Parandusmuster, mis osutab kollektorile
Keemiatehas, mis kasutab PTFE-soojusvahetit kloriidi{0}}sisaldavas protsessivoos, teatab korduvast remondimustrist. Iga 18–24 kuu järel eemaldatakse soojusvaheti kollektori remondiks kasutusest. Remont hõlmab düüside ühenduste pragude keevitamist, korrodeerunud poltide väljavahetamist ja äärikupindade uuesti-töötlemist. Torupakk ja PTFE komponendid on terved. Remondi maksumus on 8000–12 000 dollarit sündmuse kohta ja seisakuid 16–24 tundi.
Praod on kloriidipinge korrosioonipraod, mis algavad düüsi keevisõmblustest ja poldi aukudest, kus poltliigendist tulenev tõmbepinge ühineb kloriidkeskkonnaga. Standardne 316L roostevabast terasest kollektor on vastuvõtlik sellele pragunemisele üle 60 kraadi ja protsessi voog töötab 70–80 kraadi juures.
Remondi muster on etteaimatav ja ennetatav. Kloriidikindlast materjalist kollektor{1}} välistab pragunemise ja korduvad remondikulud. Vastupidav materjali suurem kapitalikulu kaetakse ära esimese remondiintervalli jooksul.
Materjalid, mis taluvad kloriidi stressikorrosiooni
Klooriteenuse kollektori materjali valik sõltub kloriidi kontsentratsioonist, temperatuurist ja lahustunud hapniku olemasolust. Mitmed materjalid tagavad parema vastupidavuse kui 316L roostevaba teras.
Dupleks roostevaba teras.Dupleksklassidel, nagu 2205 ja 2507, on kahefaasiline mikrostruktuur, mis on vastupidav kloriidi pingekorrosioonile. Ferriidifaas takistab pragude levikut ning kõrgem molübdeeni- ja lämmastikusisaldus parandab vastupanu täppide tekkele. Duplex 2205 sobib kloriidteenuseks kuni 60 kraadini ja duplex 2507 sobib kuni 80 kraadini.
Super austeniit roostevaba teras.Sellistel klassidel nagu 904L, 254SMO ja AL-6XN on kõrge molübdeeni- ja lämmastikusisaldus, mis tagab suurepärase kloriidikindluse. Need materjalid sobivad kasutamiseks kloriidiga kuni 100 kraadi juures ja on eriti tõhusad kõrge kloriidisisaldusega ja madala pH-ga keskkondades.
Titaan.Titaan on põhimõtteliselt immuunne kloriidi pingekorrosioonipragude suhtes neutraalsetes ja happelistes kloriidilahustes temperatuuril alla 120 kraadi. See on eelistatud materjal kõige raskema kloriiditeenuse jaoks ning see on ka vastupidav erosioonile ja löökidele.
Vase-niklisulamid.Selliseid sulameid nagu 90-10 ja 70-30 vask-nikkel on mereveeteenustes kasutatud aastakümneid. Need on vastupidavad kloriidi pingekorrosioonipragunemisele, kuid on vastuvõtlikud erosiooni-korrosioonile suurel kiirusel ja sulfiidirünnakule saastunud keskkondades.
Mitte-metallist materjalid.PTFE{0}}vooderdatud teras, klaas-tugevdatud plastik ja PVDF võivad metallist kollektoreid täielikult asendada. Need materjalid on immuunsed kloriidi pingekorrosioonipragude suhtes, kuid neil on madalamad mehaaniline tugevus ja temperatuuripiirangud.
Kümne aasta kollektori remondikulude võrdlemine
Järgmises tabelis on kokkuvõte PTFE-soojusvaheti erinevate kollektorimaterjalide kümne{0} aasta remondikulud, mis töötavad 75 kraadi juures kloriidi{1}}sisaldavas protsessivoos 5000 mg/l kloriidi ja 4 mg/l lahustunud hapnikuga.
