Roostevaba teras mereveega jahutamiseks, ballastiks ja tulekustutustöödeks mõeldud meretehnika klassides

Samal laeval olevad kolm süsteemi käitlevad sama vedelikku – merevett –, kuid nõuavad siiski kolme erinevat roostevaba terast. Merevee jahutus on pideva vooluga funktsioon, nii et duplex 2205 saab sellest suurema osa hakkama. Ballast on vahelduv, seisev, setetega koormatud töö, mistõttu vajab see suuremat molübdeenisisaldust või katmisstrateegiat. Tulekustutus on tavaliselt tühikäigul, ootamatult maksimaalse vooluga töö ja see on kolmest kõige raskem: märg tuletõrjetorustik võib aasta aega paigal seista ja seejärel üheksakümne sekundiga täiskiirusel tööle hakata.

Stainless Steel in Marine Engineering

Kui mäletate ainult ühte lauset, pidage meeles seda:merevees kahjustab roostevaba teras pragukorrosiooni ja ladestumise vaeguse, mitte ühtlase korrosiooni tõttu – seega tuleb teie valitud kvaliteediklassi sobitada sellega, kui kaua pind märjaks ja paigal püsib, mitte ainult vee soolasusega.

See juhend on kirjutatud torustike ja seadmete inseneridele, hankemeeskondadele ja klassifikatsiooniühingu inspektoritele, kes peavad materjalivalikut paberil kaitsma. Iga osa algab küsimusega, annab vastuse ühe või kahe lausega ning seejärel selgitab arutluskäiku ja selle taga olevaid numbreid.

Saate seda lugeda otsast lõpuni või hüpata otse määratud süsteemi juurde: merevee jahutus, ballast või tulekustutus. Keskel olev võrdlusmaatriks koondab kõik kolm ning lisas on loetletud standardid, eeldused ja avaldamise metaandmed.

Tulemuse määravad kolm muutujat – sulami sisaldus (väljendatud kui PREN), kasutustemperatuur ja pinna niisutamise ja voolamise sagedus. Ainuüksi soolsus ei ütle peaaegu midagi.

Insenerid küsivad sageli "mereveekindlat klassi", nagu oleks vastupidavus üks omadus. Ei ole. Merevesi ründab roostevaba terast passiivse kile lokaalse lagunemise kaudu ja see lagunemine sõltub lävest, mis liigub koos temperatuuriga.

A 316L torumis annab viisteist aastat Põhjamere jahutusliinis 12 kraadi juures, võib lahe kondensaatori väljalaskeavas 45 kraadi juures 18 kuuga perforeerida. Sama veekeemia, sama sulam, erinev temperatuur. Sulam ei muutunud; lävi nihkus töötingimustest allapoole.

Praktiline tagajärg on see, et materjali andmeleht ilma töötemperatuuri ja voolurežiimita ei ole spetsifikatsioon. See on soov. Igas usutavas mereveesüsteemi ettepanekus tuleks märkida projekteeritud temperatuur, minimaalne ja maksimaalne kiirus, kloorimise režiim ja eeldatavad seisakuperioodid – kuna igaüks neist neljast sisendist võib vastust ühe või kahe astme võrra nihutada.

Ei midagi formaalset. See on turundusfraas, millel puudub definitsioon üheski standardis ja seda kasutatakse kõige sagedamini 316 - klassile, mis on tõeliselt sobiv teki riistvara ja käsipuude jaoks ning täiesti sobimatu sukeldatud mereveetorustiku jaoks.

ASTM-is, EN-is ega ISO-s puudub "mereklassi" klassifikatsioon. Olemas on klassifikatsiooniühingute, NORSOKi ja omaniku spetsifikatsioonide avaldatud teenusespetsiifiliste materjalide valik ning need dokumendid on palju konservatiivsemad, kui turundustermin viitab.

Segadusel on tõeline hind. Ostja, kes kirjutab taotlusele "merekvaliteediga roostevaba teras", saab 316 liitrit, sest see on odavaim klass, mida fraas võib usutavalt kirjeldada. See 316L läheb seejärel merevee jahutuskollektorisse, kus see on esimene üksus rikete loendis.

Kirjutage selle asemel UNS-i number. S31603, S32205, S32750, S31254 - need on üheselt mõistetavad, ilmuvad veski sertifikaadile ja neid saab kontrollida. "Marine grade" ei saa kontrollida, mistõttu ei tohiks see kunagi ostutellimusel ilmuda.

PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N. Pidevalt voolava külma merevee jaoks on vaja ligikaudu PREN 35; sooja, seisva või pragudele kalduva teenuse jaoks vajate PREN 40 või kõrgemat. Kuid PREN on sõelumisvahend, mitte garantii.

PREN, punkttakistustakistuse ekvivalentarv, on kolme elemendi kaalutud summa, mis stabiliseerivad passiivset kilet kloriidi rünnaku vastu. Kroom moodustab kile; molübdeen ja lämmastik parandavad seda kloriidi läbimurdmisel lokaalselt.

Valem on tahtlikult lihtne, mis on nii selle tugevus kui ka nõrkus. See eirab mikrostruktuuri, lisamise sisu, pinnaviimistlust ja kuumtöötlust – mis kõik on olulised. Kaks 2205 kuumust, millel on identne PREN, võivad mõõdetud kriitilises punktide tekke temperatuuris mõõdetavalt erineda, kui üks oli valesti lõõmutatud.

Seetõttu ei piirdu tõsised spetsifikatsioonid arvutatud arvuga. Nende jaoks on vaja mõõdetud tulemust: ASTM G48 meetodi A kriitiline täpitemperatuuri või ASTM G150 korrosioonikatse, mis on teatatud tegelikust kuumusest. Allolev tabel näitab tüüpilisi väärtusi; käsitleda veergu PREN kui abivahendit ja veergu CPT aktsepteerimiskriteeriumina.

