EN
En ligning vil hilse alle marineingeniører og flådestyrere velkommen på den udstyr, de specificerer, og her er den: Når det kommer til valget af dit havvandskølede udveksleranlæg, er det primære faktor, du skal overveje, materialet. Sandheden er, at havvand er skadeligt. Det er meget korrosivt, indeholder høje koncentrationer af chlorider og opløst ilt og er fuldt af organismer, der bare ikke kan få nok af at æde alt, hvad der er fremstillet af forkert specificerede materialer. SME udfører årligt mere end 500 ombygninger og reparationer, og det viser sig konsekvent, at valget af materiale direkte påvirker levetiden og den endelige pris. Her fokuserer vi på tre af de mest almindeligt anvendte materialer – titan, 316L rustfrit stål og SMO 254 superaustenitisk rustfrit stål – og behandler dem ud fra aspekterne korrosionsbestandighed, mekaniske egenskaber, værdi og egnethed til brug.
Korrosionsresistens i marine miljøer
Lokal korrosion i form af punktkorrosion og spaltekorrosion er den primære årsag til fejl i varmeudvekslerplader til brug med havvand.
Standardmodellen er 316L rustfrit stål. Modstanden mod kloridangreb er i den moderate kategori på grund af molybdænindholdet (ca. 2–3 %). I lavt strømende eller stillestående havvand er der imidlertid risiko for spaltekorrosion under biofoulingaflejringer og under pakningen. I de fleste tilfælde udskifter vi 316L-pladerne på skibe, der opererer i tropiske områder og i salt- eller brakvand, og konstaterer, at pladerne er angrebet af pitting efter ca. 12–18 måneder.
SMO 254 er en super-austenitisk legering med et betydeligt højere nikkelindhold. Den har et PREN-tal (Pitting Resistance Equivalent Number) på over 40, hvilket gør den betydeligt mere modstandsdygtig mod kloridpitting end almindelig 316L-legering. Den fungerer i varmt saltvand og er modstandsdygtig mod kortvarig chlorering samt let stagnante miljøer. Levetiden for SMO 254 uden større korrosion kan variere; i forskellige SME-projekter inden for skibstøjsbygning i kystnære områder er den hidtil blevet observeret at vare 3–5 år.
Titanium (klasse 1 eller 2) har stort set ubegrænset pålidelighed, når det bruges i havvand. Den passive oxidfilm er meget stabil, selv ved høj temperatur (op til 120 ℃) og i strøm med høj hastighed. I modsætning til rustfrit stål er titanium modstandsdygtigt over for problemer som spaltekorrosion, erosionkorrosion og spændingskorrosionsbrud. Når pris ikke er en faktor og standstid er uacceptable, er titanium den klare vinder.
Mekaniske egenskaber og termisk ledningsevne
Ud over korrosion skal pladerne til varmeveksleren kunne tåle trykforskelle, vibrationer og termiske cyklusser.
Flydegrænsen for 316L er ca. 170–220 MPa. Det er formbart og nemt at forme, men det er mindre fast, hvilket betyder, at der kræves tykkere plader i højdtryksystemer, hvilket resulterer i lavere termisk effektivitet.
En maksimal flydespænding på ca. 300–350 MPa er mulig med SMO 254, hvilket resulterer i tyndere og mere effektive plader end tidligere muligt, uden at kompromittere den strukturelle integritet. Det høje styrke-til-vægt-forhold overgår ofte den lave termiske ledningsevne, hvilket gør det til et ideelt design til små konstruktioner.
Titanium klasse 2 har en flydespænding mellem 250 og 400 MPa og er også et fremragende materiale med god slidstyrke og udmærket udmattelsesfasthed. I modsætning hertil er den termiske ledningsevne for dette materiale mindre end 50 % af deres rustfrie ståls modstykker, hvilket kræver tynde pladetykkelser/effektive strømninger for at opnå samme mængde varmeoverførsel. Det medfører en betydelig temperaturfald over pladerne; vores tekniske team anbefaler derfor optimal korrugering for at kompensere herfor ved udførelse af vores eftermonteringer.
