EN
En ligning vil hilse alle marineingeniører og flåtledere velkommen på utstyret de spesifiserer, og her er den: Når det gjelder valg av sjøvannskjølt varmeveksler, må det primære faktum du må ta hensyn til være materialet. Sannheten er at sjøvann er skitent. Det er svært korrosivt, inneholder høye kloridkonsentrasjoner og oppløst oksygen, og er fullt av organismer som bare ikke får nok av å spise alt som er laget av materialer som ikke er riktig spesifisert. SME utfører over 500 ombygninger og reparasjoner årlig, og det viser seg konsekvent at valget av materiale direkte påvirker levetiden og den endelige kostnaden. Her fokuserer vi på tre av de mest vanlige materialene – titanium, 316L rustfritt stål og SMO 254 superaustenittisk rustfritt stål – og behandler dem ut fra aspektene korrosjonsmotstand, mekaniske egenskaper, verdi og egnet for bruk.
Korrosjonsmotstand i maritime miljøer
Lokalisert korrosjon, i form av punktkorrosjon og sprekorkorrosjon, er den viktigste årsaken til feil på varmevekslerplater i sjøvannsanvendelse.
Standardmodellen er 316L rustfritt stål. Motstandsevnen mot kloridangrep er moderat på grunn av innholdet av molybden (ca. 2–3 %). I applikasjoner med lav strømning eller stillestående sjøvann er det imidlertid risiko for sprekkrust dannet under biofoulingavleiring og under tetningsringen. I de fleste tilfellene må vi bytte ut 316L-plater på fartøy som opererer i tropiske områder og i salt- eller brakkvann, og finner da at platene har blitt angrepet av punktkorrosjon etter ca. 12–18 måneder.
SMO 254 er en superaustenittisk legering med høyt nikkelinnhold. Den har et PREN-tall (Pitting Resistance Equivalent Number) over 40, noe som gjør den betydelig mer motstandsdyktig mot punktkorrosjon fra klorider enn vanlig 316L-legering. Den fungerer godt i varmt saltvann og tåler kortvarig klorering samt litt stillestående miljøer. Levetiden til SMO 254 uten alvorlig korrosjon varierer, men det har i praksis vist seg å holde i 3–5 år i ulike SME-prosjekter innen skipsbygging i kystnære områder.
Titan (grad 1 eller 2) har i praksis ubegrenset pålitelighet ved bruk i sjøvann. Den passive oksidfilmen er svært stabil, selv ved høy temperatur (opp til 120 ℃) og i strøm med høy hastighet. I motsetning til rustfritt stål er titan motstandsdyktig mot problemer som sprekkekorrosjon, erosjonskorrosjon og spenningskorrosjonsbrudd. Når pris ikke er en avgjørende faktor og nedetid er uakseptabel, er titan det beste valget.
Mekaniske egenskaper og termisk ledningsevne
Utenom korrosjon må varmevekslerplater tåle trykkforskjeller, vibrasjoner og termiske sykler.
Ytspenningen til 316L er ca. 170–220 MPa. Det er formbart og lett å forme, men det er mindre fast, og vil derfor kreve tykkere plater i høytrykkssystemer, noe som fører til lavere termisk effektivitet.
En maksimal flytefestighet på ca. 300–350 MPa er mulig med SMO 254, noe som gir tynnere og mer effektive plater enn tidligere mulig, uten at strukturell integritet kompromitteres. Det høye styrke-til-vekt-forholdet overgår ofte den lave termiske ledningsevnen, noe som gjør det til et ideelt design for små konstruksjoner.
Titanium grad 2 har en flytefestighet mellom 250 og 400 MPa og er også et utmerket materiale med god slittfasthet og tøyeligheit. I motsetning til dette er den termiske ledningsevnen til dette materialet mindre enn 50 % av den til tilsvarende rustfrie stålmaterialer, og tynne plater/effektive strømmer er nødvendige for å oppnå like mye varmeoverføring. Det oppstår en betydelig temperaturfall i platene; vårt tekniske team anbefaler optimal korrugering for å kompensere for dette under våre retrofittinger.