Hinne (UNS)	Üldnimetus	Tüüpiline PREN	Tüüpiline CPT, kraad (ASTM G48 A)	Praktiline merevee lagi
S31603	316L	24–26	20–25	25–30 kraadi, ainult voolav
N08904	904L	34–36	40–50	35-40 kraadi
S32205	Dupleks 2205	34–36	45–55	45-50 kraadi
S31254	6 kuud / 254SMO	42–44	65–80	60-70 kraadi
S32750	Super dupleks 2507	41–43	80–90	80-90 kraadi
N06625	sulam 625	~50	>85	Raske, pluss kõrge tugevus

Pange tähele tellimisanomaaliat: 6Mo-l on pisut kõrgem PREN kui superduplekssel 2507, kuid 2507 toimib paljudes merevee ülesannetes paremini. PREN ei kasuta dupleks-mikrostruktuuri eeliseid, mis peavad vastu kloriidi pingekorrosioonipragunemisele viisil, mida täielikult austeniitse 6Mo ei suuda. See on esimene koht, kus üksik number eksitab.

Kuna selle kriitiline temperatuur on ainult umbes 20–25 kraadi ja selle kriitiline prao temperatuur on veelgi madalam. Enamikus mereveesüsteemides veedab metall suurema osa oma elust praos, mille temperatuur ületab seda läve.

Why does 316L fail in seawater even

Vaadake, kus 316L tegelikult ebaõnnestub. Harva on tegemist sirge toruga. See on ääriku esiküljel tihendi all, toru tugisadula all, kõri all, keermestatud ühenduskoha sees või surnud jalas suletud klapi taga.

Kõik need kohad on pragu: geomeetria, kuhu merevesi siseneb, kuid ei saa vabalt vahetada. Hapnikku tarbitakse kiiremini, kui seda on võimalik täiendada, kohalik keemia nihkub, kloriid kontsentreerub ja vahe sees pH langeb. Passiivkile ei saa selles keskkonnas uuesti üles ehitada ja hakkab pihta.

Seetõttu näevad 316L merevee tõrked välja sellised, nagu nad välja näevad – isoleeritud sügavad süvendid, mille põhjas on särav metall, mida ümbritseb puutumatu pind. Toru ei roostetanud. Üks ruutsentimeeter tegi seda.

Siin on intuitiivsele vastandlik pööre, mida tasub teada. Looduslik merevesi moodustab roostevabale terasele biokile, mis tõstab selle korrosioonipotentsiaali ligikaudu 200–400 mV võrra ning suurem potentsiaal tähendab suuremat liikumapanevat jõudu pragude rünnakule.

Kloorimine takistab seda biokile, nii etklooritud merevesi on sageli roostevaba terase suhtes vähem agressiivne kui puhas kloorimata merevesi- vastupidine sellele, mida enamik inimesi eeldab. Seetõttu on biosaaste kontroll korrosioonitõrje, mitte ainult soojusülekande meede.

CPT on temperatuur, mille juures süvendid algavad avatud pinnal; CCT on madalam temperatuur, mille juures need praost algavad. Austeniitsete klasside CCT puhul on CPT umbes 15–25 kraadi madalam ja dupleksklasside puhul on vahe väiksem, kuid siiski tõeline.

Erinevus on oluline, sest peaaegu iga mereveega roostevaba terase komponent sisaldab disainilt pragusid. Spiraalselt keeratud tihendiga poltidega äärik on kontrollitav pragu. Toru-toru-lehe valtsliide on kontrollitud pragu. Klapipesa on kontrollitav pragu.

Kui valite CPT, valite komponendi lihtsaima asukoha. Kui valite CCT, valite asukoha, mis tegelikult ebaõnnestub.

Tehniline lahendus ei seisne ainult sulami täiustamises. See on ka lõhe vähendamiseks. Keevitada ääriku asemel, kus hooldus võimaldab. Kasutage kogu näo tihendeid, mitte üles tõstetud nägu. Määrake toru ja toru lehtede ühenduste tihendkeevis. Hoidke toed äravooluvahega torupinnast eemal ja ärge kunagi laske roostevabast terasest nööril istuda süsinikterasest sadulale.

Disaini detail	Mida see loob	Leevendus
Poltidega äärik, kõrgendatud esikülg	Lõhe tihendi ja ääriku esikülje vahel	Täielik tihend või keevitage ühenduskoht
Toru tugisadul	Püsiv märg pragu pluss galvaaniline paar	Drenaažipiluga klamber, isoleerige terasest
Keermestatud liigend	Sügav, kontrollimatu lõhe	Asendage keevis- või äärikühendusega
Torust torusse	Rõngakujuline vahe valtsitud liitekohas	Tihendi keevisõmblus või kontrollitud paisumine
Surnud jalg klapi taga	Seisev merevesi, hapniku uuenemine puudub	Eemaldage surnud jalad; lisada äravoolu- ja loputuspunkt

Kuus klassi katavad peaaegu kõike: 316L suletud ahelate ja mittekasutatud riistvara jaoks, 904L mõõduka kloriidi jaoks, dupleks 2205 kui tööhobune, 6Mo väikese läbimõõduga ja plaatsoojusvahetite jaoks, super duplex 2507 kuumade või kõrge kloriidisisaldusega tööks ning niklisulamid äärmuslikel juhtudel.

Allolev tabel on lühike nimekiri, mis kuvatakse tegelikes spetsifikatsioonides. Kõik, mis sellel pole, on kas spetsialisti valik või viga.

