كيفية اختيار المواد للمبخرات متعددة المراحل

يجب أن يراعي اختيار المواد المستخدمة في المبخرات متعددة المراحل (خاصةً في تحلية مياه البحر، ومعالجة مياه الصرف الصحي عالية الملوحة، والصناعات الكيميائية الدقيقة) في آنٍ واحد مقاومة التآكل، والمتانة الميكانيكية، والتوصيل الحراري، وسهولة التصنيع، والجدوى الاقتصادية. تتطلب المكونات المختلفة وظروف التشغيل تركيبات مواد مختلفة. واستنادًا إلى الممارسات الصناعية الشاملة والأبحاث الحديثة، يمكن اتباع مبادئ الاختيار المتدرجة التالية:

أولاً: اختيار المادة الرئيسية بناءً على الوسط المسبب للتآكل.

ثانياً: اختيار المواد حسب نطاق درجة الحرارة والضغط

ثالثًا: اختيار المواد حسب المكون

رابعاً: استراتيجيات الكفاءة الاقتصادية والتحكم في المخاطر

1. الاستثمار المرحلي: عندما تكون جودة المياه غير مؤكدة، يمكن استخدام مبادلات حرارية من الفولاذ 316L أو الفولاذ الكربوني في البداية (مع ضبط درجة الحموضة إلى متعادلة). بعد استقرار التشغيل، وبناءً على مستويات التآكل، يمكن استبدالها جزئيًا بعناصر تبادل حراري من التيتانيوم أو الفولاذ المزدوج، مما يقلل من مخاطر الاستثمار الأولي.

2. الهيكل المركب/المبطن: تضمن الألواح المركبة من التيتانيوم والفولاذ والأنابيب المركبة من الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني مقاومة التآكل مع توفير استخدام المعادن الثمينة.

3. معالجة السطح: يؤدي التلميع أو التخميل أو الطلاء الخزفي على 316L/2205 إلى تحسين مقاومة التآكل النقطي ومقاومة التآكل.

4. الحماية الكهروكيميائية: يتم استخدام الأنودات التضحية المصنوعة من الفولاذ منخفض الكربون عند وصلات التيتانيوم والمعادن المختلفة ويتم استبدالها بانتظام لمنع التآكل الجلفاني.

5. التشغيل والصيانة: تصميم معدل التدفق العالي (أنبوب التيتانيوم ≥3 م/ث) يمنع الترسبات، مما يقلل من تكرار التنظيف وخسائر وقت التوقف.

خامساً: عملية مرجعية للاختيار السريع

1. قياس تركيزات Cl⁻ و SO₄²⁻ و F⁻ و NH₄⁺ في التدفق الداخل، بالإضافة إلى درجة الحموضة ودرجة الحرارة ومحتوى المواد الصلبة.

2. استخدم جدولًا لتحديد المادة الرئيسية مبدئيًا بناءً على تحليل الضغط ثلاثي المحاور "متوسط درجة الحرارة".

3. قارن تكلفة دورة الحياة (LCC) للأجزاء عالية التآكل (المرحلة الأولى، أنابيب التبادل الحراري، صفيحة الأنابيب): التيتانيوم > 2205 > 316L > الفولاذ الكربوني.

4. بناءً على ميزانية الاستثمار الأولية، قرر ما إذا كنت ستعتمد حلاً يعتمد على الألواح المركبة أو البطانة أو التحديث المرحلي.

5. خلال مرحلة التصميم، قم بتوضيح عملية اللحام (يتطلب التيتانيوم لحام قوس الأرجون + الحماية الخلفية)، ومواصفات الأنود ودورة الاستبدال، والتحكم في معدل التدفق، وتخطيط نقاط المراقبة.

خاتمة

1. لا يوجد مادة "مقاس واحد يناسب الجميع" للمبخرات متعددة المراحل؛ يجب أن يتم اختيارها بما يتناسب مع ظروف المياه المحددة ودرجة الحرارة والمكونات.

2. نسبة عالية من الكلور، درجة حرارة عالية → أنابيب التيتانيوم + غلاف/صفيحة أنبوبية من 2205؛

3. كلور متوسط، درجة حرارة متوسطة → 2205/2507 القسم بأكمله؛

4. انخفاض نسبة الكلور، درجة حرارة منخفضة → 316L أو FRP؛

5. حمض قوي/يحتوي على الفلور → مينا زجاجي/بطانة PTFE أو سبيكة هاستيلوي.

من خلال الجمع بين استراتيجيات مثل أنابيب التيتانيوم ذات الجدران الرقيقة لتقليل المقاومة الحرارية، والفولاذ المزدوج لتقليل سمك الجدار، والصفائح المركبة لتقليل استخدام المعادن الثمينة، والأنودات التضحية للتحكم في التآكل الجلفاني، يمكن تقليل التكلفة الإجمالية لدورة حياة المعدات مع ضمان عمر افتراضي يتراوح بين 10 و20 عامًا.