Sveisebarhet og reparasjonsbetraktninger
I praksis skades plater av mekanisk skade, pakningsfeil og erosjon. Utchanging eller reparasjon på stedet må derfor være enkelt å velge.
316L kan enkelt sveises med et TIG-system og er lett å reparere. Det finnes mange eksempler på 316L i de fleste skipsverftenes verksteder, og lagerbeholdning av reservedeler av 316L-plater kan kjøpes inn. Sveising fører imidlertid til redusert korrosjonsmotstand i varmeinnvirkningsområdet (HAZ), noe som noen ganger krever etterbehandling ved syrlig rengjøring (pickling).
Det er viktig å utvikle god erfaring med sveising ved hjelp av fyllingsstaver med høyt nikkelinnhold for å kunne bruke SMO 254, samt å være oppmerksom på varmetilførselen under sveising. Korrosjonsfordelen kan gå tapt dersom feil sveising fører til utfelling av intermetalliske faser. Teknikere sertifisert av SME er trent i sveiseprosedyrer for superaustenittisk stål, men mange generelle reparasjonsverft har ikke denne kompetansen.
Forebygging av sprøhet krever full skjerming under sveising av titan, enten med argon eller helium. Det er ikke noe for uerfarne personer å gjøre. Men siden titan er svært motstandsdyktig mot erosjon, blir det færre reparasjoner totalt. SME hevder at det beste er å erstatte platene med en fabrikksveising når skade har oppstått, og ikke å lage feltreparasjoner.
Kostnad og livssyklusverdi
Den innledende økonomiske kostnaden kan ofte være avgjørende ved kjøp av et produkt, men når det gjelder livssyklusanalyse, er det ikke tilfellet.
Det billigste alternativet på kjøpsstadiet er 316L. Men med dens korte levetid i saltvann (typisk 2–3 år) kan utskiftning, pakningsutskiftning og driftsforstyrrelser øke den totale kostnaden med opptil tre ganger over skipets driftsperiode på ti år.
SMO 254 koster to eller tre ganger så mye som 316L, men gir fire eller fem år bruk under vanlige sjøvannsforhold. Avbetalingen skjer vanligvis på rundt ett og et halvt år, noe som gjør det til et kostnadseffektivt valg for middels krav til ytelse.
Den første kostnaden er den høyeste kostnaden; de opprinnelige titanplaten har den første kostnaden, som kan være 5–8 ganger høyere enn 316L. Siden platene skal brukes i 15–20 år, vil utskiftning være meget begrenset; hvis skipet krever lang levetid eller høy pålitelighet, er dette den laveste livssykluskostnaden for slike skip. Vi har allerede levert titan til over 1000 skip, og det har ikke oppstått noen feil de siste 10+ årene.
Konklusjon: La SME veilede beslutningen din
Vi er forpliktet til å oppnå resultater! Hos SME finnes det ikke én enkelt løsning. Vi gjør ikke slikt her. Vårt team på over hundre ingeniører og fagteknikere leverer i gjennomsnitt over fem hundre fullførte prosjekter hvert år. Hvert år, for hver skipsverft i Kina og for tjenesteleverandørene i hele verden – hvert av dine prosjekter omfatter en tolv-måneder garanti. Og hvis ikke: «Det handler om å engasjere seg fullt ut, også ved å levere riktig materiale slik at du kommer i gang.» For kostnadseffektiv og tidsstyrt støtte for 316L, for pålitelig ytelse fra SMO 254 og for sikret levering av ditt titanium – lover vi deg rask teknisk hjelp, globale installasjonstjenester på stedet og selvfølgelig nøyaktig tilpassede skjæringer og fabrikasjoner på vår anlegg på 5000 kvadratmeter i Nantong. Det krever en grundig vurdering av driftstjenesten og skipets livssyklus, i tillegg til kundens budsjett, for å komme med et forslag med en garanti som forebygger svikt og minimerer kostnader for optimal ytelse.