Hinne	Kus see oma koha teenib	Kus seda ei tehta
316L (S31603)	Suletud jahutusaasad, instrumendiõhk, teki riistvara, pritsmeala märja joone kohal	Mis tahes pidevalt sukeldatud mereveetorustik
904L (N08904)	Mõõduka kloriidiga protsessiliinid, mõned puhastusahelad	Soe merevesi; maksumust on 2205 suhtes raske põhjendada
Duplex 2205 (S32205)	Merevee jahutustorustik üle DN50, plaatsoojusvaheti plaadid, pumba korpused, klapid	Seiskunud ballastiliinid, kuum merevesi üle 50 kraadi, suure pingega keevisliited ilma juhtseadmeteta
6 kuu (S31254)	Väikese puurauguga mereveetorustik, instrumendiliinid, plaatsoojusvahetid, tuleveeuputusdüüsid	Suure läbimõõduga torustik kulupõhiselt
Super duplex 2507 (S32750)	Kuum merevesi, kõrge kloriidisisaldusega soolalahused, elektrokloorimisahelad, kõrgsurve tulevesi	Madala temperatuuriga madala kloriidisisaldusega tollimaks, kus 2205 on piisav
Niklisulamid (625, C276)	Põletiotsad, tugev hapu pluss kloriid, olulised asendamatud komponendid	Üldine mereveetorustik; maksumus on suurusjärgu võrra suurem

Kasulik rusikareegel hankimisel: sulami samm 316L-lt 2205-le kahekordistab korrosioonivaru temperatuuri osas ligikaudu kahekordseks ja samm 2205-lt 2507-ni taas ligikaudu kahekordistab. Iga samm maksab hoolduse mõttes palju vähem kui sellele eelnev samm, mistõttu domineerivad tegelike spetsifikatsioonide osas keskmised klassid.

Duplex 2205 torustike ja plaadipakettide jaoks, super duplex 2507 või 6Mo, mille väljalasketemperatuur ületab umbes 50 kraadi, ja titaan torukimpude jaoks kriitilistes jahutites. 316L kuulub ainult suletud ahelasse.

which grade for piping plate heat exchangers and tube bundles

Merevee jahutus on kolmest süsteemist kõige andestavam, kuna vool on pidev. Pidev vool hoiab hapnikuga varustatuna, hoiab ära sademete settimise ja hoiab pinna üle kiirusläve, kuhu biosaaste ei saa kinnituda. Täpselt selline on režiim, kus 2205 toimib hästi.

Disaini üksikasjad, mis on kõige olulisemad, on need, mis asuvad pideva voolu eelduse servadel. Ooterežiimi pumba haru, tühikäigul töötav varujahuti, möödavooluliin ja äravooluühendus on kõik seisma jäänud. Need on kohad, kus 2205 süsteem lõpuks oma esimest auku näitab, ja need on materjalivaliku ülevaatest kõige sagedamini välja jäetud.

Jahutussüsteemi element	Soovitatav	Põhjus
Peamine mereveetorustik, DN50 ja üle selle	Dupleks 2205	Pidev vool, mõõdukas temperatuur, hea CCT
Väikese läbimõõduga ja instrumendiliinid	6Mo	Õhuke sein, madal vooluhulk, pragu iga kinnituse juures
Plaatsoojusvaheti plaadid	2205 või 2507 üle 50 kraadi	Suur turbulents, tihenditel tihedad praod
Koorest ja torust koosnev torukimp	Titanium Gr2 või super duplex 2507	Õhuke sein, kõrgeim temperatuur, kõige vähem ligipääsetav
Pumba korpus ja tiivik	Dupleks 2205, valatud ekvivalent	Suur kiirus, erosioon pluss korrosioon
Kurna korv ja korpus	6 kuu või 2507	Madal vooluhulk, tugev sade, sagedane avamine
Oote- ja möödaviiguharud	Põhiliiniga sama klass, pluss äravool	Stagnant – tõeline ebaõnnestumise punkt

Veel üks märkus plaatsoojusvahetite kohta: tihendi soon on kavandatud pragu ja plaadimaterjal on õhuke. Korduvalt avatav ja uuesti tihendatud plaadipakk kogub kriimustusi, mis muutuvad süvendite tekkekohtadeks. Määrake vähemalt 2205 ja kontrollige plaadi servi igal hooldusel.

Alla umbes 1 m/s settivad biosaaste ja setted ning tekitavad ladestumise alast korrosiooni. Üle 3,5 m/s vasesulamite ja 6 m/s roostevaba terase puhul eemaldab erosioon-korrosioon passiivse kile mehaaniliselt. Disain aken on kitsas ja see on osa materjali valikust.

Kiirust käsitletakse tavaliselt hüdraulilise parameetrina, mille määrab torustike insener ja see antakse hiljem materjaliinsenerile. See jada on tagurpidi. Kiirus määrab, kas passiivkile täiendatakse või hävitatakse, seega kuulub see materjali valiku arutelusse.

Madala kiiruse korral on rikkerežiim bioloogiline. Vastsed kinnituvad, rannakarbid kasvavad, sete koguneb madalatesse kohtadesse ja ladestu all olev metall muutub anaeroobseks lõheks. Suurel kiirusel on rikkerežiim mehaaniline: turbulents põlvedes, reduktorites ja klapikorpuses eemaldab kile kiiremini, kui see suudab reformida, ja metall erodeerub.

Materjal	Minimaalne kiirus	Maksimaalne kiirus	Rikkerežiim väljaspool akent
316L	1.0 m/s	~4 m/s	Madala voolu korral lõhede ja ladestumise süvendite tekkimine
Dupleks 2205	1.0 m/s	~6 m/s	Madala voolu korral biosastumine, suure voolu korral erosioon
Super dupleks 2507	1.0 m/s	~6–7 m/s	Sama, laiema temperatuurivaruga
90/10 CuNi	1.0 m/s	~3.5 m/s	Erosioon-korrosioon üle 3,5 m/s
Titaan Gr2	1.0 m/s	>10 m/s	Põhimõtteliselt piiramatu kiirus puhtas merevees

Roostevaba mereveeliinide praktiline disainieesmärk on 1,5–3,5 m/s. See vahemik hoiab pinda küürituna, ilma et see läheneks erosioonilävele, ja see jätab ruumi saastumisele, mis paratamatult tekib dokkimiste vahel.

