اختيار المواد ومقاومة التآكل لمعدات تحلية مياه البحر

1. تآكل الحديد الزهر في مياه البحر. نوع تآكل الحديد الزهر في مياه البحر هو تآكل الجرافيت، أي التآكل على سطح الحديد الزهر، تاركًا الجرافيت غير المتآكل ومنتجات التآكل. بعد التآكل، يحتفظ بالشكل والحجم الأصليين، لكنه يفقد الوزن والقوة، ويزيل الجرافيت ومنتجات التآكل ويظهر تآكلًا غير متساوٍ بشكل عام.

معدل تآكل الحديد الزهر الرمادي HT200 المعرض لمياه البحر لمدة عام واحد هو 0.16 مم/أ، ومتوسط ​​عمق التآكل وأقصى عمق للتآكل هما 0.27 مم و0.45 مم على التوالي. ينخفض ​​معدل تآكل الحديد الزهر الرمادي في مياه البحر مع مرور الوقت. معدل تآكل HT200 المعرض لمياه البحر لمدة 0.5 عام هو 0.19 مم/أ، ومعدل التآكل للتعرض لمدة 1.5 عام هو 0.14 مم/أ.

إن تآكل الحديد الزهر العادي في مياه البحر يشبه تآكل الفولاذ الكربوني. إن معدل التآكل النموذجي للفولاذ الكربوني المعرض لمنطقة البحر في جزيرة تشينغداو لمدة عام واحد هو 0.18 مم/أ في المنطقة المغمورة بالكامل، و0.06 مم/أ في الغلاف الجوي البحري.

إن تآكل الحديد الزهر عالي النيكل في مياه البحر الطبيعية ومياه البحر المتدفقة يكون خفيفًا نسبيًا. إن معدل تآكل الحديد الزهر عالي النيكل المعرض لمياه البحر لمدة 1.5 سنة هو حوالي 1/3 من معدل تآكل الحديد الزهر العادي. إن أقصى عمق للتآكل الناتج عن تعرضه لمياه البحر لمدة 1.5 سنة أقل من 0.20 مم.

2. تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ في البيئة البحرية

في جزيرة تشينغداو مي، التي تقع على خط عرض 36 درجة و3 دقائق شمالاً وخط طول 125 درجة و25 دقيقة شرقاً، يبلغ متوسط ​​درجة حرارة البحر 13.6 درجة مئوية، وتبلغ الملوحة 32 درجة مئوية، ويبلغ الرقم الهيدروجيني حوالي 8.2، والبيانات التي تم الحصول عليها في ظل الظروف هي كما يلي:

بعد التعرض لأجواء المحيط لمدة 8 سنوات، لا يتآكل الفولاذ المقاوم للصدأ F179 وCr19Ni10 و OOOCr18Mo2 المحتوي على حوالي 17٪ من الكروم، لكن السطح يفقد بريقه، ومعدل التآكل أقل من 0.3 ميكرومتر / سنة، وسطح 2Cr13 ذو المحتوى المنخفض من الكروم له طبقة مطرزة بنية اللون. لديه تآكل كامل، ومعدل تآكله حوالي 5 ميكرومتر / سنة، وعمق الحفر أقل من 0.2 مم.

إن تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ في منطقة الغمر الكامل شديد، كما أن مقاومته للتآكل مختلفة جدًا. ترتيب مقاومته للتآكل هو: OOOCr18Mo2 > OOCr19Ni10 > 1Cr18Ni19Ti > F179 > 2Cr13.

3. تآكل سبائك الألومنيوم في مياه البحر.

تتميز سبائك الألومنيوم بقوة عالية ونسبة قوة/كثافة جيدة ومقاومة جيدة للتآكل في مياه البحر، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في البيئة البحرية. يتميز تآكل سبائك الألومنيوم في البيئة البحرية بالتآكل النقطي وتآكل الشقوق والتآكل بين الحبيبات. لا تتمتع سبائك الألومنيوم بقدرة مضادة للتلوث في مياه البحر. يؤثر تلوث الكائنات البحرية بشكل كبير على تآكل سبائك الألومنيوم. يحدث التآكل النقطي العميق على سطح سبائك الألومنيوم في الفجوة أو حافة المحار، وهو تآكل الشقوق الناجم عن الكائنات الملوثة. يكون التآكل النقطي أخف على السطح دون تلوث الكائنات البحرية. ومع ذلك، فإن كثافة التآكل النقطي أكبر من كثافة المناطق الملطخة بالمحار.

