Materialauswahl und Korrosionsschutz von Meerwasserentsalzungsanlagen

1. Korrosion von Gusseisen in Meerwasser. Die Art der Korrosion von Gusseisen in Meerwasser ist Graphitkorrosion, d. h. Korrosion an der Oberfläche von Gusseisen, die nicht korrodierten Graphit und Korrosionsprodukte hinterlässt. Nach der Korrosion behält es seine ursprüngliche Form und Größe bei, verliert jedoch an Gewicht und Festigkeit, entfernt Graphit und Korrosionsprodukte und zeigt insgesamt eine ungleichmäßige Korrosion.

Die Korrosionsrate von Grauguss HT200, der 1 Jahr lang Meerwasser ausgesetzt war, beträgt 0,16 mm/a, die durchschnittliche Lochfraßtiefe und die maximale Lochfraßtiefe betragen 0,27 mm bzw. 0,45 mm. Die Korrosionsrate von Grauguss in Meerwasser nimmt mit der Einwirkungsdauer ab. Die Korrosionsrate von HT200, der 0,5 Jahre lang Meerwasser ausgesetzt war, beträgt 0,19 mm/a, und die Korrosionsrate bei Einwirkung von 1,5 Jahren beträgt 0,14 mm/a.

Die Korrosion von gewöhnlichem Gusseisen in Meerwasser ist der von Kohlenstoffstahl ähnlich. Die typische Korrosionsrate von Kohlenstoffstahl, der ein Jahr lang dem Meeresgebiet der Insel Qingdao My ausgesetzt ist, beträgt 0,18 mm/a im vollständig untergetauchten Bereich und 0,06 mm/a in der Meeresatmosphäre.

Die Korrosion von hochnickelhaltigem Gusseisen in natürlichem Meerwasser und fließendem Meerwasser ist relativ gering. Die Korrosionsrate von hochnickelhaltigem Gusseisen, das 1,5 Jahre lang Meerwasser ausgesetzt war, beträgt etwa 1/3 der von gewöhnlichem Gusseisen. Die maximale Lochfraßtiefe bei 1,5 Jahren Einwirkung von Meerwasser beträgt weniger als 0,20 mm.

2. Korrosion von Edelstahl in der Meeresumwelt

Auf der Insel Qingdao My, die 36° 03' nördlicher Breite und 125° 25' östlicher Länge liegt. Darüber hinaus beträgt die durchschnittliche Meerestemperatur 13,6 Grad. Der Salzgehalt beträgt 32 ‰, der pH-Wert liegt bei etwa 8,2 und die unter diesen Bedingungen erhaltenen Daten sind folgende:

Nach 8 Jahren der Einwirkung der Meeresatmosphäre korrodieren die rostfreien Stähle F179, Cr19Ni10 und OOOCr18Mo2 mit einem Chromanteil von ca. 17 % nicht, aber die Oberfläche verliert ihren Glanz, die Korrosionsrate beträgt weniger als 0,3 µm/Jahr, und die Oberfläche von 2Cr13 mit niedrigem Chromgehalt weist eine braune, gestickte Schicht auf. Sie sind vollständig korrodiert, ihre Korrosionsrate beträgt ca. 5 µm/Jahr und die Lochfraßtiefe beträgt weniger als 0,2 mm.

Die Korrosion von Edelstahl in der Volltauchzone ist stark und die Korrosionsbeständigkeit ist sehr unterschiedlich. Ihre Korrosionsbeständigkeitsreihenfolge ist: OOOCr18Mo2 > OOCr19Ni10 > 1Cr18Ni19Ti > F179 > 2Cr13.

3. Korrosion von Aluminiumlegierungen im Meerwasser.

Aluminiumlegierungen weisen eine hohe Festigkeit, ein gutes Festigkeits-/Dichteverhältnis sowie eine gute Seewasserkorrosionsbeständigkeit auf und werden häufig in Meeresumwelt eingesetzt. Die Korrosion von Aluminiumlegierungen in der Meeresumwelt ist durch Lochfraß, Spaltkorrosion und interkristalline Korrosion gekennzeichnet. Aluminiumlegierungen weisen in Seewasser keine Antifouling-Fähigkeiten auf. Der Bewuchs durch Meeresorganismen hat einen erheblichen Einfluss auf die Korrosion von Aluminiumlegierungen. Die tiefe Lochfraßkorrosion auf der Oberfläche von Aluminiumlegierungen tritt in den Spalten oder Kanten der Auster auf. Dabei handelt es sich um Spaltkorrosion, die durch Bewuchsorganismen verursacht wird. Die Lochfraßkorrosion ist auf der Oberfläche ohne Bewuchs durch Meeresorganismen leichter. Die Dichte der Lochfraßkorrosion ist jedoch größer als die von durch Austern verschmutzten Bereichen.