Sest ballastitöö on oma olemuselt katkendlik. Ballastliin võib olla nädal aega täis, kuu aega tühi, seejärel aastaks pooltäis setetega. See tsükkel loob roostevaba terase jaoks halvima võimaliku keskkonna: anaeroobne, sulfiide sisaldav ja ladestustega koormatud.

Liiteseadis ei ole erineva nimega jahutussüsteem. See on täiesti erinev töötsükkel ja töötsükkel juhib metallurgiat.

Ballastreisi ajal on tankid ja liinid täis ja vaiksed. Hapnikku tarbivad hingavad bakterid ja korrosioonireaktsioon ise. Sulfaate redutseerivad bakterid toodavad vesiniksulfiidi, mis on agressiivne nii roostevaba terase kui ka vasesulamite suhtes. Sette settib paagi põhjadesse ja madalatesse kohtadesse, luues sügavad ladestused, kus metall on hapniku uuenemise eest täielikult kaitstud.

See on keskkond, kus mikroobse mõjuga korrosioon ehk MIC muutub domineerivaks mehhanismiks. MIC ei ole eraldiseisev korrosiooniliik; see on pragukorrosioon, mida kiirendab bioloogiliselt modifitseeritud kohalik keemia. Metallurgiline reaktsioon on sama, mis iga lõhe puhul: rohkem molübdeeni, rohkem lämmastikku või tõkkekate.

Ballastsüsteemi element	Tüüpiline materjal	Peamine kaalutlus
Ballasttank, kaetud	Süsinikteras epoksiidiga vastavalt IMO PSPC-le	Kattekiht on barjäär; roostevaba teras ei ole peamine kaitse
Ballasttank, katmata	316L või dupleks 2205	Kemikaalitankerid kasutavad tavaliselt 316 liitrit; kõrgem kloriidi sisaldus eelistab 2205
Ballasttorustik, pea	Duplex 2205 või GRP	Kuivatavus loeb rohkem kui klass
Ballasttorustik, väike auk	6 kuu või 2507	Õhuke sein pluss seisev võrdub varajase ebaõnnestumisega
Ballastpumba korpus	Dupleks 2205, valatud	Tööratta erosioon, lõikevee korrosioon
Paakide puhastusmasinad	316L või 2205	Vahelduv, suur kiirus, sageli tähelepanuta jäetud

Kaks disainiotsust kaaluvad üles klassi valiku. Esimene on dreneeritavus: liin, mida ei saa täielikult tühjendada, hoiab merevett oma madalatel punktidel lõputult ja ükski sulam ei pea seda lõputult vastu. Teine on katte terviklikkus mahutites. Hooldatud kattega kaetud süsinikterasest paak ületab ebaõnnestunud katmisstrateegiaga katmata roostevabast terasest paaki vaid murdosa kuludest.

Laeva kõige agressiivsem vool. Elektrokloorimisel tekib kõrge kloriidikontsentratsiooniga hüpoklorit ning puhastusseade, selle torustik ja neutraliseerimisahel näevad kõik oksüdeerijat pluss kloriidi ja aeg-ajalt vesinikku. See on superdupleks, 6Mo või titaanist territoorium – mitte kunagi 316L.

What changes when a ballast water management system is installed

Ballastvee käitlemise konventsioon nõudis, et kõik laevad peavad 8. septembriks 2024 vastama heitgaasistandardile D-2, seega on põhimõtteliselt igal vee peal oleval laeval nüüd puhastussüsteem. See moderniseerimine muutis materjali valiku probleemi ja paljud spetsifikatsioonid ei ole järele jõudnud.

Ravitehnoloogiad jagunevad kahte perekonda, millel on erinevad materiaalsed tagajärjed. Füüsilised süsteemid – filtreerimine pluss UV – on suhteliselt healoomulised: märjad pinnad näevad filtreeritud merevett ja ultraviolettvalgust ning dupleks 2205 on üldiselt piisav. Keemilised ja elektrokeemilised süsteemid ei ole healoomulised.

Elektrokloorimine on nõudlik juhtum. Rakk genereerib mereveest naatriumhüpokloriti, nii et kohalikus keskkonnas on ühendatud kõrge kloriidisisaldus, kõrge oksüdeerija kontsentratsioon, elektroodi madal pH ja vesiniku kõrvalsaadus. Titaan on elektroodi standardmaterjal ning elemendi korpus ja vahetult allavoolu torustik on tavaliselt superdupleks, 6Mo või mittemetallist.

BWMS element	Soovitatav materjal	Miks
Filtri korpus	Dupleks 2205	Pidev merevesi, mõõdukas temperatuur
UV-reaktori kamber	316L või 2205	Oksüdeerijat pole, kuid tihendites on praod
Elektrokloorimisraku keha	Super dupleks 2507, 6Mo või PVDF	Kõrge kloriidisisaldus ja kõrge oksüdeerija
Hüpokloriti süstimisliin	2507, 6Mo või PTFE-voodriga	Kõrgeim oksüdeerija kontsentratsioon laeval
Neutraliseerimisahel	2507 või mittemetallist	Redutseerija pluss merevesi
Proovi- ja seireliinid	6Mo	Väike läbimõõt, seisev, sagedane seiskamine

Levinud moderniseerimisviga on algse 316L ballastitorustiku korduvkasutamine sissepritsepunktist allavoolu. See sektsioon kannab nüüd klooritud merevett sellises kontsentratsioonis, mida algse disainiga kunagi ei osatud oodata, ja see ebaõnnestub tavaliselt esimese kahe aasta jooksul.

