海水淡水化および海洋工学におけるチタン加熱管の応用

海水および海洋環境は、金属加熱機器にとって最も困難な腐食シナリオの 1 つです。高濃度の塩化物イオン、塩水噴霧浸食、海洋微生物による腐食により、通常のステンレス鋼製加熱管に急速な孔食や穴あきが発生します。チタン製加熱管は、比類のない海水耐食性を備え、海水淡水化、海洋プラットフォーム、船舶設備などの分野での加熱システムの標準素材となっており、その耐用年数はステンレス鋼の数倍、場合によっては数十倍に達します。

チタンの海水中での優れた耐食性は、その安定した自己修復性の酸化膜によるものです。-チタンが海水にさらされると、表面に数ナノメートルの緻密な二酸化チタン不動態皮膜が急速に形成されます。この皮膜は、高濃度の塩化物イオンを含む海水中での安定性が非常に強く、ステンレス鋼の不動態皮膜のように塩化物イオンによって破壊されることがありません。さらに重要なことは、酸化膜が磨耗や磨耗によってわずかに損傷すると、酸素を含む海水環境内で直ちに自己修復でき、常に保護層の完全性を維持することができます。--海水に数十年浸漬した後でも、チタンの腐食速度はほとんど無視でき、表面は依然として金属光沢を維持できます。

海水淡水化の分野では、チタン製加熱管が MSF (多段フラッシュ) および MED (多段効用蒸留) 脱塩プロセスで広く使用されています。-高温ブライン加熱および熱交換リンクにおいて、チタンチューブは、銅合金やステンレス鋼に一般的に存在する孔食や隙間腐食のリスクがなく、高濃度ブラインと高温の二重作用下で長期間安定して動作できます。-チタンチューブは初期投資が高くなりますが、20年以上の耐用年数とメンテナンス費用がほぼゼロであるため、トータルのライフサイクルコストは低くなります。近年、大規模な海水淡水化プロジェクトの建設に伴い、チタン製加熱管や熱交換管の用途が急速に拡大しています。

海洋工学や船舶設備においても、チタン製加熱管は重要な用途に使用されています。海洋石油プラットフォームには、生成水の処理と化学試薬の加熱のための加熱システムが必要ですが、チタン材料は海水と石油媒体の二重腐食に十分に耐えることができます。船舶では、長期にわたる海洋腐食環境に適応するために、チタンは海水加熱システムやバラスト水処理システムなどに使用されています。-沿岸の発電所や化学プラントでは、チタン加熱管も海水熱交換システムに好まれる素材です。

海洋用途のチタン加熱管は、設計と選択の点でいくつかの点に注意する必要があります。まず、水素脆化を防止します。- 水素吸収を引き起こす不適切な陰極防食や酸洗操作を避けてください。次に、海水を含む高流量および砂-での耐浸食性 - を考慮し、より厚いチューブ壁または表面強化処理を選択できます。第三に、ガルバニック腐食を防止します- チタンが他の金属と接続されている場合、他の金属の腐食が促進されるのを避けるために絶縁処理を行う必要があります。第 4 に、適切なチタン グレードを選択します。- 工業用純チタン (TA1、TA2) はほとんどの海水加熱シナリオに対応でき、チタン合金は高強度の要件に合わせて選択できます。-。

表 1 海水加熱用途におけるさまざまな材料の性能比較

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優れた海水耐食性と長寿命の信頼性を備えたチタン加熱管は、海洋工学や海水淡水化分野において最もコスト効率の高い加熱ソリューションとなっています。{0}{1}