دوبلکس و سوپر شیرهای دوبلکس به دلیل ساخت آنها با فولاد ضد زنگ و مواد دوبلکس، انتخاب استاندارد برای کاربرد آب دریا هستند. آلیاژ مورد استفاده در شیر شامل هر دو نوع فریت و آستنیت است که باعث بهبود استحکام و مقاومت در برابر کلرید میشود.
علاوه بر این، سوپر داپلکس، نوع آلیاژی بالاتر و عملکرد بالاتری است. این نوع فولاد در مقایسه با فولاد داپلکس استاندارد، در برابر خوردگی حفرهای و ترکخوردگی ناشی از تنش کلریدی مقاومت بهتری دارد.
این مقاله عمیقتر به این موضوع میپردازد که چرا یک شیر پروانه ای دوبلکس و فوق العاده شیرهای دوبلکس برای کاربردهای آب دریا ایدهآل هستند.
شیر پروانهای دوبلکس چیست؟
دوبلکس یا شیر پروانهای مخصوص آب دریا یک شیر کنترل جریان ربع گرد است. دیسک و بدنه از فولاد ضد زنگ دوبلکس یا سوپر دوبلکس ساخته شده است.
‘دوبلکس’ به جای نوع شیر پروانهای، به آلیاژ فلزی اشاره دارد. این شیر شامل یک ریزساختار آستنیتی-فریتی از آلیاژ فولاد است.
- فولاد آستنیتی خواص ضد خوردگی و سختی را فراهم می کند.
- فولاد فریتی در برابر تنشها و ترکخوردگی ناشی از خوردگی تنشی، استحکام میبخشد.
ترکیب این دو ماده، عملکرد بهتری نسبت به استفادهی تک تک آنها به صورت جداگانه ارائه میدهد. داپلکس ۲۲۰۵ و سوپر داپلکس ۲۵۰۷ دو گریدی هستند که اغلب برای شیرهای پروانهای آب دریا مشخص میشوند.
تفاوت بین داپلکس ۲۲۰۵ و سوپر داپلکس ۲۵۰۷ چیست؟
هر دو نوع فولاد داپلکس ۲۲۰۵ و سوپر داپلکس ۲۵۰۷ از فولاد ضد زنگ بهتر عمل میکنند. با این حال، آنها برای شرایط کاری متفاوتی مهندسی شدهاند.
تفاوتهای کلیدی آنها در میزان آلیاژ است که مستقیماً بر میزان مقاومت آنها در برابر حمله کلرید تأثیر میگذارد.
شیرهای آب دریا با گرید ۲۲۰۵ برای محیطهای معتدل مناسب هستند. سوپر داپلکس ۲۵۰۷ مقاومترین شرایط آب دریا و آب نمک را نیز تحمل میکند.
هر درجه با ... سنجیده میشود. پرن, ، که یعنی عدد معادل مقاومت در برابر حفره دار شدن. این یک “درجه” یا امتیازی است که مهندسان برای اندازهگیری میزان توانایی یک فلز در مقابله با خوردگی حفرهای از آن استفاده میکنند.
مشخصات هر درجه در زیر آمده است:
دوبلکس ۲۲۰۵ (UNS S31803 / S32205: ASTM A182 F51)
- حاوی کروم 22%، نیکل 5% و مولیبدن 3% است.
- به PREN تقریباً ۳۵ دست مییابد.
- استحکام کششی تقریباً دو برابر فولاد ضد زنگ 316L است (~620 مگاپاسکال در مقابل ~480 مگاپاسکال).
- آب شور، حلقههای آب خنککننده و آبگیر ساحلی با شوری کم را مدیریت میکند.
- انتخابی مقرون به صرفه که در آن تماس با آب دریا متناوب است یا سطح کلرید زیر 10000 ppm باقی میماند.
سوپر دوبلکس ۲۵۰۷ (UNS S32750: ASTM A182 F53)
- حاوی 25% کروم، 7% نیکل، 4% مولیبدن و 0.3% نیتروژن است.
- به PREN تقریباً ۴۳ دست مییابد که آستانه ۴۰ یا بیشتر برای سرویس مداوم آب دریا را برآورده میکند.
- استحکام تسلیم تقریباً به 550 مگاپاسکال میرسد که امکان ساخت مقاطع دیواره نازکتر و مجموعههای سبکتر را فراهم میکند.