Sest see ühendab endas kahe teise süsteemi halvimad omadused. Märg tuletõrjetorustik seisab mitu kuud, kogub setteid ja merekasvu ning peab pumba käivitumise hetkel tagama täisvoolu täiskiirusel. Lõhekorrosioon, ladestumise puudulikkus ja erosioon esinevad kõik samas komponendis.

Tuletõrje on süsteem, millele inimesed mõtlevad kõige vähem ja peaksid kõige rohkem mõtlema. Sellel puudub töös liiasus – see kas töötab või on laev hädas – ja veedab 99,9% oma elust tingimustes, mis roostevabale terasele kõige vähem meeldivad.

Mõelge töötsüklile. Peamine on rõhu all ja staatiline. Merevesi istub selles, hapnik kulub, tekib biokile, sete settib madalatel kohtadel ja suletud klappide taha. Seejärel tekib tulekahju, pump käivitub ja joon läheb nullist arvutusliku kiiruseni sekunditega, kandes seda settekoormust läbi iga põlve ja kurna.

Järgnevad ebaõnnestumised on etteaimatavad. Madalatel kohtadel sette all olevad süvendid. Pragude rünnak hüdrandi haruühendustes. Erosioon-korrosioon esimeses põlves pärast pumpa. Blokeeritud kurnad ja düüsid paigast nihkunud kasvu tõttu. Ükski neist ei ole põhjustatud sellest, et vesi on soolane; kõik need on põhjustatud vee seismisest.

Tulekustutuselement	Soovitatav materjal	Põhjus
Tuletõrjetrass, märg, suur auk	6Mo, superdupleks 2507 või 90/10 CuNi	Pikk seisak pluss äkiline suur vool
Tuletõrjetrass, kuiv	Sisekattega süsinikteras või 2205	Kuiv olek eemaldab pragudraiveri
Hüdrantide harud ja ventiilid	Peamiselt sama kvaliteediga, keevitatud, keermestamata	Haruühendus on klassikaline pragu
Üleujutuse ja sprinkleri düüsid	6 kuu või 2507	Väike ava, seisev, korrosioonitoote poolt kergesti blokeeritav
Vahtkontsentraadi torustik	316L	Juhtub kontsentraadi keemia, mitte merevesi
Tuletõrjepumba korpus	Dupleks 2205, valatud	Suur kiirus käivitamisel

Kaks disainimeedet vähendavad materjalikoormust rohkem kui ükski uuendus. Esmalt seadke põhitoru nii, et seda saaks täielikult tühjendada, ja tühjendage see hoolduse ajal. Teiseks loputage põhitoru mageveega pärast iga voolukatset, kui laeval on maht. Tühjendatud magistraal on magistraal, mis ei roosteta.

Samuti on regulatiivne mõõde. SOLASe peatükk II-2 nõuab, et tuletõrjetorustik väljastaks kaks samaaegset joa minimaalse hüdrandi rõhuga ja klassifikatsiooniühingud nõuavad, et materjal oleks teenuse jaoks sobiv. Peamine, mis on korrosioonitoote tõttu kaotanud poole oma sisemusest, läbib endiselt visuaalse kontrolli ja läbib endiselt voolukatse.

Need kolm süsteemi erinevad töötsükli, mitte vee keemia poolest. Jahutus on pidev, ballast on katkendlik ja anaeroobne, tulekustutus on jõude-siis-äärmuslik. See ainus erinevus selgitab peaaegu kõiki selle juhendi materiaalseid soovitusi.

Kriteerium	Merevee jahutamine	Ballast	Tuletõrje
Voolurežiim	Pidev, kontrollitud	Vahelduvad, pikad seisakuperioodid	Tühikäigul kuud, siis maksimum
Domineeriv rikkerežiim	Äärikute ja tugede lõhekorrosioon	MIC ja deposiidi puudulikkus	Deposiitide vähenemine pluss erosioon käivitamisel
Temperatuur	10–50 kraadi, kõrgeim HX väljalaskeava juures	Ümbritsev, ligikaudu 0–35 kraadi	Ambient
Hapnik	Täiendatud vooluga	Tarbitud, anaeroobne	Tarbitakse stagnatsiooni ajal
Kloorimine	Pidev, 0,2–0,5 mg/l jääk	Katkendlik, BWMS-ilt	Mitte ühtegi, välja arvatud juhul, kui see on loputatud
Vaikimisi hinne	Dupleks 2205	2205 drenaažiga või kaetud terasest	6Mo, 2507 või 90/10 CuNi
Hinne, mis esimesena ebaõnnestub	316L	316L, eriti väikese avaga	316L ja tsingitud teras
Ebaõnnestumise hind	Tootmiskadu, toru purunemine	Eeskirjade mittevastavus, paagi kahjustus	Tulekustutusvõime kaotus

Lugege tabelit veerus "vaikehinne" alla ja loogika on selge. Kuna töötsükkel muutub vähem pidevaks, suureneb nõutav sulami sisaldus. Vesi ei muutunud; niisutusmuster tegi.

Vask-nikkel võidab seal, kus peamine nõue on biomäärdumiskindlus, sest vaseoonid pärsivad mere kasvu. Titaan võidab seal, kus domineerivad kiirus, õhukesed seinad ja soojusülekanne, kuna see on tõhusalt immuunne merevee suhtes mis tahes kiirusel. Roostevaba teras võidab tugevuse, kaalu ja vase tühjenemise puudumise tõttu.

When do copper-nickel and titanium beat stainless steel

90/10 ja 70/30 vase-nikli sulamid olid enamuse kahekümnendast sajandist mereveetorustiku vaikematerjal ning need on endiselt õigustatud valik. Nende eelis on bioloogiline: pinnalt eralduv vask on mereorganismidele mürgine, mistõttu toru jääb ilma kloorimiseta puhtaks.