Svejbarhed og reparationsovervejelser
I praksis bliver plader beskadiget af mekanisk skade, pakningssvigt og erosion. Udskiftning eller reparation på stedet skal derfor være simpel at vælge.
316L kan nemt svejses med et TIG-system og er let at reparere. Der findes mange eksempler på 316L i de fleste værftsværksteder, og lagerbeholdning af reservedele i 316L-plader kan købes. Svejsning medfører dog en nedsættelse af korrosionsbestandigheden i den varmeindvirkede zone (HAZ), hvilket nogle gange kræver efter-svejse-pickling.
Det er vigtigt at udvikle en skarp fornemmelse for svejsning med høj-nikkel-tilsførselsstænger til anvendelse af SMO 254 og være opmærksom på varmetilførslen under svejsningsarbejdet. Korrosionsfordele kan gå tabt, hvis ukorrekt svejsning fører til udfældning af intermetaliske faser. SMEs certificerede teknikere er trænet i super-austenitiske svejseprocedurer, men mange almindelige reparationsskibe har ikke denne kompetence.
Forebyggelse af sprødhed kræver fuld afskærmning under titaniumsvejsning, enten med argon eller helium. Det er ikke noget, udkvalificerede personer må udføre. Men da titanium er meget modstandsdygtigt over for erosion, er der i alt og alt færre reparationer. SME angiver, at det bedste er at udskifte pladerne med en fabrikssvejsning, når der er sket skade, og ikke at lave feltreparationer.
Omkostninger og levetidsværdi
De indledende økonomiske omkostninger kan ofte være den afgørende faktor ved køb af et produkt, men når det kommer til levetidsanalyse, er det ikke tilfældet.
Den billigste på købsstadiet er 316L. Men med dens korte levetid i saltvand (typisk 2–3 år) kan udskiftning, pakningsskift og driftsafbrydelser øge de samlede omkostninger med op til tre gange i løbet af skibets driftsperiode på ti år.
SMO 254 koster to eller tre gange så meget som 316L, men giver 4 eller 5 års brug under typiske havvandsforhold. Det opnås normalt på cirka et og et halvt år og udgør dermed et omkostningseffektivt valg for mediumkrav til ydeevne.
Den første omkostning er den højeste omkostning; de oprindelige titanplader har den første omkostning, som kan være 5–8 gange højere end for 316L. Da pladerne skal fungere i 15/20 år, skal udskiftning være meget begrænset; hvis skibet kræver en lang levetid eller en høj missionskrav, er dette den laveste livscyklusomkostning for denne type skib. Vi har allerede leveret titan til over 1000 skibe, og de har ikke oplevet fejl i de seneste 10+ år.
Konklusion: Lad SME vejlede din beslutning
Vi er forpligtet til at opnå resultater! Hos SME findes der ikke én enkelt løsning. Det gør vi ikke her. Vores hold på over hundrede ingeniører og fagteknikere udfører i gennemsnit over femhundrede færdige projekter hvert år – hvert år for alle skibsværfter i Kina og verdens serviceudbydere. Hvert af jeres projekter omfatter en tolv-måneders garanti. Og hvis ikke: «Det handler om at blive involveret – også hvis det betyder, at vi leverer det rigtige materiale, så I kan komme i gang.» For den omkostningseffektive og tidsdrevne aktivering af 316L, for pålidelig ydeevne fra SMO 254 og for sikker levering af jeres titan – lover vi jer hurtig teknisk assistance, globale installationsydelser på stedet og selvfølgelig præcist matchede snit og fremstilling på vores 5000 kvadratmeter store anlæg i Nantong. Det kræver en dybdegående vurdering af driftsoperationen og skibets livscyklus samt kundens budget for at udarbejde et forslag med en garanti, der forhindrer fejl og minimerer omkostningerne for den optimale løsning.