Материали и контрол на корозията за морски RO системи?

Ефективността и животът на морските системи за обратна осмоза (RO), особено в инсталации за обезсоляване на морска вода, зависят силно от контрола на корозията. При солена вода, високо налягане и химическа обработка, тези обекти работят в тежки условия, които правят корозията много вероятна. За да се гарантира надеждността и ефективността на системите за обезсоляване на морска вода, ефективният подбор на материали и методите за контрол на корозията са от решаващо значение. За да се гарантира, че ключовите части издържат много по-дълго, струват по-малко за поддръжка и произвеждат вода постоянно, операторите трябва да използват правилните техники за управление на корозията. В него се говори за най-важните неща, за които инженерите, мениджърите на инсталации и хората, които вземат решения в бизнеса с обезсоляване, трябва да мислят, когато избират материали, вземат предпазни мерки и изготвят планове за спиране на корозията в морските RO системи.

Избор на устойчиви на корозия материали: дуплексна стомана и стъклопласт за морска среда

Изборът на подходящи материали е от първостепенно значение при проектирането и изграждането на трайни SWRO растенияДва материала, които са придобили известност в приложенията на морския RO, са дуплексната неръждаема стомана и стъклопластът (GRP).

Дуплексна неръждаема стомана: Надеждно решение за компоненти под високо налягане

За части под високо налягане в системи за обезсоляване на морска вода, дуплексната неръждаема стомана се е превърнала в най-добрия вариант. Тази сплав е здрава като феритните стомани, но не ръждясва като аустенитните. Тя има добър баланс от свойства, което я прави идеална за морски условия. Ключовите предимства включват:

• Повишена устойчивост на корозионно напукване под напрежение, предизвикано от хлориди
• Превъзходна механична якост, позволяваща по-тънки стени и намаляване на теглото
• Подобрена устойчивост на точкова и цепнатина корозия
• Икономическа ефективност в сравнение с по-висококачествени неръждаеми стомани

Дуплексните марки като 2205 (UNS S32205) и 2507 (UNS S32750) често се използват в резервоари под налягане, тръби и клапани на SWRO системи, защото работят добре в тежки солени условия.

Стъклопласт (GRP): Универсален и устойчив на корозия

GRP, наричан още пластмаса, подсилена с фибростъкло (FRP), е чудесен вариант за метали в части от инсталации за обезсоляване, които не са толкова важни. Присъщата му устойчивост на корозия и лекото му тегло го правят подходящ за различни приложения, включително:

• Тръбопроводни системи с ниско налягане
• Резервоари и съдове за съхранение
• Структурни компоненти и поддържащи системи
• Всмукателни решетки и изпускателни дифузори

Компонентите от стъклопласт могат да бъдат проектирани да издържат на специфични условия на околната среда, предлагайки персонализирани решения за различни части от процеса на обезсоляване, а ниската топлопроводимост на материала осигурява и предимства за енергийна ефективност, намалявайки загубите на топлина в тръбопроводните системи, особено от производител на инсталации за обезсоляване на морска вода.

Защитни покрития и катодна защита за всмукателни и отводнителни тръби

Въпреки че изборът на материали е в основата на контрола на корозията, често са необходими допълнителни защитни мерки, за да се осигури дълготрайността на компонентите на морската RO система, особено за всмукателни и изпускателни тръби, изложени на морска вода.

Усъвършенствани защитни покрития за морски приложения

Защитните покрития служат като бариера между подлежащия материал и корозивната среда. За морските RO системи са разработени специализирани покрития, които да издържат на предизвикателствата на излагане на морска вода:

• Епоксидни покрития: Предлагат отлична адхезия и химическа устойчивост
• Полиуретанови покрития: Осигуряват превъзходна UV устойчивост и гъвкавост
• Епоксидни смоли с керамичен пълнеж: Подобряват устойчивостта на абразия в зони с висок поток
• Флуорополимерни покрития: Осигуряват изключителна химическа устойчивост и ниска повърхностна енергия, за да предотвратят замърсяване

Тези покрития обикновено се нанасят на няколко слоя, като всеки слой изпълнява специфична функция в защитната система. Правилната подготовка на повърхността и техниките за нанасяне са от решаващо значение за осигуряване на производителността и дълготрайността на покритието.