Nende puudused on sama reaalsed. Maksimaalne kiirus on umbes 3,5 m/s, millest kõrgemal muutub erosioon-korrosioon kiireks. Sulfiidreostunud või ammoniaagiga vesi ründab neid tõsiselt. Ja vase väljajuhtimine on mõnes sadamas ja siseveekogus üha enam piiratud, mis sunnib omanikke roostevaba terase ja mittemetallide poole.

Titaan on tehniline lahendus kõige raskematele kohtadele – torukimpud, suure kiirusega merevesi, õhukesed seinad, kus auguline perforatsioon on vastuvõetamatu. See ei ole majanduslik lahendus üldisele torustikule, mille materjalikulu on ligikaudu viis korda suurem kui 316 liitrit.

Materjal	Suhteline materjalikulu (316L=1.0)	Biomäärdumiskindlus	Kiiruse piirang	Parim rakendus
316L	1.0	Kehv ilma kloorimiseta	~4 m/s	Ainult suletud ahelad
Dupleks 2205	1.3–1.5	Kehv ilma kloorimiseta	~6 m/s	Üldine mereveetorustik
6Mo	2.4–2.8	Kehv ilma kloorimiseta	~6 m/s	Väike ava, plaat HX
Super dupleks 2507	2.3–2.7	Kehv ilma kloorimiseta	~6–7 m/s	Kuum merevesi, BWMS
90/10 CuNi	2.2–2.6	Suurepärane	~3.5 m/s	Biomäärdumiskriitiline torustik
Titaan Gr2	5.0–6.0	Hea	>10 m/s	Torukimbud, suur kiirus

Kulud on soovituslikud ja sõltuvad nikli ja molübdeeni hindadest. Kasutage suhteid struktuuri, mitte eelarve koostamiseks.

Dupleks ja superdupleks on vähem andestavad kui austeniitsed. Need vajavad kontrollitud soojussisendit, lämmastiku puhastamist, eelsoojenduseta, piiratud läbipääsutemperatuuri ja ferriidi tasakaalu kontrollimist. Kui teete need valesti, kaob kuumusest mõjutatud tsoonis makstud korrosioonikindlus.

Metallurgia on lihtne. Dupleksteras on ligikaudu pooleldi ferriit ja pool austeniit ning see tasakaal annab neile nende tugevuse ja kloriidikindluse. Keevitamine rikub tasakaalu: liiga kiirel jahutuskiirusel jääb üleliigne ferriit, liiga aeglasel kiirusel sadestatakse sigmafaas ja nitriidid.

Mõlemad vead vähendavad korrosioonikindlust ja kumbki pole valmis keevisõmblusel nähtav. Seetõttu on duplekskeevitus protseduuride kvalifikatsiooni, mitte oskuste probleem.

Parameeter	Dupleks 2205	Super dupleks 2507
Eelsoojendage	Mitte ühtegi	Mitte ühtegi
Soojuse sisend	0,5–2,0 kJ/mm	0,5–1,5 kJ/mm
Interpassi temperatuur	Vähem kui 150 kraadi või sellega võrdne	Vähem kui 100–150 kraadi või sellega võrdne
Juurepuhastus hapnik	<100 ppm	<50 ppm
Täiteaine metall	ER2209	ER2594
Ferriit keevismetallis	35–65%	35–65%
Keevitusjärgne kuumtöötlus	Ei ole lubatud	Ei ole lubatud

Kõigi selle juhendi klasside kohta kehtivad veel kaks valmistamispunkti. Esiteks, raua saastumine: süsinikterasest tööriistad, lihvimistolm ja tootmistehase praht kinnistavad roostevabale pinnale rauaosakesi ning need osakesed roostetavad ja tekitavad auke. Spetsiaalsed roostevabast terasest tööriistad ja viimane peitsimise või passiveerimise etapp ei ole valikulised.

Teiseks on pinnaviimistlus olulisem, kui enamik spetsifikatsioone tunnistab. Kareda keevisõmbluse kork või sisseehitatud saastusega maapind tõmbub põhimetalli ette, sõltumata sulami sisaldusest. Täpsustage viimistlus, kontrollige seda ja ärge aktsepteerige mereveeliinil "keevitatud kujul".

25 aasta lõikes on dupleks 2205 mereveetorustike jaoks tavaliselt odavaim variant ja 316L on tavaliselt kõige kallim – kallim kui süsinikterasest. Odavaim materjal kilogrammi kohta on harva kõige odavam materjal kasutusea kohta.

Allolevas tabelis on modelleeritud 400 meetrit DN200 merevee jahutusliini. Paigaldushind sisaldab materjali, tootmist ja paigaldust. Asenduskulu sisaldab eemaldamist, juurdepääsu, uuesti installimist ja kättesaadavuse kadumist, mistõttu on see suurem kui algse installi hind.

Võimalus	Paigaldatud maksumus, USD	Oodatud eluiga	Asendused 25 aasta pärast	25 aastat kokku, USD
Süsinikteras, epoksüvoodriga	76,000	7 aastat	3	442,000
316L	132,000	9 aastat	2	554,000
Dupleks 2205	192,000	25 aastat	0	192,000
Super dupleks 2507	300,000	25+ aastat	0	300,000
90/10 CuNi	312,000	25 aastat	0	312,000
GRP / GRE	96,000	20 aastat	1 osaline	250,000

Tulemus, mis enamikku projektimeeskondi üllatab, on 316L liin. See maksab 74% rohkem kui 2205 süsteemi eluea jooksul, kuna seda vahetatakse kaks korda ja iga asendus maksab rohkem kui algne paigaldus. Teine üllatus on see, et hooldatud kattega süsinikteras ületab lausa 316L.

GRP on hinna poolest konkurentsivõimeline, kuid seda piiravad temperatuur, rõhuklass ja tulekindlus, mistõttu domineerib see mõne laevatüübi ballast- ja mereveeliinidel ning on teistest välja jäetud.

