Auswahl der richtigen Absperrklappe für Meerwasserentsalzung

Mit fortschreitender globaler Industrialisierung werden Süßwasserressourcen zunehmend knapper, und Wassermangel entwickelt sich weltweit zu einem wesentlichen Begrenzungsfaktor für industrielle Entwicklung. Daher ist Meerwasserentsalzung für Küstenstädte schrittweise zu einer wichtigen Lösung geworden.

In Meerwasserentsalzungsanlagen Absperrklappen spielen Absperrklappen aufgrund schneller Betätigung, niedriger Drehmomentanforderungen, geringen Strömungswiderstands und vielseitiger Bauarten eine wichtige Rolle in der Prozessführung. Aufgrund der besonderen Eigenschaften der Meerwasserumgebung ist die Auswahl der richtigen Absperrklappenbauart jedoch besonders entscheidend. Dieser Artikel behandelt die wichtigsten Auswahlkriterien für Absperrklappen in Entsalzungsanlagen.

Besondere Herausforderungen in Meerwasserentsalzungsumgebungen

Im Gegensatz zu gewöhnlichen Wasserver- und -entsorgungssystemen fördern Meerwasserentsalzungsanlagen Medien mit hoher Chloridionenkonzentration, die stark korrosiv auf metallische Werkstoffe wirken. Dieses Korrosionsrisiko steigt weiter bei erhöhten Temperaturen, suspendierten Feststoffen oder dem Einsatz chemischer Reinigungsmittel. 

Zusätzlich werden manche Rohrleitungen in diesen Systemen häufig geschaltet oder erfordern, dass Armaturen über längere Zeit vollständig geöffnet oder geschlossen bleiben. Dadurch steigen die Anforderungen an Dichtleistung und strukturelle Festigkeit der Armaturen.

Aufgrund der aggressiven Korrosivität von Meerwasser und der Notwendigkeit eines kontinuierlichen, stabilen Anlagenbetriebs zählt Korrosionsbeständigkeit zu den wichtigsten Faktoren bei der Auswahl von Armaturen für Meerwasserentsalzung.

Auswahl der Hauptwerkstoffe

(1) Gehäusewerkstoffe

Hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit sind konventionelle Werkstoffe wie Gusseisen oder Kohlenstoffstahl für Meerwasseranwendungen im Allgemeinen ungeeignet. Empfohlene Werkstoffe sind:

Edelstahl 316 (CF8M)

Dieser Werkstoff bietet ein ausgewogenes Verhältnis aus Wirtschaftlichkeit und stabiler Leistung und eignet sich für viele Meerwasserentsalzungsanwendungen bei Umgebungstemperatur und moderatem Druck. Es ist jedoch zu beachten, dass Edelstahl 316 in Umgebungen mit hoher Temperatur oder hohem Salzgehalt weiterhin anfällig für Loch- oder Spaltkorrosion sein kann. Daher sollte seine Zuverlässigkeit immer anhand der konkreten Betriebsbedingungen bewertet werden.

Duplex-Edelstahl (2205, 2507)

Bekannt für hohe Festigkeit und ausgezeichnete Beständigkeit gegen chloridinduzierte Korrosion, Duplex-Edelstahl eignet sich besonders für kritische Bereiche wie die Hochdruckstufe der Umkehrosmose oder Sole-Rezirkulationssysteme. Obwohl die Kosten höher sind, machen seine sehr gute Langzeitstabilität und Dauerhaftigkeit ihn zu einer bevorzugten Wahl für kritische Punkte in Meerwassersystemen und bieten ein gutes Verhältnis zwischen Leistung und Lebensdauer.

Kupfer-Nickel-Legierungen (90/10 oder 70/30 Cu-Ni)

Diese Legierungen bieten hervorragende Beständigkeit gegen Meerwasserkorrosion und eignen sich besonders für den langfristigen Einsatz in natürlicher Meerwasserumgebung. Ein zusätzlicher Vorteil ist ihre geringe Anfälligkeit für marines Biofouling, wodurch das Risiko von Verstopfungen in Rohrleitungen und Armaturen reduziert wird. Obwohl Kupfer-Nickel-Legierungen vergleichsweise kostenintensiv sind, rechtfertigt die Betriebssicherheit in kritischen oder rauen Umgebungen häufig die Investition.

Beschichteter Kohlenstoffstahl (Epoxid, PTFE-Beschichtungen usw.)

Beschichteter Kohlenstoffstahl kann als wirtschaftliche Alternative dienen. Gängige Beschichtungen sind Epoxid, geeignet für neutrales oder leicht alkalisches Meerwasser, sowie PTFE, das in Umgebungen mit chemischen Reinigungsmitteln oder aggressiveren korrosiven Medien bessere Beständigkeit bietet. Entscheidend ist jedoch die Unversehrtheit der Beschichtung, da jede Beschädigung die Korrosionsbeständigkeit des Systems beeinträchtigen kann.

(2) Scheibenwerkstoffe

Die Klappenscheibe steht direkt mit dem Medium in Kontakt. Ihre Werkstoffauswahl ist daher entscheidend für Erosions- und Korrosionsbeständigkeit. Empfohlene Optionen sind nylonbeschichtete Scheiben, Edelstahl, Hastelloy oder korrosionsbeständige Legierungen mit speziellen Beschichtungen, die die Dauerhaftigkeit unter rauen Meerwasserbedingungen verbessern.

(3) Dichtungswerkstoffe

Dichtungswerkstoffe müssen Meerwasserkorrosion widerstehen und langfristig alterungsbeständig sein. Häufig empfohlene Optionen sind:

EPDM (Marine-Qualität)

EPDM in Marine-Qualität wird in Meerwasserentsalzungsprojekten häufig eingesetzt und eignet sich besonders für Wasseraufbereitungsanwendungen bei Umgebungstemperatur und moderatem Druck. Im Vergleich zu höherwertigen Werkstoffen bietet es eine wirtschaftliche Dichtungslösung.

PTFE

PTFE ist für seine sehr hohe chemische Stabilität bekannt und gegenüber den meisten Medien nahezu inert. Daher eignet es sich besonders für Bereiche, die chemischen Reinigungsprozessen ausgesetzt sind.

FKM (z. B. Viton®)

FKM-Dichtungen sind für höhere Temperaturen und chemisch komplexe Umgebungen ausgelegt. Obwohl sie teurer sind, bieten sie eine langlebige und zuverlässige Dichtleistung, insbesondere in risikoreichen oder häufig betätigten Rohrleitungen.