Jūras ūdens dzesēšana piekrastes elektrostacijās: nerūsējošā tērauda cauruļu materiāla izvēle

Piekrastes elektrostaciju jūras ūdens dzesināšanas sistēmām parastais 316L nerūsējošais tērauds parasti nav pietiekams; siltais, hlorīdiem piesātinātais un bioloģiski piesārņotais jūras ūdens prasa augstāk leģētus materiālus, piemēram, divfāžu 2205, 6Mo superaustenītiskās kvalitātes, superdivfāžu 2507 vai titānu, kuri tiek izvēlēti, ņemot vērā temperatūru, plūsmas ātrumu un hlorēšanas režīmu. Galvenie draudi ir hlorīdu izraisīta punktveida korozija un spraugu korozija, mikrobioloģiski ietekmēta korozija zem bioplēvīm un erozijas-korozija augstā plūsmas ātrumā, tāpēc pareizā izvēle balansē korozijas izturību, mehānisko izturību un izmaksas atkarībā no konkrētās lietošanas vietas — ieplūdes caurulēm, kondensatora caurulēm un siltummainiem.

Jūras ūdens dzesināšanas izvērsme
Krustaļu termoelektrostacijas un kodolenerģijas elektrostacijas izvada milzīgu siltuma daudzumu jūrā, ievadot lielu jūras ūdens daudzumu caur ieplūdes struktūrām, režģiem, sūkņiem, kondensatoriem un izplūdes caurulēm. Jūras ūdens ir tikpat agresīvs kā rūpnieciskie šķidrumi. Tajā ir aptuveni 19 000 ppm hlorīdu, tas ir pilnībā piesātināts ar skābekli un bioloģiski aktīvs; bieži vien tas uzsilda vēl vairāk, pārvietojoties caur kondensatoru. Katrs no šiem faktoriem negatīvi ietekmē parasto nerūsējošo tēraudu.
Dominē trīs mehānismi. Hlorīdi iznīcina pasīvo plēvi, izraisot punktveida koroziju un, spraugās — spraugu koroziju. Jūras organismi nosēžas uz virsmām un veido bioplēves, kas rada skābekļa koncentrācijas atšķirības spraugās un veicina mikrobioloģiski ietekmētu koroziju (MIC), kura var ātri izurbt caurules zem nogulsnēm. Turklāt, tā kā šajos sistēmās ūdens pārvietojas ātri, augsta ātruma plūsma noņem aizsargplēves un izraisa erozijas-koroziju, savukārt stacionārās zonas ekspluatācijas pārtraukumu laikā ļauj nogulsnēm un MIC attīstīties.

Kāpēc 316L bieži nepietiek
316L, ar aptuveni 2 % molibdēna un PREN vērtību tuvu 24, ir lieliski piemērots daudzām hlorīdu vidēm, bet robežvērtībās — siltā jūras ūdenī. Tā kritiskā caurumveida korozijas temperatūra jūras ūdenim līdzīgās hlorīdu vidēs ir zema, tāpēc augstākās par vidējiem temperatūrām tā pakļauta caurumveida korozijai un īpaši jutīga pret spraugu koroziju blīvējumu zonās, caurulīšu pie savienojuma ar caurulīšu plāksni un bioloģiskā piesārņojuma nogulsnēs. Plūstošā jūras ūdenī 316L var izturēt zemas temperatūras tīros apstākļos, taču siltums, apstāšanās laikā notiekošā ūdens stagnācija un piesārņojums regulāri rada bojājumus.
Gadu desmitiem piekrastes ekspluatācijas pieredze māca: jūras ūdens pielietojumam jānorāda PREN vērtība un spraugu korozijas izturība, nevis vispārīgā hlorīdu izturība. Noderīgs orientējošs rādītājs: uzticama izturība pret jūras ūdens spraugu koroziju parasti prasa PREN vērtību aptuveni 40 vai augstāku — daudz augstāku par to, ko piedāvā 316L.

Augstākas sakausējuma iespējas
Vairākas materiālu grupas atbilst jūras ūdens izcilības prasībām, katrai ir savs pielietojuma sfēra, ko nosaka temperatūra, izturība un budžets. Divfāžu tērauds 2205, kurā ir aptuveni 3 % molibdēna, slāpekļa un PREN vērtība vidēji 30–30ies gados, piedāvā aptuveni divreiz lielāku izturību nekā austēnītiskie tēraudi un labi pretojas jūras ūdenim zemākās temperatūrās vai tad, ja hlorēšana ir kontrolēta, tomēr tas var būt robežvērtīgs siltam šķelšanās korozijas apstākļiem. 6Mo superaustēnītiskie tēraudi, kuros ir aptuveni 6 % molibdēna un 0,2 % slāpekļa, un kuru PREN vērtība pārsniedz 40, ir pierādīti kā uzticami materiāli jūras ūdens cauruļvadiem un siltummaiņiem. Superdivfāžu tērauds 2507, kurā ir aptuveni 4 % molibdēna, PREN vērtība pārsniedz 40 un ļoti augsta izturība, piemērots prasīgiem jūras ūdens pielietojumiem, tostarp plānsienīgiem un augsspiediena cauruļvadiem. Titanam praktiski nav jutības pret hlorīdu izraisītu rūsas punktu veidošanos, un tas joprojām ir tradicionālais izvēles materiāls kondensatora caurulēm, taču tā izmantošanu galvenokārt ierobežo augstā cena, kā arī zemāka izturība un stingrība.