Need arvud on mudel, mitte tsitaat. Eeldused on loetletud lisas ja pingerida on usaldusväärne diskontomäära ja seisakukulude mõistlike muutuste suhtes. Mis pole usaldusväärne, on igasugune võrdlus, mis arvestab ainult esimest kulu.

Tootestandardid määratlevad materjali; katsestandardid tõestavad omadusi; projekti standardid määratlevad vastuvõtmise kriteeriumid. Ostutellimus, mis viitab ainult tootestandardile, on puudulik, kuna selles ei ole öeldud, milliseid tõendeid tehas peab esitama.

Merelaeva roostevaba terase ostmist reguleerivad kolm dokumentatsioonikihti. Tootestandardid, nagu ASTM A240 või A790, ütlevad veskile, mida teha. Katsestandardid, nagu ASTM G48 või A923, ütlevad laborile, kuidas seda kontrollida. Projekti spetsifikatsioonid, nagu NORSOK M-630, ütlevad tarnijale, millised aktsepteerimiskriteeriumid kehtivad.

Kiht	Standardne	Mida see hõlmab
Plaat ja leht	ASTM A240 / A480	Koostis, mehaanilised omadused, viimistlus
Õmblusteta ja keevitatud toru	ASTM A312, A790, A928	Austeniit- ja duplekstoru
Soojusvaheti toru	ASTM A249, A789	Keevitatud toru soojusvahetite jaoks
Liitmikud	ASTM A403, A815	Austeniit- ja dupleksliitmikud
Äärikud ja sepised	ASTM A182	F304L, F316L, F51, F53, F55, F44
Baar	ASTM A276, A479	Varras ja sepised ventiilide ja pumpade jaoks
Pitting test	ASTM G48 meetod A	Kriitiline süvendite temperatuur
Intermetalliline faas	ASTM A923	Sigma faas dupleksis
Ferriidi sisaldus	ASTM E562	Ferriitide arv duplekskeevisõmblustes
Materjali andmelehed	NORSOK M-630, MDS D41 / D51 / D55 / D57	Dupleks, superdupleks, 6Mo aktsepteerimine
Ballastvesi	IMO BWM konventsioon, BWMS koodeks	Ravi standard D-2
Ballastpaagi kate	IMO PSPC, MSC.215(82)	Katte spetsifikatsioon
Tuletõrjetrass	SOLASe peatükk II-2, reg 10	Mahutavus ja paigutus

Merevee ostmisel on minimaalne vastuvõetav dokumendipakett: veski sertifikaat standardile EN 10204 3.1, kuumuspetsiifiline keemiline analüüs, sealhulgas lämmastik, ASTM G48 meetodi A tulemus määratud katsetemperatuuril ja dupleksi puhul ASTM A923 või ferriidi kontroll. Kui tarnija ei suuda tegeliku soojuse kohta G48 tulemust esitada, on hinde väide kontrollimata.

Enamik merevee roostevaba terase rikkeid tuleneb spetsifikatsiooniveast, mitte materjali defektist. Need kaheksa moodustavad neist suurema osa.

Üks: UNS-i numbri asemel "mereklassi" määramine.Fraasil puudub definitsioon, seega kasutatakse vaikimisi odavaimat tõlgendust. Kirjutage S32205, mitte "mereklass".

Kaks: pragude ignoreerimine.CPT-l valitud klass läheb tihendil viga, kuna CCT on 15–25 kraadi madalam. Kujundage pragu välja või valige see.

Kolm: projekteerimine stagnatsiooni jaoks.Surnud jalad, tühjendamatud madalad punktid ja jõudeolevad ooterežiimi oksad on koht, kus ilmub esimene auk. Neid on ka joonistamise etapis kõige lihtsam lahendada.

Neli: PREN-i käsitlemine garantiina.Kaks sama PREN-iga eeltööd võivad mõõdetud CPT-s erineda. Nõua testi tulemust, mitte arvutust.

Viis: klasside segamine ilma galvaanilise isolatsioonita.Süsinikteraga ühendatud roostevabast liinist saab suur katood, mis juhib väikest anoodi. Kasutage üleminekutel isolatsioonikomplekte ja ärge kunagi kasutage grafiittihendeid.

Kuus: dupleksi määramine ilma valmistamise juhtelementideta.Soojussisend, puhastushapnik, läbipääsudevaheline temperatuur ja ferriidi tasakaal peavad olema spetsifikatsioonis, mitte jäetud kaupluse hooleks.

Seitse: unustades bioloogilise saastumise strateegia.Ilma kloorimise või mehaanilise puhastamiseta roostevaba merevee torud määrduvad ja seejärel korrodeeruvad sademe all. Materjali valik ja saastumise kontroll on üks otsus.

Kaheksa: ostmine kilogrammi maksumusega.25-aastane võrdlus näitab, et 316L maksab rohkem kui 2205. Esimene maksumus ei ole elutsükli kulu asendusnäitaja.

Kas 316 roostevaba teras sobib merevette?

Ei, mitte pideva vee all kasutamiseks. 316L-i kriitiline süvendite temperatuur on vaid umbes 20–25 kraadi ja madalam kriitiline prao temperatuur, nii et enamikus mereveesüsteemides tekib see tihendite, tugede ja setete all. See sobib suletud jahutusahelate, teki riistvara ja pritsmeala esemete jaoks, mis jäävad kuivaks.

Mis on parim roostevaba teras merevee jahutamiseks?

Duplex 2205 on parim üldine valik merevee jahutustorustike ja plaatsoojusvahetite jaoks. Kasutage superdupleksi 2507 või 6Mo, kui väljalasketemperatuur ületab umbes 50 kraadi, ja titaani kriitiliste torukimpude jaoks.

Millist PREN väärtust ma merevee jaoks vajan?

PREN 35 on praktiline miinimum pidevalt voolava külma merevee jaoks ja PREN 40 või kõrgemat on vaja sooja, seisva või pragudele kalduva teeninduse jaoks. PREN on skriiningu number; kinnitage tegelik takistus ASTM G48 kuumuse testiga.

