Ανάπτυξη και εφαρμογή πλάκας ανθεκτικής στη φθορά για μονάδα αφαλάτωσης θαλασσινού νερού
1. Φορέστε πλάκα για συσκευή αφαλάτωσης θαλασσινού νερού
Τα μεταλλικά υλικά που χρησιμοποιούνται σε μια συσκευή ταχείας αφαλάτωσης πολλαπλών σταδίων που μπορεί να αφαλατώσει αποτελεσματικά το θαλασσινό νερό σε μεγάλες ποσότητες φαίνονται στον Πίνακα 1. Σύμφωνα με τη συγκέντρωση αλατιού και τις συνθήκες θερμοκρασίας της διαδικασίας αφαλάτωσης θαλασσινού νερού, συνδυάζονται οι ανθεκτικές στη φθορά πλάκες με διαφορετική αντοχή στη διάβρωση. Στην πλάκα φθοράς του συστήματος Austenitic, χρησιμοποιείται 316L με υψηλή αντίσταση στο pitting, και στα μέρη με υψηλή συγκέντρωση άλατος και σοβαρό περιβάλλον διάβρωσης, χρησιμοποιείται πλάκα φθοράς διφασικής. Τα χαρακτηριστικά της διπλής φάσης ανθεκτικής στη φθορά πλάκας είναι ότι, από την άποψη της μεταλλικής σύνθεσης, η αντοχή της στις ρωγμές διάβρωσης λόγω καταπόνησης που προκαλούνται από ιόντα χλωρίου είναι ισχυρότερη από εκείνη της πλάκας ανθεκτικής στη φθορά του συστήματος Austenitic, αλλά η αντοχή της στη διάβρωση ποικίλλει ανάλογα με την ποσότητα πρόσθετων αποτελεσματικών ανθεκτικών στη διάβρωση κραμάτων όπως Ni και Mo. Σε σύγκριση με το πρότυπο ASTMS31803 (22%Cr-5%Ni-3%Mo), ο χάλυβας ποιότητας όπως S32101(21%Cr-1.5%Ni-N) με λιγότερα στοιχεία κράματος ονομάζεται χάλυβας διπλής φάσης χαμηλής κραματοποίησης.
2. Ανάπτυξη και χαρακτηριστικά πλάκας ανθεκτικής στη φθορά
Η εμφάνιση του διφασικού χάλυβα χαμηλού κράματος με ελάχιστη προσθήκη πολύτιμων μετάλλων όπως το Ni και το Mo έχει διευρύνει περαιτέρω το φάσμα εφαρμογών διφασικών πλακών ανθεκτικών στη φθορά. Ο χάλυβας διπλής όψης χαμηλού κράματος έχει τρία πλεονεκτήματα: (1) Η αντίσταση στη διάβρωση είναι ίδια με αυτή των συνηθισμένων ωστενιτικών ανθεκτικών στη φθορά πλακών που χρησιμοποιούνται σε περιβάλλον μεσαίου αλατιού. ② Το κόστος του κράματος είναι χαμηλό, η αλλαγή τιμής είναι μικρή. (3) Η αντοχή διαρροής είναι περίπου διπλάσια από αυτή του ίδιου ωστενιτικού χάλυβα, επομένως ο διφασικός χάλυβας χαμηλής κραματοποίησης μπορεί να επεκταθεί ως οικονομικός διφασικός χάλυβας για να αντικαταστήσει τη συνηθισμένη ωστενιτική πλάκα ανθεκτική στη φθορά. Ωστόσο, στο παρελθόν, ο αμφίδρομος χάλυβας χαμηλού κράματος που αντιπροσωπεύεται από το S32101 έχει το πρόβλημα της χαμηλής αντοχής στη διάβρωση και της σκληρότητας κατά τη συγκόλληση υψηλής ενέργειας, επομένως είναι δύσκολο να εφαρμοστεί η μέθοδος συγκόλλησης με βυθισμένο τόξο στην αποτελεσματική συγκόλληση δομικών μερών. Η κύρια χημική σύνθεση της πλάκας ανθεκτικής στη φθορά είναι 21%Cr-2%Ni-N, η οποία λύνει το πρόβλημα συγκόλλησης εξισορροπώντας την αναλογία σύνθεσης και μπορεί να εφαρμοστεί σε ηλεκτροσυγκόλληση ενέργειας μεγάλης γραμμής.
Σύμφωνα με τη σύγκριση της αντίστασης στη διάβρωση της ανθεκτικής στη φθορά χαλύβδινης πλάκας, άλλου διφασικού χάλυβα και χάλυβα συστήματος ωστενιτικού συστήματος σε δοκιμή CCT τεχνητού θαλασσινού νερού, η ανθεκτική στη φθορά πλάκα έχει την ίδια αντίσταση σε διάτρηση με το TY304. Επιπλέον, όσον αφορά την αντοχή σε ρωγμές από διάβρωση λόγω καταπόνησης, λόγω της μικτής δομής και της υψηλής αντοχής του χάλυβα διπλής φάσης, η αντίστασή του στη διάβρωση της πίεσης είναι καλύτερη από το TY304.
