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Das Leben an Bord von Marineschiffen gehört zu den härtesten Umgebungen, die man sich vorstellen kann. Die hohe Salinität, der Sauerstoffgehalt und zahlreiche marine Aktivitäten im Meerwasser stellen Wärmeaustauschgeräte ständig vor Herausforderungen. Korrosion, Lochkorrosion, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion (SCC) sind ständige Probleme, die die Lebensdauer je nach gewähltem Werkstoff von Jahrzehnten auf nur wenige Monate verkürzen können. Die Auswahl geeigneter Werkstoffe für Plattenwärmeaustauscher (PHEs) ist eine der wichtigsten – und oft schwierigsten – Entscheidungen, mit der sich Reeder, technische Superintendenten oder Spezifikationsverantwortliche für Neubauten konfrontiert sehen; sie hat erhebliche finanzielle Auswirkungen auf Betriebskosten, Wartung und Geräteverfügbarkeit. Die SME Group entwickelt, konstruiert, fertigt und nimmt seit über 20 Jahren Marineausrüstung in Betrieb und bietet ein umfassendes Produktportfolio an ICCP-, MGPS-, SED- und PHE-Lösungen. Wir stellen Ihnen diesen einfachen Leitfaden zur Verfügung, um fundierte Materialentscheidungen zu treffen.
1. Titan: Der Goldstandard für den Einsatz in Meerwasser
Titanium ist als Kühlmittel im Meerwassereinsatz unübertroffen. Die Chlorid-induzierte Loch- und Spaltkorrosionsbeständigkeit von Titan beruht auf einem widerstandsfähigen, selbstheilenden Oxidfilm, der sich bei Kontakt mit der Umgebung rasch regeneriert. Titan-PHE-Plattenelemente können jahrelang konstantem Kontakt mit Meerwasser standhalten – selbst bei den ungünstigsten Bedingungen hoher Temperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten, unter denen Edelstahl erheblich beeinträchtigt würde.
Kreuzfahrtschiffe, Kriegsschiffe und Tiefseehändler – dort, wo Ausfälle keine Option sind, ist Titan die ultimative Wahl für Hauptmotor-Kühlung, Ladeluftkühler und Frischwassererzeuger. SMEs können Titanplatten mit fortschrittlichen Oberflächenbeschichtungen liefern, um Ablagerungen zu minimieren und die Reinigung zu erleichtern. Titan ist zwar anfangs teurer, besitzt im Meerwasser jedoch praktisch eine unendliche Lebensdauer – damit stellt es die ultimative langfristige Wirtschaftlichkeit dar. Die Nutzung unseres MGPS zur Kontrolle von Biofouling an den Meerwassereinlässen steigert den Wert unserer Titan-PHEs zusätzlich: Dadurch sinken Ersatzteilbedarf drastisch, und Plattenperforationen samt ihren Folgen werden verhindert.
2. Edelstähle: Kosten und Leistung im Gleichgewicht
Falls Sie Süßwasser, destilliertes Wasser oder ein geschlossenes Kühlkreislaufsystem verwenden, sind die Chloridwerte in Ihrem Wasser wahrscheinlich niedrig, und der Einsatz von Edelstahl könnte Ihnen eine kostengünstige Lösung bieten. Beliebte Edelstahlsorten sind beispielsweise 304 und 316L. Die Sorte 316L bietet durch den Zusatz von Molybdän eine leicht erhöhte Korrosionsbeständigkeit, um Lochfraß unter leicht sauren Bedingungen zu verhindern.
Die Auswahl erfordert jedoch sorgfältige Überlegung. Selbst Edelstahl der Sorte 316L neigt bei chloridhaltigem Wasser zu Lochkorrosion – verursacht durch äußere Kontamination oder durch die Bildung von Sauerstoffkonzentrationszellen infolge unterschiedlicher Sauerstoffkonzentrationen in der Flüssigkeit. Für leicht aggressivere Medien wie Notkühlwasser, das gelegentlich aus dem Meer für Kühlkreisläufe entnommen wird, empfiehlt SME Duplex-Edelstähle wie 2205, die sowohl die Festigkeit ferritischer Stähle als auch die Korrosionsbeständigkeit austenitischer Sorten vereinen. Damit wird die Lücke zwischen 316L und Titan geschlossen. SME analysiert die Wasseroberflächenchemie, um die am besten geeignete Edelstahlsorte für die jeweilige Anwendung zu empfehlen – damit Kosteneinsparungen nicht zu einem vorzeitigen Ausfall der Ausrüstung führen. Wir fertigen Plattenwärmeaustauscher in unserer 5.000-m²-Werkstatt in Nantong genau nach Ihren Materialvorgaben für jedes Gefäß.
