قد يكون اختيار المواد المناسبة للاستخدام في البيئات المائية أمرا صعبا ، لكن سبائك النيكل عالية الأداء مجهزة جيدا للتعامل مع المهمة. تقدم الأنظمة المائية ، خاصة تلك التي تستخدم مياه البحر ، العديد من العوامل التي تؤثر على ملاءمة المواد. هذه الأنظمة جزء لا يتجزأ من مختلف الصناعات ، بما في ذلك إنتاج النفط والغاز البحري والشحن وتحلية المياه وبعض العمليات الصناعية. تعتمد العديد من هذه التطبيقات على مياه البحر للتبريد ، والتي تلعب دورا مهما في تشغيلها. يتضمن اختيار المواد المناسبة لكل مكون من مكونات النظام المائي موازنة مقاومة التآكل مع اعتبارات التكلفة. تم تصميم العديد من سبائك النيكل للبيئات المائية ، مما يوفر حلولا فعالة. ومع ذلك ، من الضروري أولا فهم العوامل التي تؤثر على اختيار المواد.
الاعتبارات الرئيسية في اختيار المواد
التآكل هو الشاغل الأساسي عند اختيار المواد. يمكن أن يؤدي تآكل المكونات الهامة إلى فشل النظام بمرور الوقت. البيئات المائية ، خاصة تلك التي تنطوي على مياه البحر ، شديدة التآكل لمعظم المعادن والسبائك. يبدأ التآكل المائي في الأكسدة ، ويشكل طبقة أكسيد واقية. المواد التي تطور طبقة أكسيد كثيفة ومستقرة محمية بشكل أفضل من المزيد من التآكل. في المقابل ، فإن طبقات الأكسيد غير المستقرة ، مثل الصدأ ، أكثر عرضة للاختراق. ومع ذلك ، يمكن للمواد العدوانية مثل حمض الهيدروكلوريك أن تضر حتى بالطبقات الواقية القوية ، مما يؤدي إلى تآكل أعمق ومشاكل السلامة الهيكلية. في حين أن تدابير الحماية المختلفة ، مثل الطلاء أو الدهانات ، يمكن أن تخفف من التآكل ، فمن الأفضل أن تبدأ بسبيكة معدنية مقاومة بطبيعتها لمياه البحر والظروف المائية الأخرى. بالإضافة إلى مقاومة التآكل ، يجب أن تتحمل المواد أيضا تكسير التآكل الناتج عن الإجهاد ، خاصة في البيئات المائية الأكثر قسوة. تشمل العوامل الأخرى التي تؤثر على اختيار المواد سرعة السوائل ، والتي تؤثر على تحجيم الأنابيب والصمامات ، مما يزيد من تكاليف المشروع. يمكن أن تؤدي سرعات السوائل العالية إلى زيادة الضغط ، مما يؤدي إلى تسريع التآكل. على العكس من ذلك ، يمكن للأقطار الأكبر أن تقلل الضغط ولكنها قد ترفع أيضا التكاليف وتسمح بدخول المزيد من الأكسجين إلى النظام ، مما قد يزيد من مخاطر التآكل. قد تكون بعض المواد أيضا عرضة للتآكل والتنقر الناتج عن الشقوق ، مما يؤثر على طول عمرها وسلامتها.
درجة حرارة التشغيل هي اعتبار آخر في البيئات المائية. على سبيل المثال ، في إنتاج النفط والغاز ، قد تواجه المواد درجات حرارة عالية يمكن أن تؤدي إلى تفاقم مشاكل التآكل. تقدم مياه البحر تعقيدات إضافية ، لا تحتوي على الماء فحسب ، بل تحتوي أيضا على أملاح غير عضوية ومواد عضوية وغازات مذابة. هذه العناصر ضرورية في اختيار المواد لتطبيقات النفط والغاز البحرية والشحن. بصفتك مصمما مكلفا باختيار المواد لهذه الظروف الصعبة ، يجب أن تفكر في سرعة السوائل ، والتهوية ، ودرجة حرارة التشغيل ، وضغط الماء ، والبيئة البحرية المحلية ، بما في ذلك القاذورات البحرية المحتملة وأنواع الكائنات الحية الموجودة.
سبائك النيكل المناسبة
لحسن الحظ ، تم تصميم العديد من سبائك النيكل عالية الأداء للتفوق في الظروف المائية الصعبة ، والعديد منها متوفر من Corrotherm.
INCONEL Alloy 625هو خيار متعدد الاستخدامات لمختلف التطبيقات الصناعية ، بما في ذلك استخدام مياه البحر. إنه مقاوم بشكل خاص للتنقر ، وتآكل الشقوق ، وتكسير التآكل الناتج عن إجهاد أيون الكلوريد - وهي مشكلات شائعة في أنظمة مياه البحر. تمكنها قوة التعب العالية من التآكل وقوة الشد من تحمل الضغط الشديد. نتيجة لذلك ، يستخدم INCONEL 625 على نطاق واسع في الصناعة البحرية ، بما في ذلك شفرات المروحة ومحركات الدفع وخطوط أنابيب الغاز الحامض والمبادلات الحرارية لمياه البحر.
INCONEL Alloy C-276هو خيار ممتاز آخر للبيئات المائية. تستخدم سبيكة النيكل والكروم والموليبدينوم هذه في العديد من العمليات الكيميائية التي تنطوي على مياه البحر أو المحلول الملحي ، وكذلك في سوائل رؤوس آبار الغاز ومحطات معالجة سوائل النفايات. يوفر مقاومة استثنائية لمياه البحر ، خاصة في ظل ظروف الشقوق.
على الرغم من تجاهل INCONEL Alloy 22 في بعض الأحيان ، إلا أنها منافس قوي لبعض التطبيقات المائية. توفر تركيبة النيكل والحديد والكروم قوة عالية ومقاومة جيدة للتآكل ، مما يجعلها مناسبة للاستخدامات البحرية. والجدير بالذكر أنه يعمل بشكل جيد في درجات حرارة مرتفعة مقارنة بالعديد من سبائك النيكل الأخرى.
يتم استخدام MONEL Alloy 400أيضا في التطبيقات البحرية بسبب مقاومتها لمياه البحر المتدفقة بسرعة. كمادة أكثر فعالية من حيث التكلفة ، فهي تساعد في الحفاظ على انخفاض نفقات المشروع الإجمالية وتستخدم لحماية الأمواج على رافعات المنصات وأرجل الصرح الفولاذية على الحفارات البحرية ، وكذلك لصهاريج التخزين التي تحتوي على البنزين أو مياه الشرب.