3, η εφαρμογή του εξοπλισμού αφαλάτωσης θαλασσινού νερού
Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά της ανθεκτικής στη φθορά πλάκας, αξιολογήθηκαν οι ιδιότητές της ως υλικό για μονάδες αφαλάτωσης και το αποτέλεσμα ήταν ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στη μεγαλύτερη μονάδα αφαλάτωσης στο Κατάρ. Στη συσκευή αφαλάτωσης χρησιμοποιούνται συνολικά 3200t διπλής φάσης ανθεκτική στη φθορά πλάκα, εκ των οποίων οι 700t είναι πλάκα ανθεκτική στη φθορά. Επειδή μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη λειτουργικότητα της συγκόλλησης, μπορεί να αντικαταστήσει το S32101. Στο μέλλον, οι ανθεκτικές στη φθορά πλάκες μπορούν να επεκταθούν σε μεγάλης κλίμακας μονάδες αφαλάτωσης στη Μέση Ανατολή.
4. Εφαρμογές σε άλλους κλάδους
Οι ανθεκτικές στη φθορά πλάκες έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται ευρέως σε άλλες βιομηχανίες. Η ιαπωνική ναυπηγική βιομηχανία έχει χρησιμοποιήσει μεγάλο αριθμό ανθεκτικών στη φθορά πλακών για την κατασκευή δεξαμενόπλοιων ανοικτής θάλασσας, αντικαθιστώντας TY304 και επικαλυμμένες πλάκες από ανθρακούχο χάλυβα, που όχι μόνο εξασφαλίζει αντοχή στη διάβρωση, αλλά έχει επίσης καλή δυνατότητα επεξεργασίας και συγκολλησιμότητας και μπορεί επίσης να απλοποιήσει τη συντήρηση σε πλοήγηση. Στο μέλλον, οι ανθεκτικές στη φθορά πλάκες μπορούν να επεκταθούν σε θαλάσσια πετρελαιοφόρα. Επιπλέον, οι ανθεκτικές στη φθορά πλάκες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε πύλες δεξαμενής και εξοπλισμό επεξεργασίας νερού. Λόγω του μεγάλου σεισμού και του τσουνάμι της Ανατολικής Ιαπωνίας, η υποδομή της βορειοανατολικής ακτής της Ιαπωνίας έχει υποστεί σοβαρές ζημιές και πολλές πύλες πλημμύρας και εξοπλισμός επεξεργασίας νερού πρέπει να συντηρηθούν και να ξαναχτιστούν μεσοπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα.
Η Nippon Steel υπέβαλε αίτηση για τεχνική καταχώριση του υψηλής αντοχής χαμηλής αντοχής χάλυβα διπλής φάσης στην Υπηρεσία Πληροφοριών Νέας Τεχνολογίας του Ιαπωνικού Υπουργείου Γης, Υποδομών και Μεταφορών για να επιταχύνει την εφαρμογή της στην κατασκευή έργων δημόσιας υποδομής, όπως πύλες, δεξαμενές και εγκαταστάσεις αναχωμάτων με νέες τεχνολογίες.
5. Περίληψη
Δεδομένου ότι η ανθεκτική στη φθορά πλάκα έχει τα ίδια πλεονεκτήματα αντοχής στη διάβρωση και υψηλής αντοχής με το TY304 σε περιβάλλον χαμηλών εκπομπών άνθρακα, εκτιμάται ότι δεν μπορεί να εφαρμοστεί μόνο σε ενεργειακό εξοπλισμό στο μέλλον, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ευρέως σε άλλους βιομηχανίες. Στον κατασκευαστικό κλάδο, οι ανθεκτικές στη φθορά πλάκες έχουν τα πλεονεκτήματα της ελαφριάς και χωρίς συντήρηση, επομένως μπορούν να αντικαταστήσουν τα δομικά μέρη και τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούσαν γαλβανισμένο χάλυβα. Επειδή οι ελαστικές-πλαστικές ιδιότητες που αντιστοιχούν στην τάση εφελκυσμού είναι πιο κοντά στον ανθρακούχο χάλυβα από τον συνηθισμένο ωστενίτη, μπορεί να επεκταθεί ως δομικό μέρος στο μέλλον. Πρόσφατα, αντί για γαλβανισμένο χάλυβα χρησιμοποιήθηκαν πλάκες ανθεκτικές στη φθορά για μεγάλους ηλιακούς βραχίονες. Εκτός από τα χαρακτηριστικά της πλάκας φθοράς χωρίς συντήρηση, έχει επίσης τα πλεονεκτήματα του ελαφρού βάρους και της μείωσης του κόστους, που είναι ο μεγαλύτερος λόγος για την υιοθέτησή του.
