Двухуровневые и супер-квартиры дуплексные клапаны Они являются стандартным выбором для применения в морской воде благодаря тому, что изготавливаются из нержавеющей стали и дуплексной стали. Используемый в клапане сплав содержит как феррит, так и аустенит, что обеспечивает улучшенную прочность и устойчивость к хлоридам.
Кроме того, супердуплексная сталь — это более высоколегированная, высокоэффективная версия. Она лучше устойчива к точечной коррозии и коррозионному растрескиванию под воздействием хлоридов, чем стандартная дуплексная сталь.
В этой статье более подробно рассматривается, почему двухпоршневой затвор и супер дуплексные клапаны идеально подходят для применения в морской воде.
Что такое двухсторонний поворотный затвор?
двухквартирный или Поворотный затвор, пригодный для использования в морской воде Это четвертьоборотный регулирующий клапан. Диск и корпус изготовлены из дуплексной или супердуплексной нержавеющей стали.
‘Термин ’дуплекс» относится к металлическому сплаву, а не к типу задвижки. Он представляет собой аустенитно-ферритную микроструктуру стального сплава.
- аустенитная сталь Обладает антикоррозионными и прочными свойствами.
- Ферритная сталь Обеспечивает устойчивость к нагрузкам и коррозионному растрескиванию под напряжением.
В совокупности они обеспечивают лучшие эксплуатационные характеристики, чем каждый из них по отдельности. Дуплексная сталь 2205 и супердуплексная сталь 2507 — это два сорта, которые часто используются для изготовления поворотных затворов для морской воды.
В чём разница между Duplex 2205 и Super Duplex 2507?
Как дуплексная сталь 2205, так и супердуплексная сталь 2507 превосходят нержавеющую сталь по своим характеристикам. Однако они разработаны для разных условий эксплуатации.
Их ключевые различия заключаются в содержании легирующих элементов, которое напрямую влияет на их устойчивость к воздействию хлоридов.
Клапаны, предназначенные для работы в морской воде, из стали марки 2205 подходят для умеренных условий эксплуатации. Супердуплексная сталь марки 2507 выдерживает самые агрессивные условия морской воды и рассола.
Каждая оценка выставляется по следующим критериям: ПРЕН, что означает Эквивалентное число сопротивления питтинговой коррозии. Это “оценка” или балл, который инженеры используют для измерения того, насколько хорошо металл противостоит точечной коррозии.
Ниже приведены характеристики каждой категории:
Дуплекс 2205 (UNS S31803 / S32205: ASTM A182 F51)
- Содержит 22% хром, 5% никель и 3% молибден.
- Достигает показателя PREN приблизительно в 35.
- Предел прочности на растяжение примерно вдвое выше, чем у нержавеющей стали 316L (~620 МПа против ~480 МПа).
- Обрабатывает солоноватую воду, контуры охлаждения и водозаборы с низкой соленостью в прибрежной зоне.
- Экономически выгодное решение в случаях, когда контакт с морской водой происходит периодически или уровень хлоридов остается ниже 10 000 ppm.
Супердуплексная сталь 2507 (UNS S32750: ASTM A182 F53)
- Содержит 25% хрома, 7% никеля, 4% молибдена и 0,3% азота.
- Достигается значение PREN приблизительно 43, что соответствует пороговому значению ≥40 для непрерывной эксплуатации в морской воде.
- Предел текучести достигает приблизительно 550 МПа, что позволяет создавать профили с более тонкими стенками и более легкие конструкции.
- Предпочтительно использовать в системах обратного осмоса (RO) с подачей сырья под высоким давлением, работающих при давлении 55–80 бар.
- Стандартные материалы для морских систем подъема морской воды, сетей пожаротушения и линий закачки сточных вод.
Подходит ли дуплексная нержавеющая сталь для использования в морской воде?
Да, дуплексные и супердуплексные марки стали были специально разработаны для сред с высоким содержанием хлоридов и морской воды.
Стандартные клапаны из нержавеющей стали 316L При повышенных температурах при содержании хлоридов выше 1000 ppm начинают образовываться ямки. Соленая вода содержит от 19 000 до 35 000 ppm хлоридов. Следовательно, она непригодна для непосредственного использования в морской воде в большинстве промышленных применений.
Решение заключается в использовании либо дуплексного 2205, либо супердуплексного 2507 в зависимости от уровня солености.
- Стандарт Duplex 2205 повышает планку до PREN ~35. Он охватывает солоноватую воду и прибрежные водозаборы с низкой соленостью. Однако для морской воды полной концентрации, особенно при температуре выше 25°C, инженеры требуют PREN ≥ 40.
- Супердуплексная сталь 2507 имеет показатель PREN ~43. Она устойчива к коррозионному растрескиванию под воздействием хлоридов, распространенному виду разрушения для таких марок стали, как 304 и 316L.
Сравнение коррозионной стойкости: распространенные материалы для клапанов, предназначенных для работы в морской воде.
В таблице ниже приведено сравнение наиболее распространенных материалов, из которых изготавливаются клапаны, используемые в системах опреснения морской воды.