| Kollektori materjal | Kloriidi SCC vastupidavus | Remondi sagedus | Remondi maksumus ürituse kohta | Kümne{0}}aasta remondikulu | Kapitalikulude lisatasu | Kümne{0}}aasta kogukulu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 316L roostevaba teras | Madal, vastuvõtlik üle 60 kraadi | Iga 18-24 kuu tagant | $10,000 | $50,000–60,000 | Lähtejoon | $50,000–60,000 |
| 2205 dupleks roostevaba teras | Mõõdukas | Iga 5-7 aasta tagant | $8,000 | $12,000–16,000 | +25% | $18,000–22,000 |
| 2507 super duplex roostevaba teras | Kõrge | Iga 10-12 aasta tagant | $8,000 | $0–8,000 | +45% | $6,000–12,000 |
| 904L superausteniit | Kõrge | Iga 8-10 aasta tagant | $8,000 | $8,000–16,000 | +50% | $14,000–20,000 |
| 254SMO superausteniit | Väga kõrge | Iga 12-15 aasta tagant | $8,000 | $0–8,000 | +65% | $6,000–12,000 |
| Titaan klass 2 | Immuunsus alla 120 kraadi | Ei oodatud | Ei kohaldata | $0 | +90% | $0 |
| Vask-nikkel 90-10 | Mõõdukas, erosioonioht | Iga 6-8 aasta tagant | $9,000 | $9,000–18,000 | +40% | $13,000–22,000 |
Kümne-aastase remondikulu väärtused eeldavad keskmise suurusega-soojusvahetit koos kollektoriga, mis vajab keevitamist, poltide väljavahetamist ja ääriku ümber{2}}töötlemist igal remonditööl. Kapitalikulu lisatasu on protsentuaalne kasv võrreldes 316L baastasemega. Kümne-aasta kogukulu on remondikulude ja kapitalikulu lisatasu summa.
Miks võidab kõrgema{0}}kuluga materjal?
2507 superdupleksse roostevabast terasest kollektori kapitalikulude lisatasu on 45% võrreldes 316L baastasemega, kuid see vähendab kümne-aastase remondikulu 50 000–60 000 dollarilt 0–8 000 dollarini. Kümne aasta neto kokkuhoid on 42 000–52 000 dollarit, mis on palju suurem kui kapitalikulude lisatasu.
Titaankollektori kapitalikulu on 90%, kuid see välistab remondikulud täielikult. Kümne aasta neto kokkuhoid on 50 000–60 000 dollarit, mis on siiski suurem kui kapitalikulu lisatasu.
Suurema hinnaga-materjalid võidavad, kuna remondikulud on korduvad, samas kui kapitalikulu lisatasu on ühekordne-kulu. Kümne-aastase kasutusea jooksul domineerivad korduvad remondikulud omamise kogukuludes.
Tootmiskao komponent
Remondikulu on vaid üks komponent kloriidi pingekorrosioonipragude kogumaksumusest. Tootmiskadu remondi ajal on veel üks oluline komponent.
Kollektori remont, mis võtab 16–24 tundi seisakuid, maksab 9 600–14 400 dollarit tootmiskahju tootmisväärtuse juures 600 dollarit tunnis. Kümne aasta jooksul, iga 18–24 kuu tagant remondiga, on kumulatiivne tootmiskadu 80–120 tundi ehk 48 000–72 000 dollarit.
Kloriidikindel{0}}kollektor välistab nii tootmiskadu kui ka remondikulud. Kokkuhoid kümne aasta jooksul, sealhulgas nii remondikulud kui ka tootmiskadu, on 90 000–130 000 dollarit.
Muud tegurid, mis mõjutavad kollektori remondikulusid
Klooriteenuse kollektori remondikulusid mõjutavad mitmed muud tegurid.
Kloriidi kontsentratsioon.Kõrgemad kloriidi kontsentratsioonid suurendavad pragunemise kiirust ja lühendavad paranduste vahelist aega. Materjali valikul tuleks lähtuda maksimaalsest kloriidi kontsentratsioonist, mitte keskmisest.
Temperatuur.Kõrgemad temperatuurid suurendavad pragunemise kiirust. Materjali valikul tuleks lähtuda maksimaalsest töötemperatuurist.
Lahustatud hapnik.Suurem lahustunud hapniku kontsentratsioon suurendab pragunemise kiirust. Hapnikusisaldus tuleks mõõta ja lisada materjali valikusse.
Stressi tase.Kõrgemad pingetasemed suurendavad pragunemise kiirust. Poldi eelkoormust ja torustiku joondamist tuleks kontrollida, et minimeerida kollektorile avalduvat pinget.
