EN
O ecuație va întâmpina toți inginerii marini și managerii de flotă la echipamentele pe care le specifică, iar iată-o: În ceea ce privește alegerea schimbătorului de căldură răcit cu apă de mare, factorul principal pe care trebuie să îl luați în considerare este materialul. Adevărul este că apa de mare este agresivă. Este extrem de corozivă, conține cloruri și oxigen dizolvat în cantități mari și este plină de organisme care se hrănesc cu orice material necorespunzător specificat. SME realizează peste 500 de modernizări și reparații anual și se constată în mod constant că alegerea materialului influențează direct durata de viață și costul final. Aici ne vom concentra asupra a trei materiale dintre cele mai frecvent utilizate: titan, oțel inoxidabil 316L și oțel inoxidabil super-austenitic SMO 254, analizându-le din punctul de vedere al rezistenței la coroziune, al proprietăților mecanice, al valorii și al potrivirii pentru utilizare.
Rezistență la coroziune în mediile marine
Coroziunea localizată, sub formă de coroziune prin pitting și coroziune interstițială, este cauza principală a deteriorării plăcilor schimbătoarelor de căldură utilizate cu apă de mare.
Modelul implicit este oțel inoxidabil 316L. Nivelul de rezistență la atacul clorurilor al materialului se află într-un domeniu moderat datorită conținutului său de molibden (aproximativ 2–3%). Totuși, în aplicațiile cu apă de mare cu debit scăzut sau stagnantă, riscul este de coroziune interstițială sub depozitele biologice și sub garnitura. În majoritatea cazurilor, înlocuim placa din 316L de pe navele care operează în regiunile tropicale și în ape saline sau brackish, constatând că placa a fost afectată de coroziune punctiformă după aproximativ 12–18 luni.
SMO 254 este un tip super-austenitic și conține, de asemenea, o cantitate mult mai mare de nichel. Are un PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) mai mare de 40, ceea ce îl face semnificativ mai rezistent la coroziunea punctiformă indusă de cloruri comparativ cu materialul obișnuit 316L. Funcționează în apă salată caldă și este rezistent la clorinare scurtă sau la medii ușor stagnante. Durata de viață a SMO 254 fără coroziuni majore poate varia și, până în prezent, s-a constatat în proiectele SME pentru construcția de nave în zone litorale, între 3 și 5 ani.
Titaniu (calitatea 1 sau 2) are, în esență, o fiabilitate nelimitată atunci când este utilizat în apă de mare. Filmul pasiv de oxid este foarte stabil chiar și la temperaturi ridicate (până la 120 °C) și în fluxuri cu viteză mare. Spre deosebire de oțelurile inoxidabile, titanul este rezistent la probleme precum coroziunea interstițială, coroziunea prin eroziune și fisurarea prin coroziune sub tensiune. Atunci când prețul nu este un factor decisiv și timpul de nefuncționare este inacceptabil, titanul este alegerea dominantă.
Proprietăți mecanice și conductivitate termică
În afară de rezistența la coroziune, plăcile schimbătoarelor de căldură trebuie să reziste diferențelor de presiune, vibrațiilor și ciclurilor termice.
Rezistența la curgere a aliajului 316L este de aproximativ 170 – 220 MPa. Este maleabil și ușor de format, dar este mai puțin rezistent, ceea ce duce la utilizarea unor plăci mai groase în sistemele cu presiune ridicată, având ca rezultat o eficiență termică redusă.
O rezistență la curgere maximă de aproximativ 300 – 350 MPa este posibilă cu SMO 254, ceea ce permite plăci mai subțiri și mai eficiente decât înainte, fără a compromite integritatea structurală. Raportul ridicat rezistență/ masă depășește adesea conductivitatea termică scăzută, făcându-l un design ideal pentru structuri mici.
Titanul de calitate 2 are o rezistență la curgere între 250 și 400 MPa și este, de asemenea, un material excelent din punct de vedere al tenacității și rezistenței la oboseală. În schimb, conductivitatea termică a acestui material este mai mică de 50 % comparativ cu cea a corespondentelor sale din oțel inoxidabil, fiind necesare grosimi subțiri / fluxuri eficiente pentru a obține cantități egale de transfer termic. Acesta determină o scădere considerabilă a temperaturii în plăci; personalul de proiectare din echipa noastră tehnică recomandă o corrugare optimă pentru a compensa acest efect în cadrul reparațiilor noastre.
