การเชื่อมด้วยระเบิดของไทเทเนียม-แผ่นท่อเหล็กหุ้มในการบำบัดน้ำทะเล

การแยกเกลือออกจากน้ำทะเลทำให้เกิดความต้องการพิเศษกับอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน การรวมกันของความเข้มข้นของคลอไรด์ที่สูง อุณหภูมิในการทำงานที่สูงขึ้น และการไหลอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่วัสดุทั่วไปจะสลายตัวอย่างรวดเร็ว ไทเทเนียมมีความต้านทานต่อน้ำทะเลและการกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์-เป็นเลิศ แต่แผ่นท่อไทเทเนียมที่เป็นของแข็งยังคงมีราคาแพงมากสำหรับโรงแยกเกลือขนาดใหญ่- ข้อจำกัดทางเศรษฐกิจได้ขับเคลื่อนอุตสาหกรรมไปสู่โซลูชันที่หรูหรา: แผ่นท่อเหล็กหุ้มไทเทเนียม-ที่ผลิตผ่านการเชื่อมด้วยระเบิด

• ความท้าทายในการกัดกร่อนในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจากการแยกเกลือ

 

โรงงานแยกเกลือไม่ว่าจะใช้-กระบวนการแฟลช (MSF) แบบหลายขั้นตอน (MSF) การกลั่นด้วยเอฟเฟ็กต์หลาย- (MED) หรือกระบวนการรีเวอร์สออสโมซิส (RO) ต่างก็พึ่งพาเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือก-และ-แบบท่ออย่างกว้างขวาง หน่วยเหล่านี้จัดการกับน้ำเกลือที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้แผ่นท่อถูกโจมตีอย่างต่อเนื่องจากไอออนคลอไรด์ ไทเทเนียมและโลหะผสมมีความทนทานต่อน้ำทะเล สารละลายคลอไรด์ และคุณสมบัติการกัดเซาะของของไหล-ได้ดีเยี่ยม ซึ่งทำให้เป็นโลหะที่เลือกใช้สำหรับระบบระบายความร้อนด้วยน้ำแนวชายฝั่งและน้ำกร่อย- โลหะจะก่อตัวเป็นฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาแน่นและเสถียรตามธรรมชาติเมื่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ ซึ่งช่วยป้องกันการกัดกร่อนแบบรูพรุนและการโจมตีด้วยรอยแยกที่รบกวนเหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะผสมทองแดงในน้ำเกลือ

 

อุปสรรคย่อมมีต้นทุนเสมอ ไทเทเนียมมีราคาแพง และการผลิตแผ่นท่อทั้งหมดจากอุปกรณ์ขับเคลื่อนไทเทเนียมแข็งมีค่าใช้จ่ายเกินขีดจำกัดในทางปฏิบัติสำหรับการติดตั้งระบบแยกเกลือออกจากน้ำทะเลขนาดใหญ่ นี่คือจุดที่วัสดุหุ้มเข้าสู่ภาพ

การเชื่อมด้วยการระเบิดหรือที่เรียกว่าการหุ้มด้วยการระเบิด ยังคงเป็นวิธีการทางอุตสาหกรรมที่โดดเด่นในการผลิตแผ่นคอมโพสิตไทเทเนียม กระบวนการนี้ใช้การควบคุมการระเบิดเพื่อเร่งแผ่นหุ้มไทเทเนียมไปยังพื้นผิวเหล็กด้วยความเร็วสูง แรงดันกระแทกจะสร้างพันธะทางโลหะวิทยาระหว่างโลหะทั้งสองชนิดที่แตกต่างกันที่อุณหภูมิแวดล้อม-กระบวนการเชื่อมในสถานะของแข็ง- ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงสารประกอบที่เชื่อมระหว่างผิวและการบิดเบือนจากความร้อนที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมฟิวชัน

ส่วนต่อประสานที่ได้จะมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาเป็นคลื่น ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการเชื่อมด้วยระเบิดที่ประสบความสำเร็จ โครงสร้างคลื่นเป็นคาบนี้ โดยทั่วไปจะมีความยาวคลื่นและแอมพลิจูดที่วัดได้ในหลายร้อยไมครอน ซึ่งเป็นผลมาจากคลื่นเฉือนพลาสติกและการกวนที่รุนแรงเฉพาะที่ระหว่างเหตุการณ์การระเบิด ส่วนต่อประสานแบบคลื่นให้การประสานทางกลและความแข็งแรงพันธะที่เหนือกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับส่วนต่อประสานแบบเรียบ โดยมีเอกสารความต้านทานแรงเฉือนสูงถึง 150–200 MPa ในบางการใช้งาน ความต้านทานแรงเฉือนของอินเทอร์เฟซเกิน 210 MPa

การผลิตแผ่นท่อและประสิทธิภาพของ

 

-แผ่นท่อหุ้มไทเทเนียมที่ผลิตโดยการเชื่อมแบบระเบิดจะรวมชั้นไทเทเนียม-โดยทั่วไปแล้วเป็นไทเทเนียมบริสุทธิ์เกรด 1 หรือเกรด 2 ในเชิงพาณิชย์-เข้ากับแผ่นรองหลังที่เป็นเหล็กกล้าคาร์บอน เช่น SA516 Gr.70 หรือ Q345R โดยทั่วไปความหนาของชั้นไทเทเนียมจะอยู่ระหว่าง 3 ถึง 8 มม. ซึ่งให้ค่าเผื่อการกัดกร่อนที่เพียงพอสำหรับ-การสัมผัสน้ำทะเลในระยะยาว พื้นผิวที่เป็นเหล็กมีความแข็งแรงและความแข็งแกร่งของโครงสร้างที่จำเป็นในการรองรับมัดท่อและทนต่อแรงกดทับ ในขณะที่แผ่นหุ้มไทเทเนียมจะรับมือกับสภาพแวดล้อมที่มีน้ำเกลือที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

