EN
Морская вода высокой солености является одной из самых сложных сред эксплуатации для морских теплообменников. В таких регионах, как Аравийский залив, Красное море и отдельные участки Средиземного моря, содержание соли может превышать 40 г/л, а также наблюдается высокая температура воды, высокое содержание растворенного кислорода и интенсивная биологическая активность — всё это совместно ускоряет коррозию, способствует образованию накипи и вызывает значительное обрастание пластинчатых теплообменников (PHE). Эксплуатанты судов, работающих в этих сложных условиях, не могут полагаться на традиционные конструкции. SME Group, обладающая более чем двадцатилетним опытом в области морской инженерии, предлагает решения для выполнения данных требований, используя комплекс собственных продуктов — от систем ICCP, MGPS, SED и PHE до специализированных конструкций PHE, адаптированных для условий высокой солености.
1. Усовершенствованный выбор материалов для условий экстремальной солёности
Выбор материалов является основой любого пластинчатого теплообменника (PHE), предназначенного для эксплуатации в условиях высокой солёности. Нержавеющая сталь марки 316L может быть достаточной при типичных условиях морской воды, однако при высокой солёности она легко подвергается язвенной и щелевой коррозии. SME рекомендует титан в качестве идеального материала для пластин PHE при применении в условиях высокой солёности. На самом деле пассивная оксидная плёнка на титане настолько исключительно устойчива даже в хлоридах при высоких температурах, что теоретически обеспечивает бесконечный срок службы в морской воде — а также гарантирует отсутствие катастрофического прорыва трубок.
Там, где титан слишком дорог для некоторых применений, мы предлагаем использовать супераустенитные нержавеющие стали, такие как 254 SMO, или никелевые сплавы, такие как Alloy C-276. Хотя это обеспечит повышенную стойкость к локальной коррозии, вызванной хлоридами, необходимо соблюдать осторожность при выборе рабочих температуры и скорости потока. Наши инженеры совместно с каждым клиентом индивидуально подбирают материалы для каждого теплообменника с учётом параметров солёности, диапазона температур и рабочих скоростей. В нашем сертифицированном по стандарту ISO 9001 производственном комплексе площадью 5000 кв. м в Нантуне мы строго соблюдаем самые жёсткие требования к материалам при изготовлении PHE, чтобы обеспечить надёжную эксплуатацию в экстремальных условиях на судах, работающих в самых суровых регионах мира.
2. Предотвращение образования накипи и тепловой контроль
Большее количество соли в жидкости означает более высокую концентрацию растворённого карбоната кальция, гидроксида магния и других веществ, вызывающих образование накипи. При нагреве морской воды по обеим сторонам пластинчатого теплообменника (PHE) эти вещества выпадают в осадок на пластинах, образуя слой накипи, который снижает эффективность теплопередачи и приводит к росту потерь давления. Если отложение накипи не контролировать, то этот слой может полностью перекрыть проходное сечение.
Компания SME борется с образованием накипи за счёт нескольких конструктивных решений. Рельефные узоры пластин спроектированы так, чтобы обеспечивать высокую турбулентность потока жидкости, повышая сдвиговые напряжения на поверхности теплопередачи и тем самым минимизируя вероятность прилипания накипи. Кроме того, в наиболее нагретых зонах пакета пластин предусмотрены увеличенные каналы для протока, что снижает локальный перегрев и предотвращает выпадение осадка. SME также предоставляет рекомендации по температуре входящей охлаждающей воды, основанные на температуре насыщения карбоната кальция для зоны эксплуатации судна.
В условиях особенно агрессивной морской воды SME может предложить самоочищающиеся ПТУ или рекомендовать соответствующие химические методы очистки, безопасные для используемых нами пластинчатых материалов. В сочетании с системой предотвращения биологического обрастания (MGPS), которая управляет ростом микроорганизмов и может усугублять образование накипи, оператор получает наиболее эффективный способ поддержания тепловой производительности в суровых морских условиях.
3. Снижение скорости потока и контроль эрозии
Эти высокие скорости потока частично снижают образование отложений, однако, с другой стороны, они увеличивают скорость эрозионно-коррозионного износа. В водах с высокой солёностью, где хлориды проявляют интенсивное коррозионное воздействие, это может быть особенно проблематичным. Компания SME разрабатывает оборудование таким образом, чтобы достичь оптимального баланса между достаточной скоростью теплопередачи и недопущением чрезмерного износа пластин. Параметры, позволяющие регулировать баланс между высокой скоростью потока и эрозионно-коррозионным износом, гораздо более благоприятны для титановых пластин по сравнению со сталями нержавеющими.
Мы используем моделирование с помощью вычислительной гидродинамики (CFD) для анализа потоковых режимов в пакете пластин, чтобы определить, могут ли отдельные участки пакета подвергаться высоким скоростям потока в конкретных точках. Затем специалисты по эксплуатации оборудования (SME) используют свой опыт в области геометрии пластин, размеров патрубков и конфигурации прокладок для оптимизации распределения потока таким образом, чтобы снизить эрозию, одновременно обеспечивая достаточную скорость потока для предотвращения биообрастания. Это позволяет уменьшить количество пластин в аппаратах, эксплуатируемых в регионах с высокой солёностью, где биообрастание может представлять проблему.
4. Комплексная защита от коррозии для повышения надёжности всей системы
Даже материалы пластин высшего качества могут быть подвержены разрушению из-за коррозионной атаки, инициированной в другом месте судна вследствие электрохимических процессов, вызванных контактом трубопровода, фитингов и соединений с водой высокой солёности. Посторонние токи, возникающие в системах катодной защиты, при электрических неисправностях или даже в результате потенциалов, генерируемых валами привода, могут проникать в трубопроводы, содержащие морскую воду, и вызывать быструю коррозионную атаку на детали теплообменника независимо от материала пластин.
Риски, с которыми борется комплексный подход к защите малых и средних предприятий. Точечная защита корпуса обеспечивается системой ICCP (принудительной катодной защиты постоянным током), гарантирующей, что блуждающие токи с корпуса не достигнут PHE и не повлияют на них. Накопление статического заряда на валопроводе из-за вращения может привести к появлению напряжений, вызывающих коррозию в контуре охлаждения морской водой. Устройство заземления валопровода (SED) нейтрализует статическое электричество на валопроводе и тем самым предотвращает протекание потенциально коррозионных токов в морскую воду через валопровод и генератор на валу, а затем — через внешний корпус генератора на валу в морскую воду. В совокупности с системой MGPS (которая предотвращает биологическое обрастание поверхностей, способное вызывать ячейки дифференциальной аэрации на металлических поверхностях) эта комбинированная система эффективно противодействует угрозам как коррозионных, так и биологических агентов в условиях высокой солёности.
Техническая служба поддержки SME совместно с вами анализирует ваше судно в полном объёме, включая материалы трубопроводов, системы уравнивания потенциалов и существующие средства защиты, разрабатывая комплексное решение для максимального увеличения срока службы ваших PHE. Благодаря более чем 500 новым и действующим проектам ежегодно и команде из свыше 100 инженеров-электриков и инженеров-механиков группа SME идеально подходит для разработки индивидуального решения PHE даже для самых экстремальных солёных сред и обеспечивает вам спокойствие, которого вы заслуживаете. С нами ваше решение выходит за рамки ваших забот.