EN
Een vergelijking zal alle marine engineers en fleet managers begroeten op de apparatuur die zij specificeren, en hier is die vergelijking: Bij de keuze van uw zee-watergekoelde warmtewisselaar is het belangrijkste aspect dat u moet overwegen het materiaal. Het feit is dat zeewater agressief is. Het is zeer corrosief, bevat veel chloride en opgeloste zuurstof, en zit vol micro-organismen die zich graag op onvoldoende geschikte materialen vestigen. SME voert jaarlijks meer dan 500 retrofit- en reparatieprojecten uit en constateert consequent dat de keuze van het materiaal direct invloed heeft op de levensduur en de uiteindelijke kosten. Hier richten we ons op drie van de meest gebruikte materialen: titanium, 316L RVS en SMO 254 super-austenitische RVS, met aandacht voor corrosiebestendigheid, mechanische eigenschappen, waarde en geschiktheid voor gebruik.
Corrosiebestendigheid in mariene omgevingen
Gelokaliseerde corrosie, in de vorm van putcorrosie en spleetcorrosie, is de belangrijkste oorzaak van beschadiging van warmtewisselaarplaten bij gebruik met zeewater.
Het standaardmodel is 316L-roestvrij staal. Het materiaal heeft een matig niveau van weerstand tegen chloride-aanval vanwege het molybdeenpercentage (ongeveer 2–3%). Bij toepassingen met lage stroomsnelheid of stilstaand zeewater bestaat echter risico op spleetcorrosie onder biologische afzettingen en onder de pakking. In de meeste gevallen vervangen we de 316L-platen op schepen die in tropische gebieden of in zoutachtig/brak water opereren, en constateren dan dat de platen na ongeveer 12–18 maanden door putcorrosie zijn aangetast.
SMO 254 is een super-austenitische legering met een aanzienlijk hoger nikkelgehalte. De PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) is groter dan 40, waardoor het veel beter bestand is tegen putcorrosie door chloriden dan gewoon 316L-materiaal. Het functioneert goed in warm zout water en is bestand tegen korte perioden van chlorering of licht stilstaande omgevingen. De levensduur van SMO 254 zonder ernstige corrosies kan variëren; in diverse SME-projecten voor scheepsbouw in kustgebieden is tot nu toe een levensduur van 3 tot 5 jaar vastgesteld.
Titanium (klasse 1 of 2) heeft in zeewater essentieel onbeperkte betrouwbaarheid. Het passieve oxidevlies is zeer stabiel, zelfs bij hoge temperaturen (tot 120 ℃) en bij stroming met hoge snelheid. In tegenstelling tot roestvast staal is titanium bestand tegen problemen zoals spleetcorrosie, erosiecorrosie en spanningscorrosiescheuring. Wanneer de prijs geen rol speelt en stilstand onaanvaardbaar is, is titanium de onbetwiste keuze.
Mechanische eigenschappen en thermische geleidbaarheid
Naast corrosie moeten de warmtewisselaarplaten drukverschillen, trillingen en thermische cycli weerstaan.
De vloeigrens van 316L bedraagt ongeveer 170–220 MPa. Het materiaal is smeedbaar en gemakkelijk te vormen, maar minder sterk, waardoor dikker platen nodig zijn voor hogedruksystemen, wat leidt tot een lagere thermische efficiëntie.
Een maximale vloeigrens van ongeveer 300–350 MPa is haalbaar met SMO 254, wat dunner en efficiënter platen oplevert dan eerder mogelijk was, zonder inbreuk op de structurele integriteit. De hoge sterkte-ten-opzichte-van-gewicht-verhouding overtreft vaak de lage warmtegeleidingscoëfficiënt, waardoor het een ideale constructie is voor kleine structuren.
Titanium grade 2 heeft een vloeigrens tussen 250 en 400 MPa en is ook een uitstekend taai materiaal met goede vermoeiingsbestendigheid. In tegenstelling tot roestvrij staal is de warmtegeleidingscoëfficiënt van dit materiaal minder dan 50 %, waardoor dunne plaatdikten en effectieve stroming nodig zijn om gelijke warmteoverdracht te bereiken. Het veroorzaakt een aanzienlijke temperatuurdaling in de platen; ons technisch team adviseert optimale corrugatie om dit te compenseren tijdens onze retrofitprojecten.
