EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
HI
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
VI
TH
TR
GA
CY
BE
IS
Ruostumaton teräs jätevesien käsittelyssä: materiaalien valinta pumppuja, suodattimia ja hankaavia lietteitä varten
Ruostumaton teräs jätevesien käsittelyssä: materiaalien valinta pumppuja, suodattimia ja hankaavia lietteitä varten
Jätevedenpuhdistamot kuuluvat korroosioherkimpään ja kulumisvaarallisimpaan teollisuusympäristöön. Laitteisto joutuu jatkuvan hyökkäyksen kohteeksi klorideista, sulfideistä, happamista yhdisteistä, vaihtelevista pH-tasoista ja kiintoaineista. Materiaalin valinta keskeisiin komponentteihin, kuten pumppuihin, suodattimiin ja lietteenkäsittelyjärjestelmiin, ei ole pelkkä kustannuskysymys vaan kriittinen päätös, joka määrittää toiminnan luotettavuutta, huoltovälejä ja kokonaiselinkaaren kustannuksia.
Ruostumaton teräs, jolla on luontevasti korroosionkestävyys ja kestävyys, on näissä sovelluksissa keskeinen materiaali. Kaikki ruostumattomat teräkset eivät kuitenkaan ole yhtä hyviä. Väärän laadun valinta voi johtaa katastrofaaliseen ja nopeaan vaurioitumiseen. Tämä opas tarjoaa kohdennetun kehyksen optimaalisen ruostumattoman teräslajin valintaan jätevedenpuhdistamoiden kovissa olosuhteissa.
Ympäristöhaaste: Enemmän kuin pelkkää vettä
Jäteveden korroosiva luonne johtuu useista tekijöistä:
-
Kloridien aiheuttama pistekorroosio ja saumanpohjakorroosio: Ruostumattoman teräksen pääkäyttäjä. Kloridit, joita esiintyy kaikkialla viemari- ja teollisuusjätevesissä, hajottavat ruostumattoman teräksen suojakerroksen, mikä johtaa erittäin paikallistuneeseen ja läpäisevään hyökkäykseen.
-
Mikrobiologisesti aiheutunut korroosio (MIC): Bakteerit, erityisesti sulfattipienentävät bakteerit (SRB), viihtyvät hapettomissa saumoissa (esim. jäännösten alla, rakenteiden murtumissa). Niiden aineenvaihdunnan sivutuotteet synnyttävät erittäin paikallistuneita happamia olosuhteita, jotka nopeuttavat korroosiota.
-
Kulutusvauriot: Lepäävät kiinteät aineet – hiekka, hionta-aineet ja muut partikkelit – toimivat hankaavana lietteenä, joka syöksyy metallipintoja ja nopeuttaa kulumista pumppuissa ja putkistoissa.
-
Kemiallinen hyökkäys: Vetylikaakaasu (H₂S), erityisesti päätyötiloissa ja lietteenkäsittelyalueilla, voi muodostaa rikkihappoa, joka synnyttää erittäin syövyttäviä olosuhteita.
Materiaalien valintapätevyysohje keskeisiin sovelluksiin
Seuraava taulukko tarjoaa nopean viitteen materiaalien valintaan sovelluksen ja ympäristön vakavuuden perusteella.
