Εφαρμογή σωλήνων θέρμανσης τιτανίου στην αφαλάτωση θαλασσινού νερού και στη θαλάσσια μηχανική

Το θαλασσινό νερό και το θαλάσσιο περιβάλλον είναι από τα πιο δύσκολα σενάρια διάβρωσης για εξοπλισμό θέρμανσης μετάλλων. Ιόντα χλωρίου-υψηλής συγκέντρωσης, διάβρωση με ψεκασμό αλατιού και θαλάσσια μικροβιακή διάβρωση θα προκαλέσουν ταχεία διάνοιξη και διάτρηση των συνηθισμένων σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα. Οι σωλήνες θέρμανσης τιτανίου, με την απαράμιλλη αντοχή τους στη διάβρωση στο θαλασσινό νερό, έχουν γίνει το τυπικό υλικό για συστήματα θέρμανσης στην αφαλάτωση θαλασσινού νερού, στις υπεράκτιες πλατφόρμες, στον εξοπλισμό πλοίων και σε άλλα πεδία και η διάρκεια ζωής τους μπορεί να φτάσει πολλές φορές ή και δεκάδες φορές αυτή του ανοξείδωτου χάλυβα.

Η εξαιρετική αντίσταση στη διάβρωση του τιτανίου στο θαλασσινό νερό προέρχεται από το σταθερό και αυτο-θεραπευόμενο φιλμ οξειδίου του. Όταν το τιτάνιο εκτίθεται σε θαλασσινό νερό, ένα πυκνό παθητικό φιλμ διοξειδίου του τιτανίου αρκετών νανομέτρων σχηματίζεται γρήγορα στην επιφάνεια. Αυτό το φιλμ έχει εξαιρετικά ισχυρή σταθερότητα στο θαλασσινό νερό που περιέχει υψηλές συγκεντρώσεις ιόντων χλωρίου και δεν θα διασπαστεί από ιόντα χλωρίου όπως τα παθητικά φιλμ από ανοξείδωτο χάλυβα. Το πιο σημαντικό, όταν το φιλμ οξειδίου υποστεί ελαφρά ζημιά από τρίψιμο ή τριβή, μπορεί αμέσως να-αυτοεπισκευαστεί στο περιβάλλον-θαλασσινό νερό που περιέχει οξυγόνο, διατηρώντας πάντα την ακεραιότητα του προστατευτικού στρώματος. Ακόμη και μετά από δεκαετίες βύθισης στο θαλασσινό νερό, ο ρυθμός διάβρωσης του τιτανίου είναι σχεδόν αμελητέος και η επιφάνεια μπορεί ακόμα να διατηρήσει μια μεταλλική λάμψη.

Στον τομέα της αφαλάτωσης θαλασσινού νερού, οι σωλήνες θέρμανσης τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως σε διεργασίες αφαλάτωσης MSF (multi-flash flash) και MED (multi-effect distillation). Στους συνδέσμους θέρμανσης και ανταλλαγής θερμότητας με άλμη υψηλής-θερμοκρασίας, οι σωλήνες τιτανίου μπορούν να λειτουργήσουν σταθερά για μεγάλο χρονικό διάστημα υπό τη διπλή δράση της υψηλής{4}}άλμης συγκέντρωσης και της υψηλής θερμοκρασίας, χωρίς τον κίνδυνο διάβρωσης με αυλάκια και ρωγμές που συνήθως υπάρχει στα κράματα χαλκού και στον ανοξείδωτο χάλυβα. Αν και η αρχική επένδυση των σωλήνων τιτανίου είναι υψηλότερη, η διάρκεια ζωής άνω των 20 ετών και σχεδόν μηδενικό κόστος συντήρησης καθιστούν το συνολικό κόστος του κύκλου ζωής χαμηλότερο. Τα τελευταία χρόνια, με τη-μεγάλη κλίμακα κατασκευή έργων αφαλάτωσης θαλασσινού νερού, η εφαρμογή σωλήνων θέρμανσης τιτανίου και σωλήνων ανταλλαγής θερμότητας αυξάνεται ραγδαία.

Στη ναυτική μηχανική και στον εξοπλισμό πλοίων, οι σωλήνες θέρμανσης τιτανίου έχουν επίσης σημαντικές εφαρμογές. Οι υπεράκτιες πλατφόρμες πετρελαίου χρειάζονται συστήματα θέρμανσης για την επεξεργασία του παραγόμενου νερού και τη θέρμανση με χημικά αντιδραστήρια, και τα υλικά τιτανίου μπορούν κάλλιστα να αντισταθούν στη διπλή διάβρωση του θαλασσινού νερού και των μέσων πετρελαίου. Στα πλοία, το τιτάνιο χρησιμοποιείται για συστήματα θέρμανσης θαλασσινού νερού, συστήματα επεξεργασίας νερού έρματος κ.λπ., προσαρμοσμένα στο μακροπρόθεσμο-περιβάλλον θαλάσσιας διάβρωσης. Σε παράκτιες μονάδες ηλεκτροπαραγωγής και χημικές μονάδες, οι σωλήνες θέρμανσης τιτανίου είναι επίσης το προτιμώμενο υλικό για συστήματα ανταλλαγής θερμότητας θαλασσινού νερού.

Όσον αφορά το σχεδιασμό και την επιλογή, οι σωλήνες θέρμανσης τιτανίου για θαλάσσιες εφαρμογές πρέπει να δώσουν προσοχή σε πολλά σημεία. Πρώτον, αποτρέψτε την ευθραυστότητα του υδρογόνου - αποφύγετε την ακατάλληλη καθοδική προστασία και τις εργασίες αποξήρωσης που προκαλούν απορρόφηση υδρογόνου. Δεύτερον, εξετάστε την αντίσταση στη διάβρωση - σε υψηλή-ροή και άμμο-που περιέχει θαλασσινό νερό, παχύτερα τοιχώματα σωλήνων ή επεξεργασία ενίσχυσης επιφανειών μπορεί να επιλεγεί. Τρίτον, αποτρέψτε τη γαλβανική διάβρωση - όταν το τιτάνιο συνδέεται με άλλα μέταλλα, θα πρέπει να γίνει επεξεργασία μόνωσης για να αποφευχθεί η επιτάχυνση της διάβρωσης άλλων μετάλλων. Τέταρτον, επιλέξτε κατάλληλες ποιότητες τιτανίου - βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο (TA1, TA2) μπορεί να ανταποκριθεί στα περισσότερα σενάρια θέρμανσης θαλασσινού νερού και τα κράματα τιτανίου μπορούν να επιλεγούν για υψηλές{12}}απαιτήσεις αντοχής.

Πίνακας 1 Σύγκριση απόδοσης διαφορετικών υλικών σε εφαρμογές θέρμανσης θαλασσινού νερού

表格

Με εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση στο θαλασσινό νερό και αξιοπιστία μεγάλης-διάρκειας ζωής, οι σωλήνες θέρμανσης τιτανίου έχουν γίνει η πιο οικονομικά{1}}αποτελεσματική λύση θέρμανσης για θαλάσσια μηχανικά και πεδία αφαλάτωσης θαλασσινού νερού.