Применение пневматического шарового крана из титанового сплава G5 в трубопроводах опреснения морской воды

Проблемы коррозии трубопроводов опреснения морской воды

В системе опреснения морской воды трубы и клапаны находятся в длительном контакте со средой с высокой концентрацией хлорид-ионов. Хлорид-ионы обладают чрезвычайно сильной проникающей способностью и склонны вызывать язвенную коррозию, щелевую коррозию и коррозионное растрескивание под напряжением на поверхности нержавеющей стали. Критическая температура питтинга нержавеющей стали 316L в среде морской воды относительно низка. Как только защитная пленка частично повреждена, коррозия быстро распространяется, приводя к утечке клапана, заклиниванию или даже разрыву.

Поэтому при выборе клапанов для проекта опреснения морской воды «стойкость к коррозии хлорид-ионами» должна рассматриваться как основной технический критерий.

Влияние коррозии хлорид-ионами на клапаны

Клапан постоянно погружен в среду морской воды. Как только детали, несущие давление, такие как корпус клапана, шар и шток клапана, подвергаются коррозии, это напрямую влияет на точность сопряжения уплотнительной пары. Распространенные виды отказов включают:

• Поверхность шара подверглась питтингу, что привело к царапинам на уплотнительной поверхности
• Зазор между штоком клапана и сальником подвергся коррозии, что привело к утечке
• Материал седла клапана деформировался, вызывая внутреннюю утечку

Эти неисправности напрямую увеличивают частоту технического обслуживания и ремонта, а также влияют на непрерывную работу всей производственной линии.

Преимущества материала титанового сплава G5

Титановый сплав Gr.5 представляет собой титановый сплав типа α+β. Он обладает превосходной коррозионной стойкостью в морской воде, хлоридных растворах, сильных окислительных кислотах и щелочных растворах. Его поверхность может образовывать непрерывную и плотную оксидную пленку, которая может быстро самовосстанавливаться в среде с хлорид-ионами. Поэтому по сравнению с нержавеющей сталью он имеет значительно более длительный срок службы.

Между тем, титановые сплавы имеют низкую плотность и высокую удельную прочность. При одинаковом уровне давления они могут достигать структурного облегчения, что помогает снизить опорную нагрузку морских платформ или судовых трубопроводов.

Параметрыпневматического шарового крана из титанового сплава G5

Седло клапана из PEEK обладает высокой износостойкостью и стабильностью размеров. В сочетании с мягкими уплотнениями из PTFE оно может обеспечить нулевую утечку на уровне пузырьков. Графитовая набивка повышает надежность уплотнения в области штока клапана и подходит для условий более высоких температур. Эта комбинация может поддерживать стабильную герметичность при обычных колебаниях температуры и концентрациях хлорид-ионов, встречающихся в устройствах опреснения морской воды.

Влияние типа пневматического привода на частые операции

Клапаны для опреснения морской воды обычно требуют частой регулировки или переключения, например, при промывке мембранных компонентов, регулировании расхода дозирующей системы и т. д. Этот клапан оснащен пневматическим приводом двойного или одинарного действия с пружинным возвратом, обеспечивающим быстрое открытие и закрытие.

• Привод двойного действия: подходит для применений, где положение должно сохраняться даже при потере подачи газа
• Пружинный возврат одинарного действия: подходит для требований безопасности, требующих автоматического закрытия при потере подачи газа.

Аксессуары привода могут быть оснащены электромагнитными клапанами, концевыми выключателями, позиционерами и фильтрами-редукторами давления, что облегчает подключение к системам SCADA или DCS.

Для решения проблемы коррозии трубопроводов опреснения морской воды титановый сплав G5 выбран в качестве основного материала для корпуса клапана, шара и штока. В сочетании с седлами клапанов из PEEK и мягкими уплотнениями из PTFE этот подход может снизить риск эрозии хлорид-ионами как с точки зрения материала, так и с точки зрения уплотнения.