Considerente legate de sudabilitate și reparație
În realitate, plăcile suferă deteriorări cauzate de deteriorarea mecanică, defectarea garniturilor și eroziune. Înlocuirea sau repararea pe loc trebuie să fie ușor de realizat.
316L poate fi ușor sudat cu un sistem TIG și este ușor de reparație. Există numeroase exemple de 316L în majoritatea atelierelor de șantiere navale, iar plăcile de rezervă din 316L pot fi achiziționate din stoc. Totuși, sudarea duce la o scădere a rezistenței la coroziune în zona afectată termic (HAZ), ceea ce necesită uneori decaparea după sudare.
Este important să se dezvolte o mare atenție la sudarea cu bare de umplutură cu conținut ridicat de nichel pentru aplicarea SMO 254 și să se acorde o atenție deosebită cantității de căldură introdusă în timpul sudării. Beneficiul anticoroziv poate fi pierdut dacă sudarea incorectă permite precipitarea fazelor intermetalice. Tehnicienii certificați ai SME sunt instruiți în procedurile de sudare super-austenitice, însă multe întreprinderi generale de reparații nu dispun de această capacitate.
Prevenirea fragilizării necesită o protecție completă în timpul sudării titanului, fie cu argon, fie cu heliu. Nu este o activitate pentru persoane nequalificate. Totuși, deoarece titanul este foarte rezistent la eroziune, sunt necesare mai puține reparații în totalitate. SME afirmă că este mai bine să se înlocuiască plăcile cu o sudură de fabrică atunci când a avut loc deteriorarea, și nu să se efectueze reparații locale.
Costul și valoarea pe durata de viață
Costul inițial economic poate fi adesea factorul determinant în achiziționarea unui produs, dar, în ceea ce privește analiza pe durata de viață, acest lucru nu este valabil.
Cel mai ieftin la început este 316L. Dar, datorită duratei scurte de viață în apă sărată (de obicei 2–3 ani), înlocuirea, înlocuirea garniturilor și perturbările pot mări costul total de trei ori pe durata de funcționare de zece ani a navei.
SMO 254 costă de două sau trei ori mai mult decât 316L, dar oferă o utilizare de 4 sau 5 ani în condiții tipice de apă de mare. Această economie este de obicei realizată în aproximativ un an și jumătate, constituind o alegere eficientă din punct de vedere al costurilor pentru nevoi medii de performanță.
Primul cost este cel mai mare cost; plăcile originale din titan au primul cost, care poate fi de 5–8 ori mai mare decât cel al oțelului inoxidabil 316L. Deoarece plăcile funcționează 15–20 de ani, înlocuirea lor este foarte rară; dacă nava necesită o durată lungă de funcționare sau o misiune critică, acesta este costul cel mai scăzut pe întreaga durată de viață pentru astfel de nave. Până acum, am furnizat titan pentru peste 1000 de nave, iar în ultimii 10+ ani nu s-a mai înregistrat nicio defecțiune.
Concluzie: Lăsați-vă ghidați de experții SME în luarea deciziei
Ne angajăm să obținem rezultate! La SME nu există o singură soluție. Acest lucru nu se practică aici. Echipa noastră, formată din peste o sută de ingineri și tehnicieni profesioniști, finalizează în medie peste cinci sute de proiecte pe an. În fiecare an, pentru fiecare șantier naval din China și pentru furnizorii de servicii din întreaga lume, fiecare dintre proiectele dumneavoastră beneficiază de o garanție de douăsprezece luni. Iar dacă nu: «Este esențial să ne implicăm, chiar dacă acest lucru presupune furnizarea materialului corect pentru a vă pune în mișcare.» Pentru această implementare eficientă din punct de vedere al costurilor și al timpului pentru oțelul inoxidabil 316L, pentru performanța fiabilă oferită de SMO 254 și pentru livrarea garantată a titanului dumneavoastră, vă promitem asistență tehnică rapidă, servicii globale de instalare la fața locului și, desigur, tăieri și fabricații perfect adaptate, realizate în uzina noastră de 5000 de metri pătrați din Nantong. Aceasta necesită o evaluare amănunțită a operațiunilor de service și a ciclului de viață al navei, precum și a bugetului clientului, pentru a elabora o propunere cu garanție care previne eșecurile și minimizează costurile, asigurând optimul.