Катодна защита: Активен подход за предотвратяване на корозия

Катодната защита (КП) е електрохимична техника, използвана за предотвратяване на корозия на метални конструкции в контакт с електролити, като например морска вода. инсталации за обезсоляване на морска водаСистемите за катодна защита (CP) обикновено се използват за защита на всмукателни и изпускателни тръби, както и на други потопени метални компоненти. Използват се два основни метода за катодна защита:

• Катодна защита с импулсен ток (ICCP): Тази система използва външен източник на захранване, за да приложи защитен ток към конструкцията, предлагайки прецизен контрол и възможност за защита на големи площи.
• Катодна защита с жертвен анод: Този метод използва жертвени аноди, изработени от по-електроотрицателни метали (като цинк или алуминий), които корозират преференциално, защитавайки основната структура.

Изборът между ICCP и системи с жертвени аноди зависи от фактори като размера на защитената зона, очаквания живот и изискванията за поддръжка. Често се използва комбинация от защитни покрития и катодна защита, за да се осигури цялостен контрол на корозията на критични компоненти в морските RO системи.

Как да предотвратим биообрастването и микробиологично повлияната корозия (МИК)?

Биологичното замърсяване и микробиологично повлияната корозия (МИК) представляват значителни предизвикателства пред експлоатацията и поддръжката на системи за обезсоляване на морска водаТези биологични процеси могат да доведат до намалена ефективност, повишена консумация на енергия и ускорена корозия на компонентите на системата. Прилагането на ефективни стратегии за предотвратяване на биообрастване и минимално индуцирана ионна концентрация (MIC) е от решаващо значение за поддържане на производителността и дълготрайността на морските RO инсталации.

Усъвършенствани технологии за предварителна обработка

Ефективната предварителна обработка е първата линия на защита срещу биообрастване в SWRO системите. Усъвършенстваните технологии за предварителна обработка помагат за отстраняването на органични вещества и микроорганизми, които допринасят за образуването на биофилм:

• Ултрафилтрационни (UF) мембрани: Осигуряват превъзходно отстраняване на суспендирани твърди частици и микроорганизми
• Флотация с разтворен въздух (DAF): Ефективно премахва водорасли и органични вещества по време на цъфтеж на водорасли
• Филтрационна среда с импрегниран с биоциди филтър: Предлага възможности за непрекъсната дезинфекция

Прилагането на многобариерен подход, който комбинира тези технологии, може значително да намали биологичното натоварване, влизащо в RO системата, като по този начин минимизира риска от биообрастване.

Стратегии за химическо третиране

Химичните обработки играят ключова роля в контролирането на биологичното замърсяване и минималната индуцирана концентрация (MIC) в морските RO системи. Цялостната програма за химическа обработка може да включва:

• Хлориране на входа: Осигурява първоначална дезинфекция, но изисква дехлориране преди RO мембраните
• Неокисляващи биоциди: Предлагат целенасочен микробен контрол, без да увреждат RO мембраните
• Антискаланти с биодиспергиращи свойства: Предотвратяват образуването на котлен камък, като същевременно нарушават развитието на биофилм
• Периодични процедури за почистване на място (CIP): Премахване на натрупаните биофилми и възстановяване на производителността на системата

Изборът и дозирането на химикали трябва да се управляват внимателно, за да се осигури ефективен контрол на биофилма, без да се компрометира целостта на мембраната или съответствието с екологичните изисквания.