4. تطبيق أنبوب التيتانيوم المضاد للتآكل

الخصائص الرئيسية لأنبوب التيتانيوم: كثافة منخفضة، قوة نوعية عالية (قوة/جاذبية نوعية). الجاذبية النوعية أعلى من الألومنيوم، ولكنها أقل من الفولاذ والنحاس والنيكل. لكن القوة في الجزء العلوي من المعدن. إنها 3 مرات من الفولاذ المقاوم للصدأ و1.3 مرة من سبائك الألومنيوم. مقاومة جيدة للتآكل، لأن التيتانيوم والأكسجين لهما تقارب كبير، في الهواء أو في وسط يحتوي على الأكسجين، يتم تشكيل طبقة كثيفة وقوية من أكسيد خامد على سطح التيتانيوم، مما يحمي التيتانيوم من التآكل. حتى بسبب التآكل الميكانيكي، فإنه سوف يشفى بسرعة أو يتجدد، وهذا السطح هو معدن ذو ميل قوي للتخميل من التيتانيوم. أداء جيد لنقل الحرارة. على الرغم من أن الموصلية الحرارية للتيتانيوم المعدني أقل من تلك الموجودة في الفولاذ الكربوني والنحاس، إلا أنه بسبب مقاومة التآكل الممتازة للتيتانيوم، يمكن تقليل سمك الجدار بشكل كبير، وطريقة تبادل الحرارة بين السطح والبخار هي التكثيف بالتنقيط، مما يقلل من المقاومة الحرارية. يمكن أن يؤدي الترسب أيضًا إلى تقليل المقاومة الحرارية، وتحسين أداء تبادل الحرارة للتيتانيوم بشكل كبير، كما يتمتع بمقاومة جيدة للحرارة. تتمتع الصناعة الكيميائية بمقاومة جيدة لدرجات الحرارة المنخفضة، وقوة الشد قريبة من قوة الخضوع.

ستحل أنابيب التيتانيوم في معدات تحلية مياه البحر تدريجياً محل أنابيب سبائك النحاس الأصلية. تتمتع أنابيب التيتانيوم بالمزايا التالية:

1. في ظل نفس ظروف التشغيل، يكون سمك جدار أنبوب التيتانيوم أرق، وكمية مادة الأنبوب أقل. عمومًا، يبلغ سمك جدار أنبوب سبيكة النحاس 0.9 مم/ 1.2 مم. يتم استخدام أنبوب التيتانيوم بدلاً من المكان التآكلي، وسمك الجدار المتاح هو أنبوب ذو جدار رقيق 0.5 مم.

2. أنبوب التيتانيوم لديه موصلية حرارية جيدة، الموصلية الحرارية للتيتانيوم هي 17w/(mk)، النحاس الألومنيوم هي 100w/(mk)، 70/30 نحاس نيكل هو 29w/(mk)، التيتانيوم لديه أصغر الموصلية الحرارية، ولكن يتم استخدامه على الرغم من أن الموصلية الحرارية لأنبوب التيتانيوم ذو الجدران الرقيقة أسوأ من النحاس الألومنيوم، إلا أنها أفضل من نحاس 70/30 نحاس نيكل.

3. استخدام أنابيب التيتانيوم أكثر فعالية من حيث التكلفة. يمكن لسعر أنابيب التيتانيوم أن يتنافس مع أنابيب سبائك النحاس. نظرًا لانخفاض كثافة التيتانيوم ونفس سمك الجدار، فإن جودة أنابيب التيتانيوم بنفس الطول هي 50٪ من أنابيب سبائك النحاس. عندما يكون سمك جدار أنبوب التيتانيوم 50٪ من سمك جدار أنبوب سبائك النحاس، فإن جودة أنبوب التيتانيوم بنفس مساحة نقل الحرارة تكون 1/4 فقط من جودة أنبوب سبائك النحاس. يمكن ملاحظة أن أنبوب التيتانيوم تنافسي من حيث السعر.

4. تتمتع أنابيب التيتانيوم بعمر أطول. نظرًا لأن مياه البحر غالبًا ما تختلط بالرمل والكائنات البحرية، فإنها تلتصق بأنبوب نقل الحرارة وفي نهاية الأنبوب، مما يؤدي إلى تآكل أنبوب سبيكة النحاس. كما تتآكل سبيكة النحاس أيضًا بواسطة أيونات البروم الموجودة في مياه البحر. ومع ذلك، لن تواجه أنابيب التيتانيوم مثل هذه المشاكل، خاصة عندما يتعين حقن الأكسجين من أجل قتل البكتيريا في مياه البحر، فمن الضروري استخدام أنابيب التيتانيوم ذات مقاومة التآكل الجيدة.

الوسم :