- در خطوط تغذیه فشار بالای اسمز معکوس (RO) که با فشار ۵۵ تا ۸۰ بار کار میکنند، ترجیح داده میشود.
- مواد استاندارد برای سیستمهای بالابر آب دریا در فراساحل، شبکههای آب آتشنشانی و خطوط تزریق آب تولیدی.
آیا فولاد ضد زنگ دوبلکس برای آب دریا مناسب است؟
بله، گریدهای داپلکس و سوپر داپلکس به طور خاص برای محیطهای غنی از کلرید و آب دریا توسعه داده شدهاند.
شیرآلات استاندارد از جنس استیل ضد زنگ 316L در دماهای بالا، بالاتر از ۱۰۰۰ ppm کلرید شروع به تشکیل حفره میکند. آب شور حاوی بین ۱۹۰۰۰ تا ۳۵۰۰۰ ppm کلرید است. از این رو، برای استفاده مستقیم از آب دریا در اکثر کاربردهای صنعتی نامناسب است.
راه حل، بسته به سطح شوری، استفاده از داپلکس ۲۲۰۵ یا سوپر داپلکس ۲۵۰۷ است.
- داپلکس ۲۲۰۵ استاندارد PREN را به حدود ۳۵ میرساند. این استاندارد آبهای لبشور و آبگیرهای ساحلی با شوری کمتر را پوشش میدهد. با این حال، برای آب دریا با غلظت کامل، به ویژه در دماهای بالاتر از ۲۵ درجه سانتیگراد، مهندسان به PREN ≥ ۴۰ نیاز دارند.
- سوپر داپلکس ۲۵۰۷ دارای رتبه PREN ~۴۳ است. این آلیاژ در برابر ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی کلریدی، که یک حالت شکست رایج برای گریدهایی مانند ۳۰۴ و ۳۱۶L است، مقاومت میکند.
مقایسه مقاومت در برابر خوردگی: مواد رایج برای شیرآلات آب دریا
جدول زیر رایجترین مواد شیرآلات مورد استفاده در سرویس آب دریا و نمکزدایی را مقایسه میکند.
PREN بالاتر به معنای مقاومت بهتر در برابر خوردگی حفرهای ناشی از کلرید است.
| مواد | کروم (کروم) % | مو (مولیبدن) % | پرن | مناسب بودن برای آب دریا |
|---|---|---|---|---|
| فولاد ضد زنگ 316L | ۱۶ تا ۱۸ | ۲ تا ۳ | ~24 | توصیه نمیشود: خطر ایجاد حفره بالای ۱۰۰۰ ppm کلرید |
| دوبلکس ۲۲۰۵ | 22 | 3 | ~35 | مناسب برای آبهای لبشور و آبگیرهای ساحلی با شوری کم. |
| سوپر دوبلکس ۲۵۰۷ | 25 | 4 | ~43 | برای سرویس کامل آب دریا و آب نمک ترجیح داده میشود |
| تیتانیوم درجه ۲ | — | — | ناموجود | مقاومت برتر: هزینه به طور قابل توجهی بالاتر |
مزایای کلیدی شیرهای داپلکس و سوپر داپلکس
مهندسان به دلایل زیر شیرهای سرویس آب دریا را انتخاب میکنند:
- مقاومت در برابر خوردگی حفرهای و شکافی
محتوای بالای مولیبدن و نیتروژن، حمله کلرید را در لبههای دیسک، ساقه و سطوح نشیمنگاه مسدود میکند. این نواحی، آسیبپذیرترین نواحی در برابر خوردگی شیاری در مجموعههای سوپاپ هستند.
- مقاومت مکانیکی بالا
استحکام تسلیم داپلکس ۲۲۰۵ تقریباً ۴۵۰ مگاپاسکال است، در مقایسه با ۱۷۰ مگاپاسکال برای ۳۱۶L. این به مهندسان اجازه میدهد تا اجزایی با دیواره نازکتر را بدون کاهش رتبهبندی فشار طراحی کنند. بنابراین، وزن در کاربردهای روسازی فراساحلی کاهش مییابد.
- مقاومت در برابر ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی
فاز فریت در فولاد دوپلکس، انتشار ترک را متوقف میکند. گریدهای آستنیتی خالص تحت ترکیبی از تنش کششی و قرار گرفتن در معرض کلرید ترک میخورند. گریدهای دوپلکس ترک نمیخورند، که یک مزیت حیاتی در لولهکشی آب شیرینکنهای فشار بالا است.