Kondensatora caurules un plūsmas ātrums
Kondensators ir dzesēšanas ķēdes sirds, un tā plānsienīgās caurules ir visskārsmākās pret koroziju. Titanu un augsti sakausētus nerūsējošā tērauda caurules vēsturiski ir izmantojuši kā vara sakausējumu aizvietotājus vietās, kur hlorīdu un piesārņojuma slodze ir augsta, jo tās iztur biobāzes veidošanos, hlorēšanu un kondensatorā redzamo ātrumu.
Plūsmas ātrumam jābūt noteiktā diapazonā. Ja ātrums ir pārāk zems, uzkrājas nogulumi, dūņas un bioplēve, veicinot koroziju zem nogulumiem un mikrobioloģiski ietekmētu koroziju; ja ātrums ir pārāk augsts, tad erozijas-korozija noņem plēves no līkumiem, ieejām un cauruļu galiem. Augstā sakausējuma nerūsējošā tērauda šķirnes, piemēram, 6Mo un superduplex, iztur augstākus ātrumus nekā vara sakausējumi — bieži vairākus metrus sekundē, tomēr projektētāji joprojām izvairās no pārmērīgas turbulences ieejās, izmanto gludas pārejas un uztur ātrumu virs minimālā līmeņa, kas nepieciešams, lai novērstu nogulšņu veidošanos. Periodiska vai nepārtraukta hlorēšana kontrolē biopiesārņojumu, taču izvēlētajam sakausējumam jāiztur radušās oksidējošās hlorīdu vides, kas atkal norāda uz augstu PREN vērtību nodrošinošiem materiāliem.

Projektēšana un ekspluatācijas prakse
Materiāla izvēle ir tikai viena no uzticamības sastāvdaļām. Minimizējiet spraugas, izmantojot pilnīgas caurcaurējošas metināšanas šuves, pareizi ievietotus blīves un pareizi apvītus vai savienotus cauruļu un cauruļu plāksnes savienojumus, jo pat labākajiem sakausējumiem ir noteikta spraugu temperatūras robeža. Projektējiet sistēmas tā, lai pārtraukumu laikā tās varētu iztukšot un izskalot ar saldu ūdeni, lai nekustīgais jūras ūdens nevarētu koncentrēt hlorīdus un veidot mikrobioloģiskās korozijas (MIC) apstākļus. Katodiskā aizsardzība un racionāla hlorēšanas programma pagarinās kalpošanas laiku, un dažādu metālu galvaniskos savienojumus jāizvairās vai jāpārvalda, jo augstas sakausējuma komponenta un mazāk nobila metāla savienošana jūras ūdenī var ātri izraisīt pēdējā korozi.
Wenqiang piegādā divfāzu 2205 un superdivfāzu 2507/S32750 bezšuvju un metinātas caurules, caurules, savienojumus un flančus atbilstoši ASTM A312, A213, A269, A790 un A928 standartiem, kopā ar EN 10204 3.1 vai 3.2 materiālu testa sertifikātiem. Iekšējās pozitīvās materiālu identifikācijas (PMI), ķīmiskās un mehāniskās pārbaudes, hidrostatiskās pārbaudes un neatkarīgās defektu noteikšanas (NDT) pārbaudes apstiprina, ka katrs produkts atbilst jūras ūdens ekspluatācijas prasībām attiecībā uz ķīmisko sastāvu un strukturālo integritāti.

Secinājums
Jūras ūdens dzesināšana ir bīstama nepietiekami izturīgiem materiāliem. Siltais, skābekļa bagātais, bioloģiski aktīvais un strauji plūstošais jūras ūdens pārvar 316L tēraudu, tāpēc piekrastes elektrostacijām jāizvēlas materiāli pēc PREN vērtības un spraugu izturības — izvēloties divfāžu tēraudu 2205, 6Mo superaustenītu, superdivfāžu tēraudu 2507 vai titānu atkarībā no temperatūras, plūsmas ātruma un izmaksām. Kopā ar spraugu brīvu konstrukciju, plūsmas kontroli, hlorēšanu un izslēgšanas laikā notiekošu iztīrīšanu pareizais augstā sakausējuma materiāls nodrošina dzesināšanas sistēmas, kas ilgstoši iztur hlorīdus, bioloģisko piesārņojumu un eroziju — tieši to, ko šīs elektrostacijas prasa.

Bieži uzdotie jautājumi
J: Kāpēc 316L nav ieteicams izmantot jūras ūdens dzesināšanai?
A: Tikai aptuveni 2 % molibdēna un PREN vērtība tuvu 24 nozīmē, ka 316L veido dobumus siltajā jūras ūdenī un ir ļoti uzņēmīgs pret spraugu koroziju zem blīvējumiem, cauruļu savienojumiem un bioloģiskā piesārņojuma slāni. Uzticama jūras ūdens spraugu izturība parasti prasa PREN vērtību aptuveni 40 vai augstāku.
J: Kāds plūsmas ātrums ir drošs jūras ūdens nerūsējošā tērauda cauruļvadiem?
A: Ir loga: ātrumam jāpaliek pietiekami augstam, lai novērstu nogulsnes un bioplēves veidošanos, kas izraisa koroziju zem nogulsnēm un mikrobioloģisko koroziju, bet pietiekami zemam, lai izvairītos no erozijas-korozijas. Augsti sakausētu sortu, piemēram, 6Mo un superdivupļu tēraudu, var izmantot vairāku metru sekundē ātrumos, taču gludas pārejas un kontrolēta turbulences nodrošināšana pie ieejām un līkumiem ir būtiska.

Norādiet jūras ūdens kvalitātes divkāršās un superdivupļu caurules ar Venčjanu: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/