EN
Erilaisten merikäyttöön tarkoitettujen alusten ja rannikkoalueiden laitosten jäähdytyslähteitä tutkittaessa merivesi on yksi kestävistä lähteistä ja sen kustannukset ovat alhaiset, mutta se on yksi kovimmista korroosiovaikutteisista aineista lämmönvaihtimien materiaaleille. Tämän ympäristön rappeutumiseen vaikuttavia tekijöitä on useita: korkeat kloridipitoisuudet ja liuenneen hapen määrä, biologinen aktiivisuus korkeissa lämpötiloissa sekä kelluvat kiinteät aineet ja lämpötilan vaihtelut sekä kelluvat kiinteät aineet.
Korroosioympäristön ymmärtäminen
Meriveden jäähdytysjärjestelmien lämmönvaihtimet voivat aiheuttaa useita yhdistettyjä riskejä. Yleinen korroosio ohentaa metallipintoja hitaasti, kun taas pisteittäinen korroosio muodostaa pieniä reikiä metalliin ja voi johtaa putken vaurioitumiseen kriittisessä paikassa. Galvaaninen korroosio syntyy, kun kaksi eri metallia on kytketty toisiinsa johtavassa merivedessä, mikä aiheuttaa lisättyä hyökkäystä vähemmän jalokkaaseen metalliin. Rakoilukorroosio tapahtuu, kun rakoissa – esimerkiksi tiivistepinnan alla tai putken ja putkilevyn liitoksissa – ei ole riittävää vesivirtausta. Mikrobien aiheuttama korroosio (MIC) on ilmiö, jota aiheuttavat mikro-organismit ja bakteerit, jotka lisääntyvät metallien sisällä ja nopeuttavat merkittävästi korroosioprosesseja. Näiden vaihtoehtojen valinta vaatii huolellista harkintaa sopivan materiaalin suhteen, ja huomiota tulee kiinnittää sekä materiaalin alkuainekoostumukseen että sen käyttöolosuhteisiin – eli sen altistumiseen merivedelle, lämpötilalle, virtaukselle ja klorointirežiimille.
Yleisimmät seosperheet ja niiden suorituskyky
Kuproseokset, kuten kuprinikkeliseokset (90/10 ja 70/30) sekä alumiinipronssi, ovat pitkään olleet yleisiä materiaaleja meriveden lämmönvaihtimien putkissa. Niillä on hyvä korroosionkestävyys, erinomainen lämmönjohtavuus ja niitä pidetään biopäällystymisen vastaisina. Ne kuitenkin kärsivät kulutuskorroosiosta korkeissa virtausnopeuksissa ja niitä hyökkää nopeammin rikkipitoisen saastumisen aikana. Seka- ja korkealujuusautiiniset sekä superautiiniset ruostumattomat teräkset tarjoavat erinomaisen vetolujuuden ja pistekorroosion kestävyyden. Korkealujuusteräkset, riippumatta niiden lujuusmuodosta, ovat alttiita halkeamakorroosiolle yllä mainituissa lämpötiloissa, ja kloorauksen tulee olla hallittua sen esiintymisen rajoittamiseksi.
Nikkelipohjaisilla seoksilla on erinomainen korroosioresistenssi laajalla lämpötila-alueella, mutta ne kuuluvat kalliimpiin seoksiin, mikä saattaa tehdä niistä liian kalliita käytettäviksi arvoltaan vaatimattomammissa sovelluksissa. Alumiiniseokset taas ovat erinomaisen keveitä ja edullisia, mutta niillä on heikko meriveden kestävyys, ja niitä yleensä täytyy käyttää erityisellä pinnoituksella, jotta putken läpimuodostuminen estetään.
Titaanin käyttö perusteluineen
Titaanin korroosionkestävyys ja lujuus tekevät siitä parhaan materiaalin merivedellä jäähdytettäviin lämmönvaihtimiin. Sen passiivinen oksidikalvo tekee siitä lähes läpikuuraisen kloorien, pisteittäisen ja rakokorroosion suhteen, myös lämpimässä ja kloorattussa merivedessä. Titaaniputket kestävät hyvin kulumaa, mikrobien aiheuttamaa korroosiota (MIC) ja väsymistä, ja niitä voidaan käyttää korkealla nopeudella. Useimmissa tapauksissa titaanirakenteen tai -laitoksen pitkä käyttöikä (yleensä yli 30 vuotta ilman vaihtoa) on kustannustehokkain vaihtoehto, kun otetaan huomioon sekä alustavat pääomakustannukset että koko elinkaaren huoltokustannukset verrattuna kupariseosten kustannuksiin. Erityisen vaativissa tehtävissä, joissa toiminnan eheys on ratkaisevan tärkeää – kuten merenpohjalla sijaitsevien alustojen järjestelmien jäähdytys tai LNG-säiliöiden yläosien kiertovesijärjestelmän jäähdytys – mikään muu materiaali ei näytä soveltuvan paremmin kuin titaani.
Toimenpiteet materiaalin valinnan lisäksi
Kun valitaan tiettyä seosta, myös muut tekijät, kuten käyttötarkoitus ja suunnittelumenetelmät, ovat yhtä tärkeitä. Putkien käyttöikää voidaan parantaa katodisen suojauksen avulla joko uhrianodin tai pakotetun virran avulla, mikä estää galvaanista hyökkäystä tai pientä syövytystä putkimateriaalissa. Pinnoitteet tarjoavat positiivista suojaa fyysisen esteen muodossa, esimerkiksi kumilla pinnoittamalla tai liuoksettomassa epoksijärjestelmässä, mikä hidastaa hiiliteräksen osien korroosiota. Kalkin- ja korroosioinhibiittorit voivat olla tehokkaita alustakorroosion ehkäisemisessä hallitulla annostelulla, joka tarjoaa suojan pientä syövytystä vastaan, sillä saostumat eivät aiheuta hyökkäystä materiaaliin. Säännöllinen seuranta korroosiomahdollisuudesta, veden kemiallisesta koostumuksesta ja putken seinämän paksuudesta auttaa varhaisessa vaiheessa havaitsemaan heikkenemistä, jolloin ennaltaehkäisevä huolto voidaan suorittaa ennen katastrofaalista vikaantumista.
Johtopäätös
Materiaaliyhteensopivuus merivedellä jäähdytettäviin lämmönvaihtimiin vaatii harkitun lähestymistavan, joka ottaa huomioon meriveden syövyttävän luonteen, valittujen materiaalien ominaisuudet sekä asennus- ja huoltokustannukset. SME Groupin osana meillä on yli 20 vuoden kokemus merikoneiden ja lämmönvaihtimien huoltoalalla, ja voimme auttaa asiakkaitamme tekemään näitä monitasoisia päätöksiä. Yli 5000 neliömetrin kokoisella työpajallamme Nantongissa ja ISO-laadunhallintajärjestelmämme sertifioinnin avulla yli 100 insinöörin ja teknikon tiimimme on pätevä tarjoamaan kattavia ratkaisuja – alkaen seoksen valintaneuvonnasta teoreettiseen uudelleenrakentamissuunnitteluun, varaosien toimituksesta korjaus- ja huoltotyöhön. Autamme esimerkiksi titaanilla pinnoitetun teräskondensaattorin putkien vaihdossa tai suorittamalla korkeampaa suorituskykyä tuovia muutoksia. Ota yhteyttä nyt tekniseen tiimiimme, pyydä tarjous mistä tahansa palvelusta tai tutustu lisää palveluihimme tapaustutkimusten ja tuotedokumentaation kautta.