Более высокое значение PREN означает лучшую устойчивость к образованию точечных повреждений, вызванных хлоридами.
| Материал | Cr (Хром) % | Мо (Молибден) % | ПРЕН | Пригодность для использования в морской воде |
|---|---|---|---|---|
| Нержавеющая сталь 316L | от 16 до 18 | 2–3 | ~24 | Не рекомендуется: риск образования ямок при концентрации хлоридов выше 1000 ppm. |
| Двухуровневая квартира 2205 | 22 | 3 | ~35 | Подходит для забора солоноватой воды и воды с низкой соленостью в прибрежных районах. |
| Супер Дуплекс 2507 | 25 | 4 | ~43 | Предпочтительно для использования в неразбавленной морской воде и рассоле. |
| Титан марки 2 | — | — | Н/Д | Повышенная устойчивость: значительно более высокая стоимость |
Основные преимущества дуплексных и супердуплексных клапанов
Инженеры выбирают клапаны для работы с морской водой по следующим причинам:
- Устойчивость к точечной и щелевой коррозии
Высокое содержание молибдена и азота предотвращает коррозию хлоридами кромок диска, штока и седла клапана. Именно эти участки наиболее уязвимы для щелевой коррозии в клапанных узлах.
- Высокая механическая прочность
Предел текучести дуплексной стали 2205 составляет приблизительно 450 МПа, по сравнению со 170 МПа у стали 316L. Это позволяет инженерам проектировать компоненты с более тонкими стенками без снижения допустимого давления. Таким образом, снижается вес в надводных конструкциях морских сооружений.
- Устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением
Ферритная фаза в дуплексной стали препятствует распространению трещин. Чистые аустенитные марки растрескиваются под воздействием растягивающего напряжения и хлоридов. Дуплексные марки не растрескиваются, что является критически важным преимуществом для трубопроводов высокого давления в опреснительных установках.
- Снижение затрат на протяжении всего жизненного цикла
В системах, работающих в морской воде, дисковые затворы, рассчитанные на использование в морской воде, могут прослужить вдвое дольше, чем аналогичные изделия из стали марки 316L. Сокращение затрат на замену и времени простоя имеет важное значение в морских районах, где техническое обслуживание затруднено или обходится очень дорого.
- Широкий диапазон рабочих температур
Марки 2205 и 2507 демонстрируют превосходные характеристики, начиная с криогенных температур до 300 °C. Этот диапазон включает в себя линии предварительной обработки, обратного осмоса и последующей обработки в рамках одной опреснительной установки без каких-либо изменений в спецификации материала клапанов.
Применение клапанов, предназначенных для работы с морской водой, в системах, использующих морскую воду.
Клапаны, предназначенные для работы с морской водой, используются в различных типах систем водоснабжения с использованием морской воды. Вот три основные категории проектов.
Установки для опреснения морской воды
Опреснительные установки представляют собой наиболее сложные задачи. Системы обратного осмоса высокого давления работают при давлении 55–80 бар, а рассол содержит более 40 000 ppm хлоридов. Запорные клапаны регулируют поток на каждом этапе: от забора и фильтрации морской воды до подачи под высоким давлением и сброса рассола. В качестве стандартного материала для клапанов высокого давления и рассола используется супердуплексная сталь 2507.
Морское и подводное проектирование
На морских платформах морская вода используется для систем пожаротушения, обработки балластных вод и закачки сточных вод. Это среды непрерывного действия, полного погружения или зоны разбрызгивания.
Согласно спецификации NORSOK MDS D45, для клапанов, работающих с морской водой, требуется марка стали Superduplex 2507. Это важно для проектов в Северном море и Персидском заливе.
Прибрежный водозабор и сброс воды
В прибрежных муниципальных и промышленных предприятиях для забора морской воды и охлаждающих трубопроводов используются поворотные задвижки большого диаметра. Они рассчитаны на большие потоки при низком давлении.
Дуплексная сталь 2205 подходит для большинства водозаборов в прибрежных районах. Супердуплексная сталь 2507 лучше подходит для электростанций, где высокие температуры повышают риск коррозии.
Приложение: Промышленное использование, промышленное использование воды, бытовое использование
Заключение
Морская вода — агрессивная среда, которая может повредить обычные клапаны из нержавеющей стали. Существует два типа клапанов, способных работать с ней: 2205. дуплексные клапаны и 2507 супер двухпоршневые задвижки.
Подходит ли дуплексная нержавеющая сталь для использования в морской воде? Да, подходит. Но это должно зависеть от содержания хлора в морской воде, температуры и класса давления.
Если вы используете морскую воду в нормальных условиях, без агрессивного содержания хлоридов и высоких температур, целесообразно выбрать дуплексную сталь. Если же требуется дополнительная коррозионная стойкость в окружающей среде, выбирайте супердуплексную сталь.
Клапан ТГ Компания производит и продает поворотные затворы из стали марок 2205 и 2507, которые прекрасно работают с морской водой. Наши специалисты знают все тонкости правильного выбора материалов для опреснения морской воды, морских проектов и проектов использования прибрежных вод.
Наша компания имеет сертификаты ISO 9001, API 609 и CE.