Kontrollimise sagedus.Sagedasem kontroll võimaldab pragusid varem avastada, mis vähendab remondikulu ja seisakuid. Kontrollimise sagedus peaks põhinema pragunemise kiirusel ja soojusvaheti kriitilisel määral.
Disainifunktsioonid, mis vähendavad kollektori pinget
Lisaks materjali valikule vähendavad mitmed disainifunktsioonid kollektori pinget ja pragunemisohtu.
Vähendatud poldi eelkoormus.Minimaalse poldi eelkoormuse kasutamine, mis säilitab lekke{0}}tiheda ühenduse, vähendab tõmbepinget poldi aukudes ja pragunemisohtu.
Suuremad poldiaugud, millel on suur raadius.Poldiaugu läbimõõdu suurendamine ja ava servale suurema raadiuse tagamine vähendab pinge kontsentratsioonitegurit.
Düüside järkjärgulised üleminekud.Järkjärguline üleminek düüsilt kestale vähendab pinge kontsentratsiooni keevisõmbluses.
Katoodkaitse.Ohveranoodid või mõjuva vooluga katoodkaitsesüsteem vähendab korrosiooni elektrokeemilist liikumapanevat jõudu.
Isoleerivad tihendid.Äärikuühenduste isoleerivad tihendid ja hülsid hoiavad ära galvaanilise korrosiooni erinevate metallide vahel.
Kloriiditeenuse spetsifikatsiooniparameetrid
Seadmeinsenerid, kes määravad kloriiditeenuse jaoks PTFE soojusvaheti, peaksid tarnijaga kinnitama järgmised parameetrid.
Kloriidi kontsentratsioon.Määrake maksimaalne kloriidi kontsentratsioon protsessivoos.
Töötemperatuur.Määrake maksimaalne töötemperatuur.
Lahustatud hapnik.Määrake protsessivoos lahustunud hapniku kontsentratsioon.
Kollektori materjal.Määrake kloriidi kontsentratsiooni ja temperatuuri alusel kloriidi-kindel materjal, nagu dupleks 2507, superausteniit roostevaba teras või titaan.
Poldi materjal.Määrake poldi materjal, mis ühildub kollektori materjaliga ja on vastupidav kloriidi pingekorrosioonipragudele.
Katoodkaitse.Täpsustage, kas katoodkaitse on ette nähtud.
Isoleerivad tihendid.Täpsustage äärikuühenduste isoleerivad tihendid ja hülsid.
Kontrolli sätted.Määrake kontrollimeetod ja pragude tuvastamise sagedus.
Remondi sätted.Määrake remondimeetod ja varuosad, mida tuleb kohapeal hoida.
Kollektori materjali sobitamine kloriidi hooldustingimustega
Kollektori materjalivalik on kloriidteenuse pikaajaliste{0}}paranduskulude peamine tegur. Standardne 316L roostevaba teras on vastuvõtlik kloriidpingest tingitud korrosioonipragudele üle 60 kraadi ja vajab remonti iga 18–24 kuu tagant. Duplex 2507, superausteniitne roostevaba teras ja titaan tagavad järjest suurema vastupidavuse ja vähendavad kümne{8}aastast remondikulu 60–100%.
Valikuotsus peaks põhinema rajatise{0}}spetsiifilisel analüüsil, mis hõlmab kloriidi kontsentratsiooni, temperatuuri, lahustunud hapnikku ja tootmisväärtust. Lihtne tabelimudel koos remondikulude ja tootmiskadude andmetega annab optimaalse materjali valimiseks vajaliku teabe.
Kloriidiga teenindusrajatiste puhul, mis hindavad PTFE-soojusvaheti valikuid, tuleks kollektori materjal valida kasutusea kogukulude, mitte ainult kapitalikulu alusel. Suurema kapitalikulu, kuid väiksema remondikuluga kollektoril võib kümne aasta jooksul olla väiksem kogukulu.
Seadmeinsenerid ja hankespetsialistid, kes hindavad PTFE-soojusvaheti spetsifikatsioone kloriiditeenuse jaoks, võivad taotleda projekti läbivaatamist, mis hõlmab kollektori materjali, poldi materjali, katoodkaitset, isoleerivaid tihendeid ja ülevaatuse sätteid, et veenduda, et seade on vastavuses rajatise tegeliku kloriidi kontsentratsiooni, temperatuuri ja kulustruktuuriga.
