Roestvast Staal in Afvalwaterbehandeling: Materiaalkeuze voor Pompen, Filters en Slijtende Slibstromen

Roestvast Staal in Afvalwaterbehandeling: Materiaalkeuze voor Pompen, Filters en Slijtende Slibstromen

Rioleringzuiveringsinstallaties behoren tot de meest corrosieve en slijtage veroorzakende industriële omgevingen. Uitrusting wordt voortdurend belaagd door chloorzouten, sulfiden, zure verbindingen, wisselende pH-niveaus en zwevende stoffen. De keuze van het materiaal voor essentiële componenten zoals pompen, filters en slibtransportystemen is niet alleen een kwestie van kosten, maar een kritieke beslissing die de operationele betrouwbaarheid, onderhoudsfrequentie en totale levensduurkosten bepaalt.

Roestvast staal, met zijn inherente corrosiebestendigheid en duurzaamheid, is het werkpaard van materiaal voor deze toepassingen. Echter, niet alle roestvast stalen zijn gelijk. Het verkeerde kwaliteitstype kiezen kan leiden tot catastrophale, snelle defecten. Deze gids biedt een gericht kader voor de selectie van de optimale roestvast staalkwaliteit voor de extreme omstandigheden binnen een rioolwaterzuiveringsinstallatie.

De milieutechnische uitdaging: meer dan alleen water

De corrosieve aard van afvalwater komt door meerdere factoren:

• Chloride-geïnduceerde putcorrosie en spleetcorrosie: De voornaamste vijand van roestvast staal. Chloriden, overal aanwezig in riolering en industrieel afvalwater, breken de beschermende passieve laag op roestvast staal af, wat leidt tot zeer geconcentreerde en doordringende aanvallen.

• Microbiële corrosie (MIC): Bacteriën, met name sulfaatreducerende bacteriën (SRB), gedijen in anaërobe pockets (bijv. onder afzettingen, in naden). Hun stofwisselingsproducten creëren zeer geconcentreerde zure omstandigheden die corrosie versnellen.

• Slijtage door schuurmiddelen: Zwevende stoffen - zand, slib en andere deeltjes - werken als een schuurslib, wat metaaloppervlakken erodeert en de slijtage in pompen en leidingen versnelt.

• Chemische aanval: Waterstofsulfide (H₂S)-gassen, vooral in hoofdleidingen en slibverwerkingsinstallaties, kunnen zwavelzuur vormen, wat zeer corrosieve omstandigheden creëert.

Gids voor materiaalkeuze voor belangrijke toepassingen

De volgende tabel biedt een handige gids voor materiaalkeuze op basis van toepassing en ernst van de omstandigheden.

Gedetailleerde analyse van belangrijke kwaliteiten

1. Austenitisch 316/316L (UNS S31600/S31603)

• Rol: De standaard 'goede' roestvrije staalsoort. Het functioneert aanvaardbaar in veel delen van een zuiveringsinstallatie, met name bij atmosferische blootstelling en in water met een laag chloorgehalte.

• Beperkingen: Zijn achilleshiel is chloride stresscorrosiescheuring (CSCC) , vooral in warmere omgevingen (meestal >60°C / 140°F) en onder trekspanning. Het is ook gevoelig voor pitting onder afzettingen. Het is vaak de minimum aanbevolen kwaliteit voor natte onderdelen.

2. Duplex 2205 (UNS S32205/S31803)

• Rol: De werkpaard voor zware dienst . Dit is de meest gangbare upgrade van 316L voor kritieke onderdelen.

• Voordelen:

  • 2x de vloeigrenssterkte van 316L, waardoor verhoogde drukclassificatie of gewichtsreductie mogelijk is.

  • Uitstekende weerstand tegen chloridestippeling en spanningcorrosiescheuring (SCC) door het hoge chroomgehalte (22%), molybdeen (3%) en stikstof.

  • Goede slijtage- en abrasieweerstand dankzij de hoge sterkte.

  • Biedt vaak de beste prijs-prestatieverhouding voor veeleisende toepassingen.

3. Super Duplex 2507 (UNS S32750)

• Rol: De premiumoplossing voor de meest agressieve omgevingen.

• Voordelen:

  • Nog hoger gehalte aan legeringselementen (25% Cr, 4% Mo, 0,3% N) biedt uitzonderlijke bestandheid tegen pitting en spleetcorrosie .

  • Hoogste mechanische sterkte van de standaard duplex kwaliteiten.

  • Gebruikt voor onderdelen die blootgesteld worden aan zeewater, hoogchloridehoudende zoutoplossingen of sterke oxiderende zuren.

4. Hoogwaardige austenieten (904L, 254 SMO®)

• Rol: Gespecialiseerde oplossingen waar duplexstaal niet geschikt is (bijvoorbeeld voor zeer complexe onderdelen waarbij lassen van duplex een probleem oplevert).

• Voordelen:

  • Zeer hoog molybdeen (4,5%+), chroom- en stikstofgehalte bieden pittingbestendigheid die vergelijkbaar is met super duplex.

  • Uitstekende bestandheid tegen zwavelzuur .

  • Vaak duurder dan duplex kwaliteiten en ontberen hun mechanische sterkte.

Voorbij de keuze van de kwaliteit: cruciale overwegingen

• Fabricage en lassen: Duplex staal vereist strikte controle van de lasprocedures (warmte toegevoegd, temperatuur tussen lasnaden) om een gebalanceerde microstructuur te behouden en de vorming van schadelijke fasen te voorkomen. Gebruik altijd gekwalificeerde lassers en procedures.

• Design: Vermijd kieren (stilstaande gebieden) in het ontwerp. Gebruik lassnaden met volledige doordringing in plaats van overlappende verbindingen en zorg voor goede afwatering. Kieren kunnen chloorzouten vasthouden en corrosie veroorzaken, zelfs in geavanceerde kwaliteiten.

• Coatings en kathodische bescherming: Voor koolstofstaalconstructies (bijvoorbeeld betonwapening, tanks) zijn coatings in combinatie met kathodische bescherming standaard. Voor roestvrijstalen onderdelen is het materiaal zelf iS het corrosiesysteem.

• Totale levenscycluskosten (TCO): Hoewel de aanschafkosten van 2205 hoger zijn dan die van 316L, leidt de langere levensduur, de verminderde stilstandstijd en de lagere onderhoudseisen bijna altijd tot een aanzienlijk lagere TCO voor kritische toepassingen.

Conclusie

Bij de zuivering van afvalwater is materiaalkeuze de eerste verdedigingslinie tegen storingen. Hoewel 316L zijn nut heeft, maakt de zware en schurende aard van de meeste omgevingen Duplex 2205 de standaardkeuze voor kritieke onderdelen die in contact staan met water zoals pompen, filters en slibtransportleidingen. Voor de meest extreme omstandigheden zijn Super Duplex 2507 of speciale austenitische materialen vereist.

Het investeren in de juiste kwaliteit roestvast staal vanaf het begin is geen kostenpost; het is een investering in de betrouwbaarheid, veiligheid en de langetermijnkosten van de installatie. Raadpleeg altijd materiaalingenieurs en betrouwbare leveranciers om de keuze te valideren voor uw specifieke toepassingsomstandigheden.