พันธะทางโลหะวิทยาระหว่างสองชั้นมีความสมบูรณ์และต่อเนื่อง เป็นไปตามข้อกำหนดของ ASTM B898 ซึ่งเป็นข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับแผ่นหุ้มโลหะที่เกิดปฏิกิริยาและทนไฟสำหรับใช้กับภาชนะรับความดัน การตรวจสอบด้วยอัลตราโซนิกหนึ่งร้อยเปอร์เซ็นต์จะตรวจสอบความสมบูรณ์ของพันธะ โดยมาตรฐานคุณสมบัติโดยทั่วไปกำหนดให้มีอัตราพันธะที่ 98% หรือสูงกว่า

กรณีทางเศรษฐกิจสำหรับแผ่นท่อหุ้มไทเทเนียม-นั้นน่าสนใจ เมื่อเปรียบเทียบกับไทเทเนียมแข็ง โครงสร้างแบบหุ้มจะช่วยลดต้นทุนวัสดุได้ 35 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ การประมาณการบางอย่างทำให้ประหยัดได้ประมาณร้อยละ 40 ในขณะที่ยังคงความต้านทานการกัดกร่อนที่เท่าเทียม ประสิทธิภาพด้านต้นทุนนี้ทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำทะเลที่เหนือกว่าของไททาเนียมสามารถเข้าถึงได้สำหรับโครงการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลขนาดใหญ่- ซึ่งไททาเนียมที่เป็นของแข็งอาจไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจ

การผลิตต้องใส่ใจในรายละเอียดอย่างระมัดระวัง การเจาะรูท่อในแผ่นหุ้มต้องใช้เครื่องมือปลายคาร์ไบด์-โดยรักษาความเร็วตัดไว้ที่ช่วง 15–20 ม./นาที เพื่อป้องกันการหลุดล่อนของชั้นไทเทเนียม การเชื่อมแผ่นท่อ-ถึง-ต้องใช้แผ่นป้องกันก๊าซเฉื่อย-โดยทั่วไปคืออาร์กอน- โดยมีกระแสอยู่ในช่วง 90–110 A เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชันที่ผิว อุณหภูมิการออกแบบควรอยู่ที่หรือต่ำกว่า 300 องศาเพื่อลดความเสี่ยงของการเปราะของไฮโดรเจน ข้อต่อการเปลี่ยนผ่านระหว่างแผ่นท่อหุ้มไททาเนียมกับท่อเหล็ก โดยทั่วไปจะดำเนินการได้สำเร็จโดยใช้ชิ้นส่วนการเปลี่ยนผ่านของเหล็กไททาเนียม

ประสบการณ์ภาคสนามกับ-แผ่นท่อหุ้มไททาเนียมเชื่อม-ระเบิดในบริการแยกเกลือออกมาเป็นเชิงบวก การทดสอบประสิทธิภาพในโรงแยกเกลือออกจากน้ำทะเลแสดงให้เห็นถึงการบำรุงรักษาประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่สม่ำเสมอแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูง- การหุ้มไทเทเนียมจะรักษาความสมบูรณ์ของฟิล์มพาสซีฟออกไซด์ภายใต้สภาวะการหมุนเวียนด้วยความร้อน โดยมีการบันทึกประสิทธิภาพในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -40 องศา ถึง 300 องศา การศึกษาการสัมผัสสารในระยะยาวในสภาพแวดล้อมทางทะเลแสดงให้เห็นว่าแทบจะไม่สามารถวัดการกัดกร่อนได้หลังจากใช้งานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหนึ่งทศวรรษ

การผลิตแผ่นท่อหุ้มไทเทเนียม-สำหรับการใช้งานแยกเกลือออกจากน้ำทะเลเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดไว้ รวมถึง ASTM B898 และมาตรฐานจีน NB/T 47002.3 โปรโตคอลการประกันคุณภาพประกอบด้วยการทดสอบอัลตราโซนิกของส่วนต่อประสานของพันธะ การทดสอบทางกลของความต้านทานแรงเฉือน และการตรวจสอบมิติของรูปแบบรูท่อ มาตรฐานเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแผ่นท่อหุ้มมีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์ประสิทธิภาพเช่นเดียวกับไทเทเนียมแข็งในการให้บริการภาชนะรับความดัน
 

เนื่องจากความสามารถในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลยังคงขยายตัวทั่วโลก ความต้องการ-ส่วนประกอบแลกเปลี่ยนความร้อนที่ทนต่อการกัดกร่อนอย่างมีประสิทธิภาพ- ก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย การเชื่อมด้วยการระเบิดของแผ่นท่อเหล็กหุ้มไทเทเนียม-นำเสนอเทคโนโลยีที่สมบูรณ์และผ่านการพิสูจน์แล้ว ซึ่งสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการกัดกร่อนกับต้นทุนต้นทุน กระบวนการนี้สร้างพันธะทางโลหะวิทยาที่เชื่อถือได้ วัสดุเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมที่กำหนดไว้ และประสบการณ์การปฏิบัติงานยืนยัน-ความทนทานในระยะยาวในการให้บริการน้ำทะเล สำหรับผู้ออกแบบและผู้ปฏิบัติงานโรงงานแยกเกลือ แผ่นท่อหุ้มไททาเนียม-ถือเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ใช้งานได้จริงสำหรับหนึ่งในความท้าทายด้านวัสดุที่ยั่งยืนของอุตสาหกรรม

ติดต่อได้เลย