Lassbaarheid en reparatieoverwegingen
In de praktijk ondergaan platen schade door mechanische belasting, pakkingverlies en erosie. Vervanging of reparatie ter plaatse moet eenvoudig uitvoerbaar zijn.
316L kan eenvoudig worden gelast met een TIG-systeem en is gemakkelijk te repareren. Er zijn talloze voorbeelden van 316L in de meeste werfwerkplaatsen en voorraadplaten van 316L zijn verkrijgbaar. Het lassen leidt echter tot een verlaging van de corrosieweerstand in de warmtebeïnvloede zone (HAZ), wat soms post-las-pickling vereist.
Het is belangrijk om een scherp gevoel voor lassen met hoog-nikkel-aanvulstaven te ontwikkelen bij het toepassen van SMO 254, en om voorzichtig te zijn met de warmtetoevoer tijdens het laswerk. Het corrosievoordeel kan verloren gaan als onjuist lassen leidt tot de neerslag van intermetallische fasen. De gecertificeerde technici van SME zijn opgeleid in de lasprocedures voor superaustenitisch staal, maar veel algemene reparatiewerven beschikken niet over deze capaciteit.
Voorkoming van brosheid vereist volledige afscherming tijdens het lassen van titanium, hetzij met argon, hetzij met helium. Het is geen taak voor ongekwalificeerde personen. Maar omdat titanium zeer bestand is tegen erosie, zijn er over het algemeen minder reparaties nodig. SME stelt dat het beste is om de platen bij beschadiging te vervangen door een fabriekslas, en niet ter plaatse te repareren.
Kosten en levenscycluswaarde
De initiële economische kosten kunnen vaak de beslissende factor zijn bij de aankoop van een product, maar bij levenscyclusanalyse is dat niet het geval.
Het goedkoopste materiaal aan de voorzijde is 316L. Maar door de korte levensduur in zout water (doorgaans 2–3 jaar) kunnen vervanging, pakkingvervanging en storingen de totale kosten gedurende een decennium bedrijfsduur van het vaartuig verdrievoudigen.
SMO 254 kost twee of drie keer zo veel als 316L, maar biedt 4 of 5 jaar gebruik onder typische zeewateromstandigheden. Dit wordt meestal bereikt binnen ongeveer anderhalf jaar, waardoor het een kosteneffectieve keuze is voor middelmatige prestatiebehoeften.
De eerste kosten zijn de hoogste kosten; de oorspronkelijke titaniumplaten hebben de hoogste kosten, die vijf tot acht keer hoger kunnen zijn dan die van 316L. Aangezien platen gedurende 15 tot 20 jaar moeten functioneren, is vervanging zeer zeldzaam; indien een schip een lange levensduur of hoge missie-eisen vereist, is dit dan de optie met de laagste levenscycluskosten voor dergelijke schepen. Wij hebben reeds titanium geleverd aan meer dan 1000 schepen, en in de afgelopen tien jaar of langer is er geen enkele storing meer opgetreden.
Conclusie: Laat het besluit door een SME begeleiden
Wij zijn toegewijd aan het behalen van resultaten! Bij SME bestaat er geen enkele standaardoplossing. Dat doen wij hier niet. Ons team van meer dan honderd ingenieurs en vaktechnici realiseert gemiddeld jaarlijks meer dan vijfhonderd voltooide projecten. Elk jaar voor elke scheepswerf in China en voor alle dienstverleners wereldwijd; elk van uw projecten wordt gedekt door een garantie van twaalf maanden. En zo niet: ‘het gaat erom om direct betrokken te raken, zelfs als dat betekent dat wij het juiste materiaal leveren om u op weg te helpen.’ Voor die kostenefficiënte en tijdgevoelige ondersteuning van 316L, voor betrouwbare prestaties van SMO 254 en voor die gegarandeerde levering van uw titanium beloven wij u snelle technische ondersteuning, wereldwijde installatieservices ter plaatse en natuurlijk exact afgestemde sneden en bewerkingen in onze fabriek van 5000 vierkante meter in Nantong. Dit vereist een grondige evaluatie van de serviceoperatie en levenscyclus van het schip, naast de begroting van de klant, om tot een voorstel te komen met een garantie die storingen voorkomt en kosten minimaliseert voor een optimale oplossing.