EN
Medzi rôznymi chladiacimi prostrediami pre námorné plavidlá a zariadenia v pobrežných oblastiach je morská voda jedným z udržateľných zdrojov s nízkou cenou, avšak zároveň patrí medzi najagresívnejšie korozívne prostredia pre materiály tepelných výmenníkov. V tomto prostredí dochádza k mnohým degradačným procesom, vrátane: vysokých koncentrácií chloridov a rozptýleného kyslíka, biologickej aktivity pri vyšších teplotách, prítomnosti suspendovaných látok a kolísania teplôt. Poznanie kompatibility materiálov nie je len akademickou záležitosťou pre prevádzkovateľov lodí a námorných inžinierov, ale je nevyhnutné, pretože umožňuje spoľahlivý prevádzkový chod lodí, minimalizuje výpadky a tiež prispieva k kontrole nákladov počas celého životného cyklu lode.
Porozumenie korozívnemu prostrediu
Výmenníky tepla v chladiacich systémoch založených na morskej vode môžu predstavovať rôzne kombinované riziká. Všeobecná korózia postupne ztenčuje kovové povrchy, zatiaľ čo bodová korózia vytvára malé otvory v kovovom materiáli a môže viesť k poruche rúrky v kritickom mieste. Galvanická korózia vzniká, keď sú dva rôzne kovy spojené v vodivom elektrolyte morskej vody, čo spôsobuje zvýšený útok na menej vzácny kov. Štrbinová korózia sa vyskytuje v prípade nedostatočného prietoku vody v štrbinách pod tesneniami a v spojoch rúrok so základnou doskou. Mikrobiologicky indukovaná korózia (MIC) je jav spôsobený mikroorganizmami, baktériami, ktoré sa rozmnožujú vo vnútri kovov a výrazne zrýchľujú procesy korózie. Výber z týchto možností vyžaduje dôkladné zváženie vhodného materiálu, pričom je potrebné brať do úvahy nielen jeho základné zloženie, ale aj podmienky prevádzky – teda prostredie, v ktorom je materiál vystavený morskej vode, teplote, prúdu a režimu chlorovania.
Bežné rodiny zliatin a ich výkonnosť
Medené zliatiny, ako napríklad meďnikel (90/10 a 70/30) a hliníková mosadz, sa už dlhú dobu bežne používajú ako materiál pre trubice morských tepelných výmenníkov. Majú dobrú odolnosť voči korózii, vynikajúcu tepelnú vodivosť a považujú sa za odolné voči biologickému znečisteniu. Avšak pri vysokých rýchlostiach prúdenia sú náchylné na erózno-korózne poškodenie a pri znečistení sulfidmi dochádza k zrýchlenej degradácii. Nežiaduca oceľ, najmä v duplexnej, vysokopevnostnej austenitickej a superaustenitickej forme, poskytuje vynikajúcu pevnosť v ťahu a odolnosť proti bodovitej korózii. Vysokopevnostné ocele, bez ohľadu na ich typ pevnosti, sú vystavené štrbinovej korózii pri teplotách uvedených vyššie a chlorovanie je potrebné kontrolovať, aby sa jej výskyt obmedzil.
Niklové zliatiny majú veľmi vysokú odolnosť voči korózii v širokom rozsahu teplôt, avšak patria medzi drahšie zliatiny, čo môže byť pre ich použitie v aplikáciách s nižšou hodnotou príliš nákladné. Hliníkové zliatiny naopak majú veľmi nízku hmotnosť a sú lacné, ale majú zlú odolnosť voči morskej vode a zvyčajne sa musia používať s osobitným obložením, aby sa zabránilo prieniku cez rúrku.
Prípad titánu
Koróziou odolný a pevný titán je najvhodnejším materiálom pre výmenníky tepla chladené morskou vodou. Jeho pasívna oxidová vrstva zabezpečuje takmer úplnú odolnosť voči útoku chloridov, bodovému a štrbinovému koroziu, aj v teplej, chlorovanej morskej vode. Titanové rúrky vykazujú dobrú odolnosť voči poškodeniu spôsobenému eróziou, MIC (mikrobiologicky indukovanou koróziou) a únavou materiálu a môžu sa používať pri vysokých rýchlostiach. V väčšine prípadov je dlhodobá životnosť titanového zariadenia alebo zariadenia (zvyčajne viac ako 30 rokov bez potreby výmeny) najnákladovo efektívnejšou možnosťou, ak sa do celkových nákladov započítajú nielen počiatočné investície, ale aj náklady na údržbu počas celej životnosti, v porovnaní s nákladmi na meďozliatiny. Pri obzvlášť náročných úlohách, kde je nevyhnutná spoľahlivosť prevádzky – napríklad pri chladení systémov na mori alebo pri cirkulácii na vrchu LNG nádrží – sa žiadny iný materiál nezdá byť vhodnejší než titán.
Stratégie na zmierňovanie rizík okrem výberu materiálu
Pri rozhodovaní o konkrétnej zliatine sú rovnako dôležité aj iné faktory, ako napríklad účel použitia a návrhové metódy. Životnosť rúr možno predĺžiť pomocou katódovej ochrany buď pomocou obetovanej anódy, alebo pomocou vynúteného prúdu, čím sa zabráni galvanickému útoku alebo bodovému korozií materiálu rúr. Ochranné povlaky poskytujú aktívnu ochranu vo forme fyzickej bariéry, pričom sa používajú buď gumové výstelky, alebo epoxidové povlaky v bezrozpúšťadlových systémoch, čím sa spomali rýchlosť korózie u prvkov z uhlíkovej ocele. Inhibítory usadenín a korózie môžu byť účinné pri prevencii korózie pod usadeninami prostredníctvom presne dozovaných dávok, ktoré chránia pred bodovou koróziou, pretože usadeniny nebudú spôsobovať útok na materiál. Pravidelné monitorovanie parametrov, ako je koróznny potenciál, chemické zloženie vody a hrúbka steny rúr, umožňuje včasnú detekciu degradácie, čím je možné vykonávať preventívnu údržbu ešte pred výskytom katastrofálneho zlyhania.
Záver
Kompatibilita materiálov pre použitie v chladičoch chladených morskou vodou vyžaduje premyslený prístup, ktorý zohľadňuje korozívny charakter morskej vody, vlastnosti vybraných materiálov a náklady na inštaláciu a údržbu. Ako súčasť SME Group máme viac ako 20 rokov odborných skúseností v oblasti námornej techniky a služieb pre chladiče, čím podporujeme našich klientov pri týchto zložitých rozhodnutiach. Vďaka našej dielni s rozlohou viac ako 5000 m² v Nantongu a certifikácii ISO pre systémy kvality je náš tím viac ako 100 inžinierov a technikov oprávnený poskytovať komplexné riešenia – od poradenstva pri výbere zliatin cez teoretické plánovanie modernizácie až po dodávku náhradných dielov a vykonávanie opráv a údržby. Od výmeny trubiek v kondenzátore z oceľového materiálu potiahnutého titánom až po implementáciu vylepšení pre vyšší výkon – sme tu, aby sme vám pomohli. Kontaktujte teraz náš technický tím, požiadajte o cenovú ponuku pre akúkoľvek službu alebo sa dozvedzte viac o našich službách prostredníctvom prípadových štúdií a dokumentácie produktov.