponentu jūros vandenyje gali greitai susidėti pastarasis.
Wenqiang tiekia dvigubos struktūros 2205 ir superdvigubos struktūros 2507/S32750 bešvojų bei suvirintų vamzdelių, vamzdžių, jungčių ir flanšų pagal ASTM A312, A213, A269, A790 ir A928 standartus su EN 10204 3.1 arba 3.2 medžiagų bandymo sertifikatais. Vidinės PMI, cheminiai ir mechaniniai bandymai, hidrostatiniai bandymai bei neardomieji bandymai (NDT) patvirtina, kad kiekvienas elementas atitinka cheminę sudėtį ir vientisumą, reikalingus jūros vandens eksploatavimui.

Išvada
Jūros vandens aušinimas sukelia žalingą poveikį nepakankamai specifikuotiems medžiagoms. Šiltas, deguonimi praturtintas, biologiškai aktyvus ir greitai tekantis jūros vanduo pažeidžia 316L, todėl pakrantės elektrinėse reikia pasirinkti medžiagas pagal jų PREN vertę ir plyšių atsparumą, o temperatūrai, srauto greičiui ir kainai atsižvelgiant – naudoti dvigubos struktūros 2205, 6Mo superaustenitinį, superdvigubos struktūros 2507 arba titano lyginius. Kartu su plyšių neturinčiu konstravimu, srauto kontrolėmis, chloravimu ir sustojimų metu vykdomu išplaunimu tinkamas aukšto lyginimo lyginys užtikrina aušinimo grandines, kurios ilgą laiką atlaiko chloridus, biologinį užterštumą ir eroziją, kaip to reikalauja šios elektrinės.

Dažniausiai užduodami klausimai
K: Kodėl 316L nerekomenduojama naudoti jūros vandens aušinimui?
A: Turėdamas tik apie 2 % molibdeno ir PREN vertę arti 24, 316L suskyla šilto jūros vandens sąlygomis ir yra labai jautrus plyšių korozijai po sandarinimais, vamzdžių sujungimais ir biologiniu užterštumu. Patikima jūros vandens plyšių korozijos atsparumas paprastai reikalauja PREN vertės apie 40 arba aukštesnės.
K: Koks srauto greitis yra saugus jūros vandens nerūdijančiojo plieno vamzdžiams?
A: Yra langas: greitis turi būti pakankamai aukštas, kad būtų išvengta nuosėdų ir bioplėvelės, kurios sukelia koroziją po nuosėdomis ir mikrobiologinę koroziją, bet ne per aukštas, kad būtų išvengta erozinės korozijos. Aukštai lydiniai, pvz., 6Mo ir superdvigubieji plienai, gali atlaikyti kelis metrus per sekundę, tačiau svarbu užtikrinti lygius perėjimus bei kontroliuojamą turbulenciją įleidimo vietose ir posūkiuose.

Nurodykite jūros vandens klasės dvigubuosius ir superdvigubuosius vamzdžius su Wenqiang: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/