- هزینه چرخه عمر کمتر
در کاربردهایی که شامل سرویس آب دریا میشود، یک شیر پروانهای با گرید آب دریا میتواند دو برابر نسخه 316L دوام بیاورد. کاهش هزینه تعویض و زمان از کارافتادگی در مکانهای فراساحلی که تعمیر و نگهداری به راحتی در دسترس نیست یا بسیار پرهزینه است، مهم است.
- محدوده دمای عملیاتی گسترده
گریدهای ۲۲۰۵ و ۲۵۰۷ هر دو عملکرد بسیار خوبی را از دماهای برودتی تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد نشان میدهند. این محدوده شامل مراحل پیش تصفیه، RO و پس از تصفیه در یک کارخانه نمکزدایی بدون هیچ تغییری در مشخصات مواد شیر میشود.
کاربرد شیرهای آب دریا در سیستمهای آب دریا
یک شیر آب دریا در انواع مختلف سیستمهای آب دریا ظاهر میشود. در اینجا سه دسته اصلی پروژه آورده شده است.
کارخانههای نمکزدایی آب دریا
کارخانههای نمکزدایی چالشبرانگیزترین کاربردها هستند. سیستمهای فشار بالای RO در فشار ۵۵ تا ۸۰ بار با آب نمک حاوی بیش از ۴۰۰۰۰ ppm کلرید کار میکنند. شیرهای پروانهای جریان را در هر مرحله کنترل میکنند: از ورودی آب دریا و فیلتراسیون گرفته تا تغذیه فشار بالا و تخلیه آب نمک. Super duplex 2507 مشخصات استاندارد مواد برای شیرهای فشار بالا و شیرهای سمت آب نمک است.
مهندسی فراساحل و زیر دریا
سکوهای فراساحلی از آب دریا برای سیستمهای آب آتشنشانی، تصفیه آب توازن و تزریق آب تولیدی استفاده میکنند. اینها محیطهای با کارکرد مداوم، غوطهوری کامل یا منطقه پاشش آب هستند.
طبق مشخصات NORSOK MDS D45، گرید مواد مورد نیاز برای شیرهای آب دریا، Superduplex 2507 است. این امر برای پروژههای دریای شمال و خلیج فارس اهمیت دارد.
ورودی و خروجی آب ساحلی
تأسیسات شهری و صنعتی ساحلی از شیرهای پروانهای با قطر بزرگ برای ورودی آب دریا و خطوط خنککننده استفاده میکنند. این شیرها جریانهای بالا را در فشار کم مدیریت میکنند.
داپلکس ۲۲۰۵ برای اکثر آبگیرهای ساحلی مناسب است. سوپر داپلکس ۲۵۰۷ برای نیروگاههایی که دمای بالا خطر خوردگی را افزایش میدهد، بهتر است.
کاربرد: کاربرد صنعتی، آب، کاربرد صنعتی، کاربرد خانگی
نتیجهگیری
آب دریا یک محیط خورنده است که میتواند به شیرآلات استیل ضد زنگ معمولی آسیب برساند. دو نوع شیر وجود دارد که میتوانند با آن مقابله کنند: 2205 شیرهای دوبلکس و 2507 سوپر شیرهای پروانهای دوبلکس.
آیا فولاد ضد زنگ دوپلکس برای آب دریا مناسب است؟ بله، مناسب است. اما باید بر اساس میزان کلر موجود در آب دریا، دما و کلاس فشار باشد.
اگر از آب دریا در شرایط عادی، بدون محتوای کلرید تهاجمی و دمای بالا استفاده میکنید، انتخاب دوپلکس منطقی است. اگر به مقاومت خوردگی اضافی در محیط نیاز دارید، سوپر دوپلکس را انتخاب کنید.
شیر TG شیرهای پروانهای را در گریدهای ۲۲۰۵ و ۲۵۰۷ تولید و به فروش میرساند که با آب دریا کاملاً سازگار هستند. متخصصان ما تمام جزئیات انتخاب مواد مناسب برای نمکزدایی آب دریا، پروژههای فراساحلی و پروژههای استفاده از آب ساحلی را میدانند.
شرکت ما دارای گواهینامههای ISO 9001، API 609 و CE است.
