EN
Уравнение ще поздрави всички морски инженери и управители на флота при избора на оборудването, което специфицират, и ето го: Когато става въпрос за избора на вашите охладители с морска вода, основният фактор, който трябва да имате предвид, е материала. Истината е, че морската вода е агресивна. Тя е силно корозионна, съдържа високо ниво на хлориди и разтворен кислород и е пълна с микроорганизми, които просто не могат да устои на неправилно подбрани материали. SME извършва над 500 модернизации и ремонта годишно и постоянно се установява, че изборът на материал директно влияе върху експлоатационния срок и крайната цена. Тук ще се съсредоточим върху три от най-често използваните материала – титан, 316L SS и SMO 254 супер аустенитна неръждаема стомана – като ги анализираме по следните аспекти: корозионна стабилност, механични свойства, стойност и пригодност за експлоатация.
Корозионна стабилност в морски среди
Локалната корозия, във формата на точкова и цепната корозия, е основната причина за повреди на плочите на топлообменниците при използване с морска вода.
Стандартният модел е неръждаема стомана 316L. Нивото на устойчивост към хлоридна атака на материала е умерено поради съдържанието на молибден (около 2–3 %). В обаче при приложения с ниска скорост на течението или застояла морска вода рисковете от цепна корозия под биологични отлагания и под уплътнителната лента са значителни. В повечето случаи заменяме плочите от 316L на кораби, които работят в тропически райони и в солена или сладко-солена вода, и установяваме, че те са подложени на точкова корозия след около 12–18 месеца.
SMO 254 е супер-аустенитна марка и съдържа значително повече никел. Има PREN (еквивалентно число за устойчивост към точково корозионно разрушаване) над 40, което я прави значително по-устойчива към точково разрушаване от хлориди в сравнение с обичайната марка 316L. Използва се в топла морска вода и е устойчива на краткотрайна хлорирана обработка или в леко застояли среди. Времето на безаварийна експлоатация на SMO 254 без сериозни корозионни повреди може да варира и вече е установено на различни проекти за малки и средни предприятия в корабостроенето в крайбрежни условия – от 3 до 5 години.
Титаниум (клас 1 или 2) има практически неограничена надеждност при използване в морска вода. Пасивният оксиден филм е изключително стабилен дори при висока температура (до 120 ℃) и при високоскоростно течение. За разлика от неръждаемите стомани, титаниумът е устойчив към проблеми като цепнатинна корозия, ерозионно-корозионно разрушаване и корозионно пукане под напрежение. Когато цената не е определящ фактор, а спиранията са недопустими, титаниумът е безспорен лидер.
Механични свойства и топлопроводност
Освен корозията, плочите на топлообменника трябва да устояват на разликите в налягането, вибрациите и термичното циклиране.
Границата на текучест на 316L е приблизително 170–220 MPa. Тя е пластична и лесно се оформя, но е по-малко здрава и затова изисква по-дебели плочи за системи с високо налягане, което води до по-ниска топлинна ефективност.
Със SMO 254 може да се постигне максимална граница на текучест от порядъка на 300–350 MPa, което позволява по-тънки и по-ефективни плочи в сравнение с предишните възможности, без да се компрометира структурната цялост. Високото съотношение на якост към тегло често надвишава ниската топлопроводимост, което прави този материал идеален за проектиране на малки конструкции.
Градус 2 титан има предел на еластичност между 250 и 400 MPa и също е изключително устойчив материал срещу умора. В сравнение топлопроводимостта на този материал е по-малко от 50 % от тази на неръждаемата стомана, което изисква тънки дебелини/ефективни потоци, за да се постигне еднакво количество топлопреминаване. Той води до значително падане на температурата в плочите; техническият ни екип препоръчва оптимална коругация, за да компенсира това при извършване на модернизации.
Съображения относно заваряването и поправката
На практика плочите се повреждат поради механични повреди, повреди на уплътненията и ерозия. Замяната или поправката на място трябва да е проста за избиране.
316L може лесно да се заварява с TIG система и е лесно за поправка. Има много примери за 316L в повечето корабостроителници и резервни плочки от 316L могат да се закупят. Но заваряването води до намаляване на корозионната устойчивост в зоната, влияна от топлината (HAZ), което понякога изисква по-нататъшно киселинно почистване след заваряване.
Важно е да се развие остър усет за заваряване с присадни пръти с високо съдържание на никел при прилагането на SMO 254 и да се прояви внимание към топлинния вход по време на заваръчните работи. Корозионната изгода може да бъде загубена, ако неправилното заваряване доведе до образуване на интерметални фази. Атестуваните техници на SME са обучени по процедури за заваряване на свръхаустенитни сплави, но много общи ремонтни докове не разполагат с тази възможност.
Предотвратяването на охрупване изисква пълно екраниране по време на заваряване на титан — или с аргон, или с хелий. Това не е задача за неквалифицирани лица. Обаче, тъй като титанът е изключително устойчив на ерозия, общият брой на ремонтите е по-малък. SME посочва, че при настъпване на повреда е най-добре да се заменят плочите чрез заводско заваряване, а не да се извършват поправки на място.
Стойност на разходите и жизнения цикъл
Първоначалната икономическа стойност често може да бъде определящ фактор при закупуването на продукт, но при анализ на жизнения цикъл това не е така.
Най-евтиният вариант за преден край е 316L. Но при краткия му срок на служба в солена вода (обикновено 2–3 години) разходите за замяна, замяна на уплътнения и прекъсвания могат да увеличат общата цена три пъти за десетилетието на експлоатация на съда.
SMO 254 струва два или три пъти повече от 316L, но осигурява четири или пет години използване при типични морски водни условия. Това обикновено се постига за около година и половина и представлява икономически ефективен избор за средни изисквания към производителността.
Първоначалната цена е най-висока: оригиналните титанови плочи имат първоначална цена, която може да е 5–8 пъти по-висока от тази на 316L. Тъй като плочите са проектирани за експлоатация в продължение на 15–20 години, замяната им е изключително рядка; ако корабът изисква дълъг експлоатационен живот или висока надеждност, това е най-икономичният вариант по отношение на цялостната цена през целия жизнен цикъл за такива кораби. Досега сме доставили титанови плочи за повече от 1000 кораба, които не са имали никакви повреди през последните повече от 10 години.
Заключение: Нека SME насочи вашето решение
Ние сме ангажирани да постигаме резултати! В SME няма едно-единствено решение. Такива неща тук не правим. Нашата екип от повече от сто инженери и професионални техници осъществява средно над петстотин завършени проекта всяка година. Всяка година – за всеки корабостроителен завод в Китай и за доставчиците на услуги по целия свят; всеки от вашите проекти се покрива с гаранция от дванадесет месеца. А ако не – «важното е да се включим, дори ако това означава да предоставим правилния материал, за да започнете работа». За тази икономична и ориентирана към сроковете поддръжка за 316L, за надеждната производителност на SMO 254 и за гарантирания доставки от вашия титаниум – ние ви обещаваме бърза техническа поддръжка, глобални инсталационни услуги на място и, разбира се, точно съобразени рязане и изработка в нашата фабрика с площ 5000 кв. м. в Нантон. Това изисква дълбоко проучване на експлоатационната дейност и жизнения цикъл на кораба, както и на бюджета на клиента, за да се стигне до предложение с гаранция, която предотвратява повреди и минимизира разходите за оптимално решение.