L'autori anu rivisutatu e novi specifiche di u prughjettu di l'energia una volta è una volta, in quale i disegnatori di e piante generalmente sceglienu l'acciaio inossidabile 304 o 316 per i tubi di condensatore è scambiatore di calore ausiliari. torri chì operanu à ciculi d'alta concentrazione, i meccanismi potenziali di fallimentu di l'acciaio inossidabile sò magnificati. In alcune applicazioni, l'acciaio inossidabile di a serie 300 sopravvive solu per mesi, à volte solu settimane, prima di fallu. .
Agghiuncennu 12% o più di cromu à l'azzaru face chì l'alleata forma una strata d'ossidu cuntinuu chì prutege u metale di basa sottu. Da quì u terminu stainless steel.In l'absenza di altri materiali d'alliage (in particulare nickel), l'azzaru di carbone hè parti di u gruppu ferrite, è a so cellula unità hà una struttura cubica centrata in u corpu (BCC).
Quandu u nichel hè aghjuntu à a mistura di lega à una cuncentrazione di 8% o più, a cellula esisterà in una struttura cubica centrata in a faccia (FCC) chjamata austénite, ancu à a temperatura ambiente.
Comu mostra in a Tabella 1, l'acciai inossidabili di a serie 300 è l'altri acciai inossidabili anu un cuntenutu di nickel chì pruduce una struttura austenitica.
Steels austenitic anu dimustratu à esse assai priziosu in parechje applicazioni, cumpresu com'è un materiale per i tubi superheater è reheater d'alta temperatura in boilers. A serie 300 in particulare hè spessu usata com'è materiale per i tubi di scambiatori di calore à bassa temperatura, inclusi i condensatori di a superficia di vapore.
A principal difficultà cù l'acciaio inossidabile, in particulare i materiali populari 304 è 316, hè chì a capa di l'ossidu protettiva hè spessu distrutta da impurità in l'acqua di rinfrescante è da creve è dipositi chì aiutanu à cuncentrazione di impurità.
Una impurità di l'acqua di rinfrescante cumuni, è unu di i più difficiuli di sguassà ecunomica, hè chloride.This ion pò causari assai prublemi in generatori di vapore, ma in condensatori è scambiatori di calore ausiliarii, a difficultà principale hè chì i cloruri in cuncintrazioni sufficienti ponu penetrà è distrughjenu u stratu di l'ossidu protettivu nantu à l'acciaio inox, causannu a corrosione localizzata, vale à dì pitting.
Pitting hè una di e forme più insidiose di corrosione perchè pò causà penetrazioni di muru è fallimentu di l'equipaggiu cù pocu perdita di metalli.
A cuncentrazione di cloruri ùn deve esse assai alta per causà a corrosione di pitting in l'acciaio inox 304 è 316, è per superfici pulite senza depositi o crevices, a concentrazione massima di cloruri cunsigliata hè avà cunsiderata cum'è:
Diversi fattori ponu facilmente pruduce concentrazioni di cloruri chì superanu queste linee guida, sia in generale sia in lochi localizzati. Hè diventatu assai raru per cunsiderà prima un rinfrescante una volta per e novi centrali. A maiò parte sò custruiti cù torri di rinfrescante, o in certi casi, condensatori raffreddati à l'aria (ACC). tes cun cinque ciculi di cuncintrazzioni, è u cuntenutu chloride di l 'acqua circulating hè 250 mg / l.This sulu avissi giniralmenti escludiri fora 304 SS.Inoltri, in i pianti novi è esistenti, ci hè un crescente bisognu di rimpiazzà l 'acqua fresca per pianta recharge.A alternativa cumuna hè wastewater.Table municipale 2 paragunà l' analisi di i quattru pruvisti d'acqua dolce wastewater cù l 'approvvigionamenti d'acqua fresca.
Attenti à l'aumentu di i livelli di cloruri (è altre impurità, cum'è nitrogenu è fosforu, chì ponu aumentà assai a contaminazione microbiana in i sistemi di rinfrescante). Per essenzialmente tutte l'acqua grisa, ogni circulazione in a torre di rinfrescante superà u limitu di cloruri cunsigliatu da 316 SS.
A discussione precedente hè basatu annantu à u putenziale di corrosione di superfici metalliche cumuni. Fratture è sedimenti cambianu dramaticamente a storia, cum'è tramindui furnisce i posti induve l'impurità ponu cuncentrazione. Un locu tipicu per cracks meccanichi in condensatori è scambiatori di calore simili hè in junctions tubu à tubu. capa d'ossidu per a prutezzione, i dipositi ponu formate siti poveri d'ossigenu chì trasformanu a superficia di l'acciaio restante in un anodu.
A discussione sopra delinea i prublemi chì i diseggiani di e piante ùn anu micca cunsideratu quandu specificanu materiali di tubi di cundensatore è scambiatore di calore ausiliari per novi prughjetti. A mentalità riguardu à u 304 è u 316 SS pare ancu esse "questu hè ciò chì avemu sempre fattu" senza cunsiderà e cunsequenze di tali azioni.
Prima di discutiri di metalli alternativi, un altru puntu deve esse dichjaratu brevemente. In parechji casi, un 316 SS o ancu un 304 SS hà fattu bè durante u funziunamentu normale, ma hà fiascatu durante una mancanza di energia. di u metallu tubulare.
Stu mecanismu, cunnisciutu cum'è corrosione indotta da microbica (MIC), hè cunnisciutu per distrughje i tubi d'acciaio inossidabile è altri metalli in settimane. Se u scambiatore di calore ùn pò esse drenatu, una seria considerazione deve esse datu à circulazione periodicamente di l'acqua attraversu u scambiatore di calore è aghjunghje biocida durante u prucessu. in Champaign, IL Presentatu à u 39th Electric Utility Chemistry Symposium.)