Kas duplex 2205 saab kasutada ballastveetorustikus?

Jah, eeldusel, et torustik on tühjendatud ja kloorimisrežiimist aru saadakse,. 2205 kasutatakse laialdaselt peamiste ballastitorustike jaoks. Väikese läbimõõduga ballastiliinid ja kõik kloorimise sissepritsepunktist allavoolu jäävad lõigud tuleks uuendada tasemele 6Mo või 2507.

Miks vajab tuletõrjetorustik kõrgemat klassi kui jahutustoru?

Sest see seisab mitu kuud ja siis voolab maksimaalse kiirusega. See kombinatsioon tekitab tühikäigul deposiiti ja erosiooni käivitamisel. 6Mo, super duplex 2507 või 90/10 CuNi on tavalised valikud; 316L ja tsingitud teras on tavalised rikked.

Mis vahe on CPT ja CCT vahel?

CPT on temperatuur, mille juures algab aukude tekkimine avatud, vabalt eksponeeritud pinnal. CCT on madalam temperatuur, mille juures praos algab aukude moodustumine. Kuna tegelikud komponendid sisaldavad pragusid, on CCT number, mis reguleerib teenuse toimivust.

Kas superdupleks 2507 on lisakulu väärt?

See on seda väärt, kui töötemperatuur ületab umbes 50 kraadi, kus kloriidi kontsentratsioon on kõrgem või kus komponenti ei saa välja vahetada. Nendest tingimustest madalamal tagab 2205 sama kasutusea ligikaudu poole odavama materjalikuluga.

Kas roostevaba terast saab kasutada ballastitankides?

Jah. 316L on tavaline kemikaalitankerite ballastitankides ja duplex 2205 kasutatakse seal, kus kloriid või temperatuur on kõrgem. Kaetud süsinikteras jääb spetsiaalsete ballastitankide vaikeseadeks, kuna korrosioonitõkkeks on kattekiht, mitte teras.

Kuidas mõjutab kloorimine materjali valikut?

Kloorimine takistab biokile teket ja biokile tõstab roostevaba terase korrosioonipotentsiaali 200–400 mV võrra. Seetõttu on klooritud merevesi sageli vähem agressiivne kui puhas kloorimata merevesi. Kontsentreeritud hüpoklorit elektrokloorimise süstimispunktis on aga väga agressiivne ja vajab 2507, 6Mo või titaani.

Millist täitematerjali tuleks duplekskeevitamiseks kasutada?

ER2209 dupleks 2205 jaoks ja ER2594 superdupleks 2507 jaoks. Mõlemad nõuavad lämmastiku puhastamist, kontrollitud soojussisendit ja läbipääsudevahelise temperatuuri piire ning kumbki ei võimalda keevitusjärgset kuumtöötlust.

Kas roostevaba teras kannatab merevees MIC-i?

Jah. Sulfaate redutseerivad bakterid toodavad anaeroobsetes setterikastes tingimustes sulfiidi, mis on täpselt keskkond seisva ballastiliini või seisva tuletõrjetrassi sees. Tulemuseks on kiirendatud hoiustamise alapunktide eemaldamine. Kõrgemad molübdeeni klassid ja dreneeritav disain on leevendused.

Millist sertifikaati peaksin veskilt nõudma?

ET 10204 3.1 veski sertifikaadid kuumusspetsiifilise keemiaga, sealhulgas lämmastikuga, ASTM G48 meetodi A tulemused määratud temperatuuril ja dupleksi puhul ASTM A923 või ferriidisisalduse kontrollimisel. Kriitiliste süsteemide puhul on soovitatav kasutada korrosioonitesti kolmandat osapoolt.

Täpsustage UNS-i numbri järgi, esitage selgesõnaliselt töötsükkel, nõudke kuumuse korrosioonikatset ja määrake valmistamise juhtseadised. Spetsifikatsioon, mis teeb üht neist ilma ülejäänud kolmeta, on puudulik.

Allolev kontrollnimekiri on merevee roostevaba süsteemi ostuspetsifikatsiooni miinimumsisu. See on tahtlikult lühike, sest spetsifikatsioon, mida keegi ei loe, on halvem kui lühike, mida kõik loevad.

Üksus	Mida kirjutada	Miks see on oluline
Hinne	UNS-i number pluss tavaline nimi	Eemaldab "merekvaliteediga" ebaselguse
Toote standard	ASTM A240, A790, A928 või A815 vastavalt vajadusele	Määrab, mida veski peab tegema
Kohustus	Arvutuslik temperatuur, kiirusvahemik, paigalseisu perioodid	Need kolm sisendit määravad hinde valiku
Korrosioonikatse	ASTM G48 meetod A määratud temperatuuril	Teisendab väite tõendiks
Mikrostruktuur	Ferriidi sisu dupleksi jaoks, A923, kui see on ette nähtud	Tuvastab kahjulikud faasid
Pinnaviimistlus	Marineeritud ja passiveeritud ehk täpsustatud Ra	Finish kontrollib initsiatsioonikohti
Valmistamine	Soojussisend, hapniku puhastamine, läbipääsu piir	Kaitseb HAZ-i korrosioonikindlust
Dokumentatsioon	ET 10204 3.1, katsearuanded, kuumuse jälgitavus	Muudab kogu ahela auditeeritavaks

Pilti täiendavad kaks kaubanduslikku märkust. Esiteks on dupleks- ja superdupleksi tööaeg pikem kui 316-liitrise puhul ning 2507 plaadi valtsimisgraafikud võivad projekti pikendada nädalate võrra. Telli varakult või aktsepteeri asendaja. Teiseks tähendab molübdeeni ja nikli hindade kõikumine, et umbes kuu vanem noteering on vaid soovituslik.