EN
Egy egyenlet fogja üdvözölni az összes tengerészeti mérnököt és flottamenedzsert a kiválasztott berendezéseken, és itt van: Amikor tengervíz-hűtésű hőcserélőt választ, a legfontosabb tényező, amit figyelembe kell venni, a használt anyag. A valóság az, hogy a tengervíz rosszindulatú. Nagyon korrodáló, magas klórtartalmú és oldott oxigént tartalmaz, és tele van élőlényekkel, amelyek egyszerűen nem tudnak betelni a megfelelően nem kiválasztott anyagok fogyasztásával. Az SME évente több mint 500 korszerűsítést és javítást végez, és folyamatosan azt tapasztalják, hogy az anyag kiválasztása közvetlenül befolyásolja a szolgálati élettartamot és a végső költséget. Ebben a dokumentumban három gyakran alkalmazott anyagot – titán, 316L rozsdamentes acél és SMO 254 szuperausztenites rozsdamentes acél – vizsgálunk meg a következő szempontokból: korrodáló ellenállás, mechanikai tulajdonságok, érték és szolgálatra való alkalmasság.
Rugóssági ellenállás tengeri környezetekben
A helyi korrodáció – például a lyukasodás és a résekben zajló korrodáció – a tengervízben üzemelő hőcserélő lemezek meghibásodásának fő oka.
Az alapértelmezett modell 316L rozsdamentes acél. A anyag kloridok elleni ellenállása mérsékelt szintű, mivel a molibdén-tartalma (kb. 2–3%) miatt a korrózió elleni védelem korlátozott. Azonban alacsony áramlási sebességű vagy álló tengervíz alkalmazásoknál a biofouling lerakódások és a tömítés alatt kialakuló résekben növekszik a réskorrózió kockázata. A legtöbb esetben a hajókra szerelt 316L lemezeket – amelyek trópusi környezetben és sós vagy brakkvízben üzemelnek – kb. 12–18 hónap után kell cserélni, mivel ekkorra már lyukasodásos korrózió jelentkezik rajtuk.
SMO 254 szuper-ausztenites ötvözet, amely több nikkel-tartalmat is tartalmaz. A PREN-értéke (lyukasodás-ellenállási egyenérték-szám) meghaladja a 40-et, így lényegesen nagyobb a kloridok elleni lyukasodás-ellenállása, mint a szokásos 316L anyagé. Jól működik meleg tengervízben, és ellenáll rövid idejű klórozásnak vagy enyhe stagnálásnak. Az SMO 254 élettartama különböző körülmények között változó, de eddig 3–5 évig tartott különböző tengerparti hajóépítési kis- és közepes vállalkozások (SME) projekteiben anélkül, hogy jelentős korrózió alakult volna ki.
Titán (1. vagy 2. fokozat) lényegében korlátlan megbízhatósággal rendelkezik tengervízben történő alkalmazás esetén. A passzív oxidréteg nagyon stabil akár magas hőmérsékleten (legfeljebb 120 ℃-ig) és nagy sebességű áramlás mellett is. Ellentétben az austenites rozsdamentes acélokhoz hasonló anyagokkal, a titán ellenáll a rések korróziójának, az elmosódási korróziónak és a feszültségkorroziónak. Amikor az ár nem döntő tényező, és a leállások elfogadhatatlanok, a titán választása nyilvánvaló.
Mechanikai tulajdonságok és hővezetési képesség
A hőcserélő lemezeknek nemcsak a korrózióval, hanem a nyomáskülönbségekkel, rezgésekkel és hőmérséklet-ingadozásokkal is szemben kell ellenállniuk.
A 316L szakítószilárdsága körülbelül 170–220 MPa. Képlékeny és könnyen formázható, de kevésbé szilárd, ezért nagynyomású rendszerekben vastagabb lemezeket igényel, ami csökkenti a hőhatékonyságot.
Az SMO 254 anyagból elérhető maximális folyáshatár kb. 300–350 MPa, ami vékonyabb és hatékonyabb lemezek alkalmazását teszi lehetővé, mint korábban, miközben a szerkezeti integritás nem szenved kárt. A magas szilárdság–tömeg arány gyakran felülmúlja az alacsony hővezetőképességet, így kis méretű szerkezetek tervezésére ideális anyag.
A 2-es fokozatú titán folyáshatára 250–400 MPa között mozog, és kiváló, ütésálló, fáradási ellenálló anyag. Ezzel szemben hővezetőképessége kevesebb mint 50%-a az acéllemezekéhoz képest, ezért egyenlő hőátvitel eléréséhez vékonyabb lemezeket és hatékonyabb áramlási profilokat kell alkalmazni. A lemezek jelentős hőmérséklet-csökkenést mutatnak, ezért technikai csapatunk tervezői optimális bordázást javasolnak ennek ellensúlyozására a felújítások során.