3. Dichtungswerkstoffe: Die entscheidende Schnittstelle
Während die Platten möglicherweise den größten Teil der Wärmeübertragungsfläche ausmachen, bestimmt letztlich die Schwachstelle – die Verbindung zwischen den Platten und ihrer Dichtung (sogenannte Dichtung) – die Lebensdauer eines Plattenwärmeaustauschers. Dichtungen in maritimen PHEs müssen mit Meerwasser, hohen Temperaturen, thermischen Wechselbelastungen und chemischen Reinigungslösungen zurechtkommen. Bei niedrigeren Temperaturen im Meerwassereinsatz kann Nitrilkautschuk (NBR) eingesetzt werden; bei Temperaturen über 80 °C ist seine Leistungsfähigkeit jedoch beeinträchtigt. EPDM eignet sich gut für Wasserbeständigkeit und mittlere Temperaturbeständigkeit, verliert aber an Leistungsfähigkeit bei Vorhandensein von Öl. Für maritime Anwendungen, bei denen sowohl hohe Temperaturen als auch chemische Angriffe zu widerstehen sind, empfiehlt sich der Einsatz von Viton (FKM) oder speziellen Fluorkohlenwasserstoffen.
Unsere aufsteckbaren und einrastbaren Dichtungen wurden so konstruiert, dass Austausch und Wartung schnell und effizient erfolgen – ein entscheidender Aspekt bei Schiffen mit engen Liegezeiten im Hafen. SME bietet zudem Beratung zur Zustandsüberwachung für die Schiffsbesatzung an, sodass Dichtungsversagen vorhergesagt und verhindert werden kann. Unser Ziel ist es, langlebige Dichtungslösungen zusammen mit praktischen Konstruktionen bereitzustellen, damit die Dichtungsverbindung nicht zur Schwachstelle Ihres Systems wird.
4. Die Synergie aktiver Korrosionsschutzsysteme
Materialauswahl ist nicht das einzige Problem: Selbst das beste Plattenmaterial und das beste Dichtungsmaterial können durch elektrochemische Reaktionen an anderer Stelle im Schiff angegriffen werden. Streuströme (z. B. durch Schweißarbeiten, durch ein Kathodenschutzsystem oder durch einen elektrischen Fehler) können lokal Angriffe auf Wärmeaustauscherplatten und -verbindungen auslösen, indem sie die Korrosion beschleunigen und so den Widerstand des Materials 'überbrücken'.
Genau hier überzeugt die ergänzende Korrosionsmanagement-Lösung von SME. Unsere ICCP-Lösungen (Impressed Current Cathodic Protection) schützen den Schiffsrumpf und die zugehörigen Rohrleitungen und verhindern, dass galvanisch induzierte Ströme in Richtung Wärmeaustauscher fließen. Unsere SED-Geräte (Shaft Earthing Devices) kompensieren Streustromanteile, die entlang der Meerwasserrohrleitungen fließen und die Kühlerplatten angreifen. Wenn Ihr Schiff mit korrekt implementierten und gewarteten SME-ICCP- und SME-SED-Systemen ausgestattet ist, kann der Einsatz hochwertigerer Materialien zur Sicherstellung einer ausreichenden Korrosionsbeständigkeit bei maritimen Wärmeaustauschern möglicherweise entfallen. Umgekehrt können selbst hochwertige Titanplatten ohne diese Maßnahmen einer stark beschleunigten Korrosion durch streustrominduzierte Korrosion ausgesetzt sein. Unsere erfahrenen Support-Ingenieure arbeiten eng mit Ihnen zusammen, um sämtliche korrosionsbeeinflussenden Faktoren an Bord Ihres Schiffes – wie Rumpfzustand, elektrische Beschaltung sowie bereits implementierte Maßnahmen – zu bewerten und eine auf Ihre Anforderungen zugeschnittene Korrosionsmanagement-Lösung – also ein Paket aus Materialwahl und ergänzenden Maßnahmen – auszuwählen. Gestützt durch unsere Zertifizierungen nach ISO 9001, 14001 und 45001 sowie mehr als 100 Ingenieure und Techniker liefern wir nicht nur Wärmeaustauscher, sondern ein umfassendes Korrosionsmanagement, um Lebensdauer zu maximieren und Kosten über die gesamte Betriebsdauer des Schiffes zu minimieren. Wir gehen gemeinsam mit Ihnen einen Schritt weiter.