| Käyttö | Ympäristö ja riski | Suositeltu(t) luokat | Tärkein perustelu |
|---|---|---|---|
| Pumput (imurit, kotelot) | Kohtalaiset kloridit, korkea kulumiskestävyys | Duplex 2205 (UNS S32205/S31803) | Erinomainen lujuus (mahdollistaa ohuemmat ja tehokkaammat suunnitteluratkaisut) ja erinomainen kestävyys kloridien aiheuttamaan pittingiin ja jännityskorrosiohalkeiluun (SCC). Hyvä kulumiskestävyys. |
| Korkeat kloridipitoisuudet, H₂S, erittäin voimakas kulumiskestävyys | Super Duplex 2507 (UNS S32750) | Paras kestävyys pittingiin, saumakohtaiseen korroosioon ja SCC:hen standardien duplex-luokkien joukossa. Poikkeuksellinen lujuus vaativiin kulumisepäjauheisiin. | |
| Vähemmän kriittinen, alhainen kloridipitoisuus | Austeniittinen 316L (UNS S31603) | Hyvä perustaso ei-vaativiin sovelluksiin. Haavoittuvainen halkeamiseen ja jännyskorroosioon lämpimämpiä, korkean kloridipitoisten ympäristöjen vaikutuksesta. | |
| Suodattimet (ruudut, kolerilla varustetut putket) | Jatkuva upotus, likaantuva | Duplex 2205 (UNS S32205) | Resistoi pittingiä jäännösten ja biofilmien alla, jotka voivat aiheuttaa rakokoroosion. Korkea lujuus mahdollistaa hienommassa viitoissa ja kestävämmät ruudut. |
| Erittäin kloridipitoiset tai kemialliset puhdistukset | Super Duplex 2507 (UNS S32750) tai Austeniittinen 904L (UNS N08904) | Käytetään suolaisen veden tunkeutumisen tai aggressiivisten puhdistusaineiden käyttöön perustuvissa laitoksissa. 904L tarjoaa korkean Mo- ja Cu-pitoisuuden parantaen korroosionkestoa. | |
| Kuluttavan lietteen käsittely (putket, venttiilit, sekoittimet) | Korkea kiintoainepitoisuus, voimakas kulumisvaikutus | Duplex 2205 / Super Duplex 2507 | Korkea ominaislujuus tarjoaa paremman kulumiskestävyyden kuin standardiausteniitit. Sitä voidaan pinnoittaa tai päällystää kulumiskohtiin. |
| Erittäin voimakas kulumis- ja korroosio | Karkaistu austeniittinen (esim. SAE 304 noin 200 HB -kovuudella) tai Kulumiskestävän levyn päällys | Sovelluksissa, joissa mekaaninen kulumis on hallitseva vioittumismuoto, valitaan kovempi materiaali. Sitä käytetään usein syklonin vuorauksissa, hiekan erotinlaitteiden osissa. | |
| Yleiskäyttöinen rakenne (käytävät, kaiteet, ruuvit) | Ilmaston altistuminen, roiskeminen | 316L (UNS S31603) | Tarjoaa riittävän kestävyyden suurimmassa osassa tehtaiden ilmaston olosuhteita. Kustannustehokas suurille rakenneteille. |
| Upotus tai voimakas roisketila | Duplex 2205 (UNS S32205) | Välttämätön alueilla, jotka ovat jatkuvasti märkä tai joihin kohdistuu jätteiden virtaa, kuten koskien, altaiden ja upotettujen rakenteiden yhteydessä. |
Tärkeiden lajien tarkka analyysi
1. Austeniittinen 316/316L (UNS S31600/S31603)
-
Tehtävä: Perusarvo "hyvä" ruostumaton teräs. Sen suorituskyky on hyväksyttävä monissa puhdistamossa olevissa osissa, erityisesti ilman altistuksessa ja matalan kloridipitoisessa vedessä.
-
Rajoitukset: Sen heikkous on kloridiväsymisrikkarakenteet (CSCC) , erityisesti lämpimämmässä ympäristössä (yleensä >60°C / 140°F) ja vetojännityksen alaisena. Se on myös altis pienten kuoppien muodostumiselle. Se on usein vähimmäismäärä suositeltu laji märkiin osiin.
2. Duplex 2205 (UNS S32205/S31803)
-
Tehtävä: The työhevonen raskaita olosuhteita varten . Tämä on yleisin 316L:n jälkeen kriittisiin komponentteihin.
-
Edut:
-
2x suurempi myötölujuus 316L:n suhteen, mikä mahdollistaa paineluokan nostamisen tai painon vähentämisen.
-
Erinomainen klooripistekorroosion ja halkeilun kestävyys korkean kromipitoisuuden (22 %), molybdeenin (3 %) ja typpipitoisuuden ansiosta.
