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海水淡化处理设备中钛管的优点有哪些?

发布时间:2022-07-11 丨 浏览次数:0768

在当今社会,我们处在水环境紧张的局面,也逐渐意识到海水淡化可以减轻用水状况。

海水淡化的意义主要是提供了淡水资源的的不足问题,为人类的工农业生产提供了水的资源。同时为远离大陆,在海里航行的人,提供了生活的淡水,为蒸汽机提供淡水。

那什么是海水淡化处理设备呢?

海水淡化设备是指专门用来淡化海水的设备,海水淡化主要采用两种方法淡化海水,即蒸馏法和反渗透法将海水进行淡化处理。

热法蒸馏技术类型的海水淡化项目中,钛焊管是作为海水淡化设备装置蒸发器和冷凝器的导热管(换热管)及其他需要经常与海水接触的管道的常用材料

钛焊管在海水淡化领域的性能优点

钛焊接管,简称钛焊管,包括钛焊接管和钛焊接轧制管,是通过焊接方式成型的周边有接缝的长条型的钛金属材质的管材,是区别于钛无缝管的另一种成型工艺的管材。

极强的抗腐蚀性能

钛是一种非常活泼的金属,其平衡电位很低,在介质中的热力学腐蚀倾向大。但实际上钛在许多介质中很稳定,如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。这是因为钛和氧有很大的亲和力,在空气中或含氧的介质中,钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜,保护了钛基体不被腐蚀。即使发生机械磨损也会很快自愈或重新再生。这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属。介质温度在315℃以下,钛的氧化膜始终保持这一特性。

正因为如此,钛管是海水淡化设备换热器的SHOU选材料。由于海水腐蚀性强,当管材使用铜、碳钢或不锈钢时,海水作为冷却介质会对管材产生严重腐蚀,显著降低热交换器的使用寿命,因此钛材是非常好的替代材料,不仅可以减少设备的更换次数,同时也可以提高经济效益。

较好的换热性能

钛的导热系数虽然比钢和铜低,但由于钛有着优异的耐腐蚀性能,且表面与蒸汽的换热方式为滴状冷凝,通过减薄壁厚,可减少热阻,同时钛表面不结垢也可减少热阻,使钛的换热性能显著提高。

根据已有海水淡化项目表明,即使水流速为10m/s,钛管也不会出现任何剥蚀、孔蚀或冲击腐蚀。另外在水流速为3~5m/s的钛制海水淡化设备中,生物污堵现象是很轻微的。全世界已有数百万米的钛管在海水淡化项目中使用,已经很好地证明了其可靠性。

钛管既可以作为海水淡化设备装置蒸发器和冷凝器的导热管(也称换热管),也可作为其他需要经常与海水接触的管道的材料。

作为海水淡化设备中的导热管,表3给出了部分厂家多效蒸馏装置所用材质。可以看出:在使用钛材的多效蒸馏装置中,钛多用在蒸发器的D1排管和冷凝器的冷凝管。


海水淡化设备中钛管将逐渐替代原来的铜合金管,两者相比,钛管具有以下优点:

1、钛管的导热性好。

钛热导率为17W/(m·k),铝黄铜的为l00W/(m·k),70/30白铜的为29W/(m·k),钛的热导率较小。但使用薄壁钛管,导热性虽然比铝黄铜差,但与90/10白铜相当,比70/30白铜的要好。

2、同样作业条件下,钛管的壁厚更薄,管材用量更少

一般情况下,铜合金管等壁厚为0.9mm~1.2mm;用钛管代替,在腐蚀性小的地方,可用壁厚为0.3mm~0.5mm的薄壁管。

3、使用钛管的性价比更高。

钛管价格可与铜合金管抗衡,由于钛的密度低,壁厚相同时,同等长度的钛管质量只是铜合金管的50%,当钛管壁厚为铜合金管的50%时,相同传热面积的钛管质量仅为铜合金管的1/4。可见,钛管在价格方面是有竞争力的。

4、钛管的使用寿命更长。

由于海水常混有泥沙、海生物,它们在传热管内及管端附着,会侵蚀铜合金管,铜合金还会受海水中Br-的腐蚀。但在使用时由于从外界环境中引入的氢叫外氢,具体的说是通过以下几种途径在金属表面产生活性氢原子,然后进入金属中:

(1)钛制设备所处的介质中含有分子氢,例如高温氢气氛。

(2)钛发生全面腐蚀或者局部腐蚀产生的氢被钛吸收。例如钦的缝隙腐蚀常伴随着吸氢。

(3)钛与负电性金属发生电偶腐蚀或阴极保护过保护时产生的氢。

后两种由电化学腐蚀阴极引起的钦氢脆更频繁,而且不需要高温高压就可以发生,更应引起重视

随着钛工业的发展,钛材的应用领域已越来越广泛。钛管作为海水淡化设备中良好的管材材料,将随着海水淡化热法项目的应用推广发展,得到越来越广泛的应用。

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