Användning av värmerör i titan vid avsaltning av havsvatten och marinteknik

Havsvatten och marina miljöer är bland de mest utmanande korrosionsscenarierna för metallvärmeutrustning. Hög-koncentration av kloridjoner, saltsprayerosion och marin mikrobiell korrosion kommer att orsaka snabb gropbildning och perforering av vanliga värmerör av rostfritt stål. Uppvärmningsrör av titan, med sin oöverträffade korrosionsbeständighet i havsvatten, har blivit standardmaterialet för värmesystem inom avsaltning av havsvatten, offshoreplattformar, fartygsutrustning och andra områden, och deras livslängd kan nå flera gånger eller till och med dussintals gånger den för rostfritt stål.

Den utmärkta korrosionsbeständigheten hos titan i havsvatten kommer från dess stabila och självläkande oxidfilm. När titan utsätts för havsvatten bildas snabbt en tät passiv titandioxidfilm på flera nanometer på ytan. Denna film har extremt stark stabilitet i havsvatten som innehåller höga koncentrationer av kloridjoner och kommer inte att brytas ned av kloridjoner som passiva filmer av rostfritt stål. Ännu viktigare är att när oxidfilmen är lätt skadad av skurning eller nötning, kan den omedelbart-reparera sig själv i den syrehaltiga-havsvattenmiljön, och alltid bibehålla det skyddande lagrets integritet. Även efter decennier av nedsänkning i havsvatten är korrosionshastigheten för titan nästan försumbar, och ytan kan fortfarande bibehålla en metallisk lyster.

Inom området för avsaltning av havsvatten används titanuppvärmningsrör i stor utsträckning i MSF (multi-stage flash) och MED (multi-effect destillation) avsaltningsprocesser. I uppvärmnings- och värmeväxlingslänkar för hög-köldbärare kan titanrör fungera stabilt under lång tid under dubbelverkan av hög-koncentrerad saltlösning och hög temperatur, utan risk för grop- och spaltkorrosion som vanligtvis förekommer i kopparlegeringar och rostfritt stål. Även om den initiala investeringen av titanrör är högre, gör livslängden på mer än 20 år och nästan ingen underhållskostnad den totala livscykelkostnaden lägre. Under de senaste åren, med den storskaliga konstruktionen av projekt för avsaltning av havsvatten, har användningen av värmerör av titan och värmeväxlarrör ökat snabbt.

Inom marinteknik och fartygsutrustning har värmerör av titan också viktiga tillämpningar. Offshore oljeplattformar behöver värmesystem för producerad vattenbehandling och kemisk reagensuppvärmning, och titanmaterial kan mycket väl motstå den dubbla korrosionen av havsvatten och petroleummedia. På fartyg används titan för uppvärmning av havsvatten, system för behandling av ballastvatten, etc., anpassat till den långsiktiga-marinkorrosionsmiljön. I kustkraftverk och kemiska anläggningar är värmerör av titan också det föredragna materialet för havsvattenvärmeväxlare.

När det gäller design och urval måste värmerör av titan för marina applikationer vara uppmärksamma på flera punkter. Först, förhindra väteförsprödning - undvik felaktigt katodiskt skydd och betningsoperationer som orsakar väteabsorption. För det andra, överväg erosionsbeständighet - i högt-flöde och sand-innehållande havsvatten, tjockare rörväggar eller ytförstärkande behandling kan väljas. För det tredje, förhindra galvanisk korrosion - när titan ansluts till andra metaller, isoleringsbehandling bör göras för att undvika accelererande korrosion av andra metaller. För det fjärde, välj lämpliga titankvaliteter - industriellt rent titan (TA1, TA2) kan uppfylla de flesta scenarier för uppvärmning av havsvatten, och titanlegeringar kan väljas för höga-hållfasthetskrav.

Tabell 1 Prestandajämförelse av olika material i havsvattenuppvärmningsapplikationer

表格

Med utmärkt havsvattenkorrosionsbeständighet och tillförlitlighet med lång-livslängd har värmerör av titan blivit den mest kostnadseffektiva-uppvärmningslösningen för marinteknik och avsaltning av havsvatten.