Hegeszthetőség és javítási szempontok
Valójában a lemezek mechanikai károsodásból, tömítés-hibából és erózióból szenvednek. A helyszíni cserének vagy javításnak egyszerűnek kell lennie.
a 316L anyag könnyen hegeszthető TIG rendszerrel, és egyszerű a javítása. A hajógyári műhelyek többségében számos példa található a 316L alkalmazására, és a 316L tartaléklemezek is beszerezhetők. A hegesztés azonban csökkenti a korrózióállóságot a hegesztési varrat környezetében (HAZ), néha szükségessé téve a hegesztés utáni savmaradék-eltávolítást (pickling).
Fontos érzékenyen kezelni a magas nikkel-tartalmú hozzáhegesztő rúdok használatát az SMO 254 anyag hegesztésekor, és óvatosnak kell lenni a hegesztés során alkalmazott hőbevitellel. A korrózióállóság előnye elveszíthető, ha a helytelen hegesztés miatt intermetallikus fázisok válnak ki. Az SME tanúsított technikusai képzést kaptak a szuperausztenites hegesztési eljárásokban, azonban sok általános javítóhajógyár nem rendelkezik ezzel a képességgel.
Az ridegedés megelőzéséhez teljes árgon- vagy héliumvédettség szükséges a titán hegesztése során. Ez nem olyan feladat, amit képzetlen személyek végezhetnek. Ugyanakkor a titán kiváló ellenállása az eróziónak kevesebb javítást tesz szükségessé összességében. Az SME azt állítja, hogy sérülés esetén a lemezeket gyári hegesztéssel érdemes kicserélni, és ne mezőben történő javítással pótolni.
Költség és életciklus-érték
A kezdeti gazdasági költség gyakran meghatározó tényező egy termék vásárlásakor, de az életciklus-elemzés tekintetében ez nem így van.
A legolcsóbb kezdeti költségű anyag a 316L. Azonban rövid élettartama a sós vízben (általában 2–3 év) miatt a cserék, tömítéscserék és működésbeli megszakítások háromszorosára növelhetik a hajó tízéves üzemidejére vonatkozó teljes költséget.
Az SMO 254 anyag költsége a 316L kétszeresét vagy háromszorosát teszi ki, de tipikus tengervízi körülmények között 4–5 évig használható. Általában kb. egy és fél év alatt térül meg, így gazdaságos választás közepes teljesítményigények esetén.
Az 1. költség a legmagasabb költség; az eredeti titánlemezek az 1. költséggel járnak, amely akár az 316L-es anyag költségének 5–8-szorosa is lehet. Mivel a lemezek 15–20 évig üzemelnek, ezért a cseréjük nagyon ritkán szükséges; ha a hajó hosszú élettartamra vagy magas megbízhatóságra van tervezve, akkor ez a megoldás a legkedvezőbb életciklus-költséggel bír az ilyen típusú hajók esetében. Jelenleg már több mint 1000 hajóhoz szállítottunk titánanyagot, és az elmúlt több mint 10 évben nem tapasztaltunk egyetlen meghibásodást sem.
Következtetés: Hagyja, hogy a szakértők vezessék döntését
Elköteleztük magunkat az eredmények eléréséért! Az SME-nél nem létezik egyetlen megoldás. Ezt a fajta megközelítést itt nem alkalmazzuk. Száz feletti mérnök és szaktechnikus alkotja csapatunkat, akik évente átlagosan ötszáz fejezett projektet szállítanak le. Évenként minden kínai hajógyár és világviszonylatban minden szolgáltató számára – minden egyes projektjére tizenkét hónapos garanciát vállalunk. Ha ez nem így lenne: „inkább belevágunk, ha ezzel a megfelelő anyag biztosításához járulunk hozzá, hogy elindulhasson.” A 316L esetében költséghatékony és időorientált támogatást, az SMO 254 megbízható teljesítményéhez szükséges támogatást, valamint a titánból származó biztosított szállítást ígérjük – ezért gyors műszaki segítséget, világosan elérhető, helyszíni telepítési szolgáltatásokat és természetesen pontosan illeszkedő vágásokat és gyártásokat kínálunk 5000 négyzetméteres nantungi üzemünkben. Ehhez részletes értékelésre van szükség a szolgáltatási műveletekről, a hajó életciklusáról, valamint az ügyfél költségvetéséről is, hogy olyan ajánlatot állíthassunk elő, amely garanciát nyújt a hibák megelőzésére és a költségek minimalizálására az optimális eredmény érdekében.