4. Anwendung von Titanrohr mit Korrosionsschutz

Die Hauptmerkmale von Titanrohren: geringe Dichte, hohe spezifische Festigkeit (Festigkeit/spezifisches Gewicht). Das spezifische Gewicht ist höher als bei Aluminium, aber niedriger als bei Stahl, Kupfer und Nickel. Aber die Festigkeit ist die höchste des Metalls. Sie ist dreimal so hoch wie bei Edelstahl und 1,3-mal so hoch wie bei Aluminiumlegierungen. Gute Korrosionsbeständigkeit, da Titan und Sauerstoff eine große Affinität haben, bildet sich in der Luft oder in einem sauerstoffhaltigen Medium ein dichter, stark haftender und inerter Oxidfilm auf der Oberfläche von Titan, der das Titan vor Korrosion schützt. Selbst bei mechanischer Abnutzung heilt es sich schnell selbst oder regeneriert sich, und diese Oberfläche ist ein Metall mit starker Passivierungsneigung von Titan. Gute Wärmeübertragungsleistung. Obwohl die Wärmeleitfähigkeit von metallischem Titan geringer ist als die von Kohlenstoffstahl und Kupfer, kann aufgrund der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit von Titan die Wandstärke stark reduziert werden, und die Wärmeaustauschmethode zwischen der Oberfläche und dem Dampf ist tropfenweise Kondensation, was den Wärmewiderstand verringert. Zunder kann auch den Wärmewiderstand verringern, die Wärmeaustauschleistung von Titan deutlich verbessern und eine gute Wärmebeständigkeit aufweisen. Die chemische Industrie weist eine gute Niedertemperaturbeständigkeit auf und die Zugfestigkeit liegt nahe der Streckgrenze.

Titanrohre in Meerwasserentsalzungsanlagen werden nach und nach die ursprünglichen Rohre aus Kupferlegierungen ersetzen. Titanrohre haben folgende Vorteile:

1. Unter den gleichen Betriebsbedingungen ist die Wandstärke des Titanrohrs dünner und die Menge an Rohrmaterial geringer. Im Allgemeinen beträgt die Wandstärke des Kupferlegierungsrohrs 0,9 mm/1,2 mm. Das Titanrohr wird anstelle der korrosiven Stelle verwendet und die verfügbare Wandstärke beträgt 0,5 mm dünnwandiges Rohr.

2. Titanrohre haben eine gute Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit von Titan beträgt 17 W/(mK), die von Aluminiummessing 100 W/(mK) und die von 70/30 Kupfernickel 29 W/(mK). Titan hat die geringste Wärmeleitfähigkeit, wird jedoch verwendet. Obwohl die Wärmeleitfähigkeit von dünnwandigen Titanrohren schlechter ist als die von Aluminiummessing, ist sie besser als die von 70/30 Kupfernickel.

3. Die Verwendung von Titanrohren ist kostengünstiger. Der Preis von Titanrohren kann mit dem von Kupferlegierungsrohren konkurrieren. Aufgrund der geringen Dichte von Titan und der gleichen Wandstärke beträgt die Qualität von Titanrohren gleicher Länge 50 % der von Kupferlegierungsrohren. Wenn die Wandstärke des Titanrohrs 50 % der von Kupferlegierungsrohren beträgt, beträgt die Qualität des Titanrohrs mit der gleichen Wärmeübertragungsfläche nur 1/4 der von Kupferlegierungsrohren. Es ist ersichtlich, dass das Titanrohr preislich konkurrenzfähig ist.

4. Titanrohre haben eine längere Lebensdauer. Da Meerwasser oft mit Sand und Meeresorganismen vermischt ist, haften diese am Wärmeübertragungsrohr und am Ende des Rohrs, was das Kupferlegierungsrohr korrodieren lässt. Die Kupferlegierung wird auch durch Br-Ionen im Meerwasser korrodiert. Bei Titanrohren treten derartige Probleme jedoch nicht auf. Insbesondere wenn Sauerstoff eingespritzt werden muss, um Bakterien im Meerwasser abzutöten, ist es notwendig, Titanrohre mit guter Korrosionsbeständigkeit zu verwenden.

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