Anwendung von Edelstahl in Meerwasserentsalzungsprojekten

Wasser ist die wichtigste Ressource der Menschheit. Aufgrund der Bevölkerungsausweitung und des steigenden Wasserverbrauchs wurden die Süßwasserressourcen kontinuierlich reduziert und das Problem der Wasserknappheit in vielen Gebieten der Welt immer deutlicher. Zwei Drittel der Erdoberfläche sind von Wasser bedeckt, aber 97 % der Wasserreserven sind Meer- und Brackwasser. Um Meerwasser zu verwenden, muss es entsalzt werden. Daher ist die Meerwasserentsalzung entstanden und entwickelt sich rasant.

Die im Entsalzungsprozess verwendeten Geräte und Materialien müssen korrosionsbeständig sein. Die Auswahl- und Konstruktionsprinzipien der Materialien hängen von der Einsatzumgebung der Materialien ab. Edelstahl hat sich aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit und Langlebigkeit zu einem idealen Material entwickelt und wird in verschiedenen Entsalzungsprojekten verwendet.

Der in Meerwasserentsalzungsprojekten verwendete Edelstahl erfordert eine gute Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen komplexen Umgebungen. Austenitischer Edelstahl 316L und 317 sind die wichtigsten Materialien für die Herstellung von Meerwasserentsalzungsanlagen. 316L kann Korrosion in der Meeresumwelt widerstehen, aber langfristiges Eintauchen in Meerwasser führt zu Lochfraß und Spaltkorrosion.

Die Lochkorrosion von rostfreiem Stahl, der in Entsalzungsanlagen zur Verarbeitung von heißem, konzentriertem Meerwasser in einer Chloridionen enthaltenden Umgebung verwendet wird, ist sehr bemerkenswert. Obwohl der Sauerstoffmangel in heißem Meerwasser die Tendenz zu Lochfraßkorrosion verringert und 316L-Edelstahl das traditionelle Material für Verdampfer ist, verwenden die meisten modernen mehrstufigen Schnellentsalzungsanlagen (MSF) keinen 316L-Edelstahl, und die meisten Hersteller von Entsalzungsanlagen fangen damit an benutzen Duplex-Edelstahl als Alternativmaterial.

Der Grund, warum Duplex-Edelstahl nach und nach zu einer wichtigen Edelstahlsorte für die Meerwasserentsalzung geworden ist, liegt in seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in der Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion. Spannungsrisskorrosion ist eine Korrosionsmethode, bei der das Material unter der Bedingung einer bestimmten Temperatur, eines Materials in einer korrosiven Umgebung und des Vorhandenseins von Zugspannung plötzlich versagt. Die Festigkeit von Duplex-Edelstahl ist doppelt so hoch wie die von austenitischem Edelstahl, insbesondere seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften können die Materialkosten senken. Derzeit wird Duplex-Edelstahl 2205 im Gehäuse des Verdampfers der MSF-Entsalzungsanlage verwendet.

In den letzten Jahren hat der Anbieter von Meerwasserentsalzungsanlagen auch das „Vollduplex“-Konzept eingeführt, d. h. 2205-Duplex-Edelstahl wird in rauen Umgebungen und kostengünstiger Edelstahl in schwächer korrosiven Umgebungen verwendet. Der wirtschaftliche Duplex-Edelstahl ist eine Art wirtschaftlicher Duplex-Edelstahl. Im Vergleich zu Edelstahl 2205 hat es einen geringeren Nickel- und Molybdängehalt und seine Korrosionsbeständigkeit ist ähnlich der von 316L. Aufgrund seiner hohen mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu austenitischem Edelstahl kann der kostengünstige Duplex-Edelstahl das Gewicht der Ausrüstung um 50 % reduzieren und dadurch 35-40 % der Kosten einsparen. Das „vollständige Zweiphasen“-Konzept wurde auf Entsalzungsanlagen mit mehrfacher Destillation (MED) angewendet.

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