Il titanio è il miglior materiale per gli scambiatori di calore delle apparecchiature di dissalazione dell'acqua di mare

1. Custodia in titanio per scambiatore di calore

A metà degli anni '00, tutti gli scambiatori di calore dell'attrezzatura di autoevaporazione multistadio da 1,5 milioni di galloni/giorno dell'impianto di desalinizzazione di St. Croix nelle Isole Vergini utilizzavano tubi in titanio, superando così l'esistenza di scambiatori di calore in lega di rame. Corrosione e molti altri problemi;

Negli anni '70, fabbriche come St. Croix e Al Joubail utilizzavano 5,7 milioni di metri di tubi in titanio saldati a parete sottile e la temperatura massima dello scaldabagno ad acqua di mare raggiungeva i 140 gradi. Le statistiche mostrano che nel 1995, più di 14 milioni di metri (4.250 tonnellate) di tubi in titanio sono stati utilizzati in apparecchiature di desalinizzazione dell'acqua di mare in tutto il mondo. I dispositivi realizzati includono evaporatori, condensatori, condensatori a pompa a getto d'aria e altri scambiatori di calore.

2. Resistenza alla corrosione del titanio

Come tutti sappiamo, in mezzi aggressivi, la pellicola stabile di biossido di titanio formata sulla superficie del titanio ha un'eccellente resistenza alla corrosione. La pellicola sottile formata sulla saldatura o sulla matrice mostra la stessa corrosività indipendentemente dal fatto che si trovi nella saldatura o nella zona di espansione termica. Se la pellicola di ossido sul titanio è danneggiata, verrà riparata direttamente dall'umidità o dall'acqua fredda.

Per vari acciai inossidabili, la corrosione a fossette è un vecchio problema difficile da risolvere; e il titanio non solo non è influenzato dalla corrosione a fossette, ma è anche immune alla corrosione microbica. Indubbiamente, per gli scambiatori di calore e altre apparecchiature degli impianti di desalinizzazione dell'acqua di mare, questa caratteristica del titanio è molto importante. I tubi in titanio possono soddisfare alcuni requisiti di prestazioni meccaniche con il loro spessore minimo della parete e sono in metodi isotermici. È anche molto buono.

Sotto l'azione della corrosione da cavitazione, l'acqua che scorre provoca danni da impatto al tubo dello scambiatore di calore, che in alcuni casi causerà problemi di lunga durata per l'operatore, soprattutto quando vengono utilizzati tubi in lega di rame-nichel. Quando la velocità del flusso dell'acqua di mare non supera i 30 m/s, l'uso di tubi in titanio per risolvere questo problema può ottenere risultati soddisfacenti. Rispetto ad altri metalli e leghe, la presenza di sabbia e altre sostanze polverose ha un impatto relativamente piccolo sull'erosione del titanio. Le cifre specifiche sono le seguenti:

Inoltre, i fatti hanno dimostrato che il titanio puro industriale, come Gr1 e Gr2, ha una particolare resistenza alla corrosione sotto sforzo in acqua naturale, acqua di mare e vari cloruri.

Nelle apparecchiature di desalinizzazione dell'acqua di mare in titanio con una portata di acqua di mare di 3 m/s-5m/s, il fenomeno di sporcamento biologico è minimo e il coefficiente di sporcamento dello scambiatore di calore in titanio è di circa 0.99-0.95. Per il condensatore di una centrale elettrica, il fattore di ritenzione e pulizia del titanio è 0.90, mentre quello della lega di rame è 0.85. I risultati dei test condotti in vari ambienti mostrano che è ragionevole utilizzare un fattore di pulizia pari a 0,97. È stato scoperto che in acqua statica o in lento movimento, uno strato di contaminazione biologica apparirà sulla superficie del titanio; tuttavia, a differenza di alcune altre leghe tradizionali resistenti alla corrosione, il titanio mantiene l'integrità dello strato di pellicola di ossido, rendendolo sostanzialmente non danneggiato dalla corrosione; è particolarmente importante che questa pellicola di ossido abbia la capacità di resistere all'adesione dei depositi, riducendo così la difficoltà di pulizia.

3- Materiali comuni in titanio

In termini di tipi di materiali, il titanio puro industriale più ampiamente utilizzato è ASTM Grado 2. Il riscaldatore di acqua di mare a temperatura più elevata utilizza Grado 7 o Grado 12. Il Grado 16 (Ti-0.5% Pd) ha una maggiore resistenza alla corrosione, ma il costo è piuttosto elevato.

La pratica ha dimostrato che diverse configurazioni di apparecchiature per la desalinizzazione dell'acqua di mare possono influenzare significativamente il controllo della corrosione interstiziale e della corrosione galvanica. Un dispositivo utilizza un flusso d'acqua parallelo o longitudinale. Questa progettazione richiede un tubo lungo (più di 15 m). La temperatura dell'acqua di mare raggiunge i 130 gradi. Il materiale del tubo in titanio utilizzato è Gr7, Gr12 o Gr16. Al contrario, le apparecchiature a flusso orizzontale solo nella parte di riscaldamento (o) nella seconda e terza sezione di evaporazione nella parte anteriore sono tubi in titanio con una maggiore resistenza alla corrosione. Inoltre, il titanio stesso non richiede l'uso di additivi, rivestimenti, anodi sacrificali o protezione catodica a corrente applicata per la protezione dalla corrosione. Nello scambiatore di calore in metallo misto di tipo a piastra tubiera o di tipo serbatoio d'acqua, sono richiesti materiali con una minore resistenza alla corrosione.

4- Vantaggi del titanio per gli scambiatori di calore:

I fatti hanno dimostrato che, rispetto alla tradizionale struttura dello scambiatore di calore, lo scambiatore di calore in titanio pre-trattato presenta vantaggi eccezionali. Riduce il tempo in cui l'apparecchiatura è in uno stato stagnante e l'interruzione del lavoro, e crea persino miracoli inaspettati. Lo scambiatore di calore in titanio può essere progettato liberamente in un gruppo o in un gruppo, limitando o persino riducendo al minimo le vibrazioni e promuovendo l'ottimizzazione delle prestazioni termiche. La nuova struttura della piastra tubiera e della piastra di supporto consente di utilizzare tubi in titanio a parete sottile. Di conseguenza, l'efficienza del trasferimento di calore è maggiore, il costo è inferiore e la corrosione galvanica è limitata. Ci sono segnalazioni che dopo l'uso di condensatori in titanio, la produttività del settore energetico è aumentata di circa il 3%-4%.

Etichetta sexy: