Die Anwendung von Titallegierten G5-Kugelventilen in Meerwasserentsalzungsrohren

Die Korrosionsherausforderungen bei Pipelines für die Meerwasserentsalzung

Im Meerwasserentsalzungssystem sind die Rohre und Ventile über längere Zeit einem Medium mit hoher Chloridionenkonzentration ausgesetzt. Chloridionen haben eine extrem starke Durchdringungsfähigkeit und verursachen leicht Lochfraß, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion an der Oberfläche von Edelstahl. Die kritische Lochkorrosionstemperatur von 316L-Edelstahl in Meerwasserumgebung ist relativ niedrig. Sobald der Schutzfilm teilweise beschädigt ist, breitet sich die Korrosion schnell aus, was zu Ventilundichtigkeiten, Blockaden oder sogar Brüchen führt.

Daher muss bei der Auswahl von Ventilen für das Meerwasserentsalzungsprojekt "Beständigkeit gegen Chloridionenkorrosion" als primäres technisches Kriterium betrachtet werden.

Die Auswirkungen der Chloridionenkorrosion auf Ventile

Das Ventil ist ständig in Meerwassermedium eingetaucht. Sobald drucktragende Komponenten wie das Ventilkörper, die Kugel und die Ventilspindel korrodiert sind, beeinträchtigt dies direkt die Passgenauigkeit des Dichtungspaares. Häufige Ausfallmodi sind:

• Die Oberfläche der Kugel hat Lochfraß erlitten, was zu Kratzern auf der Dichtfläche führt
• Der Spalt zwischen der Ventilspindel und der Packung ist korrodiert, was zu Leckagen führt
• Das Ventilsitzmaterial hat sich verformt, was zu inneren Leckagen führt

Diese Fehler erhöhen direkt die Häufigkeit von Wartung und Reparatur und beeinträchtigen auch den kontinuierlichen Betrieb der gesamten Produktionslinie.

Die Materialvorteile der Titanlegierung G5

Titanlegierung Gr.5 ist eine α+β-Titanlegierung. Sie weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in Meerwasser, Chloridlösungen, stark oxidierenden Säuren und alkalischen Lösungen auf. Ihre Oberfläche kann einen kontinuierlichen und dichten Oxidfilm bilden, der sich in einer Umgebung mit Chloridionen schnell selbst repariert. Daher hat sie im Vergleich zu Edelstahl eine deutlich längere Lebensdauer.

Gleichzeitig haben Titanlegierungen eine geringe Dichte und eine hohe spezifische Festigkeit. Unter dem gleichen Druckniveau können sie eine strukturelle Leichtbauweise erreichen, was zur Reduzierung der Traglast von Offshore-Plattformen oder Schiffspipelines beiträgt.

Parameter des pneumatischen Kugelhahn aus Titanlegierung G5

Der PEEK-Ventilsitz weist eine hohe Verschleißfestigkeit und Formstabilität auf. In Kombination mit PTFE-Weichdichtungen kann er eine blasenfreie Nullleckage erreichen. Die Graphitpackung erhöht die Dichtigkeit an der Ventilspindelposition und ist für höhere Temperaturen geeignet. Diese Kombination kann eine stabile Dichtleistung unter den üblichen Temperaturschwankungen und Chloridionenkonzentrationen in Meerwasserentsalzungsanlagen aufrechterhalten.

Die Auswirkungen des pneumatischen Betätigertyps auf häufige Vorgänge

Ventile für die Meerwasserentsalzung erfordern in der Regel häufige Anpassungen oder Schaltvorgänge, wie z. B. das Spülen von Membrankomponenten, die Durchflussregelung des Dosiersystems usw. Dieses Ventil ist mit einem doppeltwirkenden oder einfachwirkenden federbelasteten pneumatischen Betätiger ausgestattet, der ein schnelles Öffnen und Schließen ermöglicht.

• Doppeltwirkender Betätiger: Geeignet für Anwendungen, bei denen die Position auch bei Stromausfall gehalten werden muss
• Einfachwirkend mit Rückstellfeder: Geeignet für Sicherheitsanforderungen, die ein automatisches Schließen bei Stromausfall erfordern.

Das Zubehör des Betätigers kann mit Magnetventilen, Endschaltern, Stellungsreglern und Filterdruckminderern ausgestattet werden, was eine einfache Anbindung an SCADA- oder DCS-Systeme ermöglicht.

Um die Korrosion von Pipelines für die Meerwasserentsalzung zu bekämpfen, wird Titanlegierung G5 als Hauptmaterial für Ventilkörper, Kugel und Ventilspindel ausgewählt. In Kombination mit PEEK-Ventilsitzen und PTFE-Weichdichtungen kann dieser Ansatz das Risiko der Chloridionenerosion sowohl aus Material- als auch aus Dichtungssicht reduzieren.