-
Hyvä kulumis- ja hankauserottelu korkean lujuutensa ansiosta.
-
Tarjoaa usein parhaan hinnan ja suorituskyvyn suhteen vaativiin sovelluksiin.
-
3. Super Duplex 2507 (UNS S32750)
-
Tehtävä: Premium-ratkaisu aggressiivisimpiin olosuhteisiin.
-
Edut:
-
Jopa korkeampi seosprosentti (25 % Cr, 4 % Mo, 0,3 % N) tarjoaa poikkeuksellisen hyvän kestävyyden kuoppaantumiselle ja vielä korroosiolle .
-
Korkein mekaaninen lujuus standardisista duplex-luokista.
-
Käytetään komponenteissa, joihin kohdistuu merivettä, korkean kloridipitoisia suolavesiä tai vahvoja hapettavia happoja.
-
4. Korkean suorituskyvyn omaavat austeniittiset teräkset (904L, 254 SMO®)
-
Tehtävä: Erikoisratkaisut, joissa duplex-teräkset eivät ole sopivia (esim. erittäin monimutkaisiin valmistettaviin osiin, joissa duplex-hitsaus on ongelmallista).
-
Edut:
-
Erittäin korkea molybdeenin (4,5 %+), kromin ja typen pitoisuus tarjoaa kuoppaantumiskestävyyden, joka on vertailukelpoinen superduplex-teräksiin.
-
Erittäin hyvä rikkihappokestävyys .
-
Usein kalliimpi kuin duplex-luokat eivätkä niillä ole samanlaista mekaanista lujuutta.
-
Luokan ylittävät valinnat: kriittiset seikat
-
Valmistus ja hitsaus: Duplex-terästen hitsauksessa tarvitaan tarkkaa valvontaa (lämpötulon ja väliarvon lämpötilan osalta), jotta mikrorakenne säilyy tasapainossa ja haitallisten faasien muodostumista voidaan välttää. Käytä aina päteviä hitsaajia ja menettelyjä.
-
Design: Vältä rakenteessa saumakohtia (vesitaskuja). Käytä täysläpäiseviä hitsauksia liitostyökalujen sijaan ja varmista hyvä valuma. Saumat voivat jättää klorideja ja johtaa korroosioon, vaikka edistetyissä luokissa.
-
Pinnan käsittely ja katodisuojelu: Hiiliteräsrakenteisiin (esim. betoniteräkset, säiliöt) käytetään pinnoitteita ja katodisuojelua. Ruisravistojen osalta materiaali itse on korroosiosuojelujärjestelmä.
-
Kokonaisomistuskustannukset (TCO): Vaikka 2205:n alkuperäinen hinta on korkeampi kuin 316L:n, sen pidempi käyttöikä, vähentynyt huoltotarve ja pienempi huoltotarve tarkoittavat lähes aina selvästi alhaisempaa kokonaisomistuskustannusta tärkeimmissä sovelluksissa.
Johtopäätös
Jäteveden käsittelyssä materiaalin valinta on ensisijainen keino vaurioiden estämiseksi. Vaikka 316L:llä on tietty tarkoitus, valtaosassa ympäristöjä ilmenee niin kovaa ja karkaavaa luonnetta, että Duplex 2205 on ensisijainen vaihtoehto keskeisiin vedenalaisiin komponentteihin kuten pumput, suodattimet ja lietteen putkistot. Erittäin vaikeisiin olosuhteisiin Super Duplex 2507 tai erikoiskoot suositellaan.
Oikeanlaatuisen ruostumattoman teräksen käyttöönotto alusta lähtien ei ole kustannus; se on investointi tehtaan luotettavuuteen, turvallisuuteen ja pitkän aikavälin toiminnalliseen talouteen. Ota aina yhteyttä materiaalitekniikan insinööreihin ja arvostettuihin toimittajiin vahvistaaksesi valintasi tiettyyn käyttöolosuhteeseen.