Per l'ambienti duri evidenziati sopra, è ancu l'ambienti più duri cum'è l'acqua salmastra o l'acqua di mare, metalli alternativi ponu esse aduprati per alluntanà l'impurità.Tre gruppi di lega anu dimustratu successu, titaniu purità cummerciale, 6% molibdenu austeniticu inossidabile è acciai inossidabili superferriticu. a struttura di tale è u modulu elasticu estremamente bassu facenu suscettibile à danni meccanichi. Questa lega hè megliu adattata per novi installazioni cù strutture di supportu di tubu forti. Una alternativa eccellente hè l'acciaio inossidabile super ferriticu Sea-Cure®.
L'azzaru hè altu in cromu, ma pocu in nickel, per quessa hè un ferriticu inossidabile piuttostu cà un austenitic steel.Due à u so bassu cuntenutu di nichel, custa assai menu di l'altri alloys.A alta forza di Sea-Cure è u modulu elasticu permettenu pareti più sottili chì l'altri materiali, risultatu in un trasferimentu di calore megliu.
E proprietà rinfurzate di sti metalli sò mostrati nantu à u graficu "Pitting Resistance Equivalent Number", chì, cum'è u nome suggerisce, hè una prucedura di prova utilizata per determinà a resistenza di diversi metalli à a corrosione di pitting.
Una di e dumande più cumuni hè "Quale hè u cuntenutu massimu di cloruri chì un particulare gradu di l'acciaio inox pò tollerà?"I risposti varienu assai. I fatturi includenu pH, temperatura, prisenza è tipu di fratture, è u putenziale di spezie biologiche attive. Un strumentu hè statu aghjuntu nantu à l'assi dritta di a Figura 5 per aiutà à sta decisione. Hè basatu annantu à pH neutru, 35 ° C d'acqua chì si trova cumunimenti in parechje BOP è applicazioni di condensazione (per prevene a furmazione di depositu è ​​a furmazione di crack). .U livellu massimu di cloruri ricumandatu pò esse determinatu da disegnu una linea horizontale nantu à l'assi dritta. In generale, se una alea deve esse cunsiderata per l'applicazioni salmastre o di l'acqua di mare, deve avè un CCT sopra 25 gradi Celsius cum'è misurata da a prova G 48.
Hè chjaru chì i super ferritic alliages rapprisentati da Sea-Cure® sò generalmente adattati per ancu l'applicazioni di l'acqua di mare. Ci hè un altru benefiziu à questi materiali chì deve esse enfatizatu. I prublemi di corrosione di manganese sò stati osservati per 304 è 316 SS per parechji anni, cumpresu à i pianti longu u fiumu Ohio. -up systems.U miccanisimu di currusioni hè statu identificatu cum'è diossidu di manganese (MnO2) reagisce cù un biocide oxidizing à generà àcitu hydrochloric sottu u depositu.HCl hè ciò chì veramenti attaccà metalli.[WH Dickinson è RW Pick, "Corrosion dipendente Manganese in l 'Industria Electric Power";prisentatu à a NACE Annual Corrosion Conference 2002, Denver, CO.] L'acciai ferriti sò resistenti à stu mecanismu di corrosione.
A selezzione di materiali di qualità superiore per i tubi di condensatore è scambiatore di calore ùn hè sempre un sustitutu per un cuntrollu di chimica di trattamentu d'acqua propiu. Cum'è l'autore Buecker hà delineatu in un articulu precedente di l'ingegneria di energia, un prugramma di trattamentu chimicu cuncepitu è ​​operatu bè hè necessariu per minimizzà u potenziale di scaling, corrosione, è fouling. A contaminazione microbiana hè stata è continuarà à esse una questione critica. Mentre a chimica oxidativa cù cloru, bleach, o cumposti simili hè a basa di u cuntrollu microbiale, i trattamenti supplementari ponu spessu migliurà l'efficienza di i prugrammi di trattamentu. U risultatu hè chì ci sò parechje manere di migliurà a sustenibilità è l'affidabilità di i scambiatori di calore, ma ogni sistema hè diversu, cusì una pianificazione attenta è a cunsultazione cù i sperti di l'industria hè impurtante per a scelta di i materiali è di e prucedure chimiche. Gran parte di questu articulu hè scrittu da una perspettiva di trattamentu d'acqua, ùn simu micca implicati in decisioni materiali, ma ci hè dumandatu à aiutà à gestisce l'impattu di quelli decisioni nantu à a decisione di u persunale. specificatu per ogni applicazione.
Circa l'autore: Brad Buecker hè un Publicista Tecnicu Anzianu in ChemTreat. Hà 36 anni di sperienza in o affiliatu cù l'industria di l'energia, assai di questu in chimica di generazione di vapore, trattamentu di l'acqua, cuntrollu di qualità di l'aria è in City Water, Light & Power (Springfield, IL) è Kansas City Power & Light Company si trova in La Cygne Station, Kansas. BS in Chimica da l'Università Statale di l'Iowa cù un travagliu supplementu in Meccanica Fluida, Equilibriu Energeticu è Materiali, è Chimica Inorganica Avanzata.
Dan Janikowski hè Direttore Tecnicu in Plymouth Tube. Per 35 anni, hà participatu à u sviluppu di metalli, a fabricazione è a prova di prudutti tubulari cumpresi leghe di rame, acciai inossidabili, leghe di nichel, titaniu è azzaru di carbone.