Иновативни модификации на повърхността и материали

Новите технологии в модификацията на повърхностите и материалознанието предлагат обещаващи решения за предотвратяване на биообрастване:

• Противообрастващи покрития: Нови покрития с ниска повърхностна енергия или биоцидни свойства могат да инхибират прикрепването на биофилм
• Модификации на повърхността на мембраните: Хидрофилните или цвитерйонните обработки на повърхността могат да намалят адхезията на органичните вещества към RO мембраните.
• Медно-никелови сплави: Използват се във всмукателните тръбопроводи за осигуряване на естествена устойчивост на биообрастване в критични зони

Когато тези нови идеи се смесят със стари начини за справяне с проблеми, те могат да направят морските RO системи много по-устойчиви на биообрастване и MIC.

Системи за мониторинг и ранно откриване

Внедряването на надеждни системи за мониторинг и ранно откриване е от решаващо значение за ефективното управление на биологичното замърсяване и минималното интензитетно разпределение (MIC):

• Монитори за биофилм в реално време: Осигуряват ранно предупреждение за развитие на биофилм в системите за захранваща вода
• Анализ на АТФ (аденозин трифосфат): Предлага бърза оценка на микробната активност в технологичните потоци
• Програми за мембранна аутопсия: Позволяват периодична оценка на състоянието на мембраната и моделите на замърсяване

Постигането на оптимална производителност и дълготрайност на системите е възможно с помощта на тези технологии за мониторинг, които позволяват на операторите да предприемат целенасочени корекции, преди проблемите с биологичното замърсяване или минималната инхибиционна концентрация (MIC) да се влошат.

Заключение

При проектиране инсталации за обезсоляване на морска водаВажно е да се изберат правилните материали и да се контролира корозията, за да могат морските RO системи да работят добре. Внимателният избор на материали и използването на защитни покрития, катодна защита и подобрени методи за предотвратяване на биообрастване може да помогне на операторите да направят своите инсталации за обезсоляване много по-надеждни и ефективни. Познаването на най-новите постижения в материалознанието и контрола на ръждата ще помогне на бизнеса с обезсоляване да остане пред конкуренцията, тъй като технологиите се променят.

Искате да подобрите настоящата си инсталация за обратна осмоза (SWRO) или да направите системата си за обезсоляване на морска вода по-добра? Ако имате нужда от нови начини за пречистване на водата, можете да се доверите на Guangdong Morui Environmental Technology Co., Ltd. Ние сме експерти в пречистването на отпадъчни води от фабрики, обезсоляването на морета и производството на питейна вода. За ваше спокойствие, ние предлагаме авангардни инструменти, пълни монтажни услуги и най-доброто обслужване на клиентите след продажбата. Можем да създадем решения, които отговарят на вашите нужди, защото разполагаме със собствен завод за производство на мембрани и работим с известни марки. Вижте разликата с нашите най-съвременни инсталации за обратна осмоза с капацитет 60 м³/час, които са построени да бъдат надеждни, ефективни и гъвкави. Не позволявайте на проблемите с корозията да ви спрат – свържете се с нас още днес на benson@guangdongmorui.com за да откриете как можем да издигнем вашите процеси за пречистване на вода до нови висоти на производителност и издръжливост.

Източници

1. Вучков, Н. (2018). Оценка и управление на разходите за проекти за обезсоляване. CRC Press.

2. Олсон, Й. и Снис, М. (2017). Дуплекс - Ново поколение неръждаеми стомани за инсталации за обезсоляване. Desalination, 205(1-3), 104-113.

3. Флеминг, Х.К., Сриюта Мърти, П., Венкатесан, Р., и Кукси, К. (ред.). (2019). Морско и промишлено биологично замърсяване. Springer.

4. Tran, T., Bolto, B., Gray, S., Hoang, M., & Ostarcevic, E. (2016). Аутопсионно изследване на замърсен мембранен елемент за обратна осмоза, използван в пречиствателна станция за солени води. Water Research, 41(17), 3915-3923.

5. Matin, A., Khan, Z., Zaidi, SMJ, & Boyce, MC (2017). Биозамърсяване в мембрани за обратна осмоза за обезсоляване на морска вода: Явления и превенция. Desalination, 281, 1-16.

6. Poulson, B. (2020). Електрохимични аспекти на контрола на корозията в морска среда. Corrosion Science, 62, 189-194.