Korózia a ochrana vysokotlakových{0}}potrubných systémov pri odsoľovaní morskej vody s reverznou osmózou

Na pozadí globálneho nedostatku vody sa odsoľovanie morskej vody postupne stalo nevyhnutným riešením na zmiernenie nedostatku sladkej vody. Najmä v regiónoch, ako je Blízky východ, Severná Afrika a Južná Ázia, kde je nedostatok vody vážny, sa odsoľovanie pomocou reverznej osmózy (RO) stalo hlavnou technológiou vďaka nízkej spotrebe energie, prevádzkovej flexibilite a relatívne nižším investičným nákladom. Systémy RO však musia spracovávať vysoko slanú a silne korozívnu morskú vodu, čo predstavuje značné problémy pre materiály zariadení. Spomedzi nich je vysokotlakový potrubný systém hlavným komponentom zabezpečujúcim stabilný výkon membrány a zároveň je najzraniteľnejší voči korózii. Výber materiálov a stratégie ochrany priamo ovplyvňujú bezpečnosť a ekonomickú životaschopnosť projektov odsoľovania.

Prevádzkové prostredie odsoľovania morskej vody v RO je zložité:

• Vysoká slanosť: Chloridové ióny v morskej vode môžu ľahko narúšať pasívne filmy na kovoch a spúšťať jamkovú koróziu.
• Kolísanie teploty: V oblastiach, ako je Perzský záliv a Červené more, môže teplota morskej vody v lete presiahnuť 35 stupňov -nad kritickou teplotou bodkovania mnohých nehrdzavejúcich ocelí.
• Zvyškový chlór: Dokonca aj stopové množstvá zvyškového chlóru z biocídov (napr. chlórnanu) používaných pri predbežnej úprave môžu urýchliť koróziu austenitických nehrdzavejúcich ocelí.

V dôsledku toho skoré systémy, ktoré prijali austenitické nehrdzavejúce ocele 316L, 317L a 904L, často trpeli jamkovou a štrbinovou koróziou. Dokonca aj duplexné nehrdzavejúce ocele, ako sú 2205 a 2507, zaznamenali lokalizovanú koróziu a poruchy v podmienkach extrémne vysokej-teploty a vysokej-slanosti.

V súčasnosti zariadenia na odsoľovanie morskej vody vo všeobecnosti prijímajú stratégiu segmentovaného materiálu:

• Nízkotlakové úseky{0}: Ne{0}}kovové materiály, ako sú UPVC, FRP a PTFE, sa široko používajú na minimalizáciu korózie súvisiacej s chlórom-.
• Vysokotlakové{0} potrubie: Hlavné zberače sú zvyčajne vyrobené z duplexnej nehrdzavejúcej ocele 2205, zatiaľ čo odbočné potrubia môžu používať duplexnú oceľ 2507 alebo vysoko legované austenitické nehrdzavejúce ocele -.
• Kritické komponenty: Časti, ako sú koncové dosky tlakových nádob RO a rýchlospojky, vyžadujú zliatiny vyššej{0}}kvalitnosti, ako je nehrdzavejúca oceľ 2507 alebo 6Mo.

V severnej Číne, kde sú teploty morskej vody relatívne nízke, sa duplexná nehrdzavejúca oceľ správa pomerne dobre. V južných vodách a oblastiach s vysokou-teplotou a vysokou-slanosťou, ako je Stredný východ a Severná Afrika, však duplexné ocele naďalej zlyhávajú-vrátane nehôd s únikom soľanky, ktoré ohrozujú bezpečnosť systému.

Rozsiahle skúsenosti v teréne to potvrdilititán (napr. TA2 komerčne čistý titán)je ideálnym riešením pre extrémne korózne prostredia. Titanium ponúka:

• Vynikajúca odolnosť proti korózii: Titán prirodzene tvorí stabilný oxidový film, vďaka čomu je vysoko odolný voči jamkovej a štrbinovej korózii v prostrediach bohatých na chloridy-.
• Dlhodobá-spoľahlivosť: V odsoľovacej prevádzke na ostrove v Juhočínskom mori zostali titánové potrubia a ventily neporušené a bez korózie-po ôsmich rokoch nepretržitej prevádzky.
• Vhodnosť pre-vysokoteplotné vody: Dokonca aj v oblastiach ako Perzský záliv a Červené more si titán zachováva vynikajúcu stabilitu.

Hoci titán má vyššie počiatočné náklady, jeho nízke požiadavky na údržbu a predĺžená životnosť kompenzujú počiatočnú investíciu, vďaka čomu sa titánové potrubné systémy čoraz častejšie používajú v aplikáciách vysokotlakového odsoľovania-.

Okrem výberu materiálu je nevyhnutná aj viac{0}}vrstvová ochrana:

• Prevádzkové postupy: Počas odstávok preplachovanie čerstvou vodou zabraňuje stagnujúcej morskej vode urýchliť koróziu.
• Odstraňovanie chlóru: Pridávanie redukčných činidiel pred vstupom morskej vody do vysokotlakovej-časti chráni potrubia aj membrány RO.
• Katódová ochrana: Obetované anódy (napr. zinok) môžu znížiť riziko korózie v duplexných oceľových potrubiach, hoci použitie vo veľkom-rozsahu zostáva obmedzené.
• Nátery a povrchové úpravy: Dobre zavedené v nízkotlakových{0}potrubiach, ich dlhodobá-stabilita a nákladová{2}}efektívnosť vo vysokotlakových-systémoch vyžadujú ďalšie overenie.
• Zelené prísady: Budúci vývoj môže zahŕňať ekologické-chemikálie s funkciami inhibície korózie a regulácie vodného kameňa, ktoré vyvažujú bezpečnosť zariadenia a udržateľnosť životného prostredia.

Keďže celosvetový dopyt po sladkej vode neustále rastie, odsoľovanie morskej vody v RO sa rozšíri v pobrežných mestách, na ostrovoch a v priemyselných základniach. Priemyselné trendy budú pravdepodobne zahŕňať:

Prijatie pokročilých materiálov: Titánové zliatiny a kompozity budú mať širšie využitie, najmä v extrémnych morských prostrediach.

Hodnotenie nákladov životného cyklu: Plánovanie projektu presunie zameranie z počiatočnej investície na vyváženie dlhodobých-nákladov na prevádzku a údržbu.

Inteligentné monitorovanie a ochrana: Senzory a veľké údaje umožnia-monitorovanie korózie v reálnom čase a prediktívnu údržbu.

Technológie zelenej ochrany: Vývoj ekologických-inhibítorov vodného kameňa a korózie podporí trvalo udržateľný rast v oblasti odsoľovania morskej vody.