Выбор подходящего дискового затвора для опреснения морской воды

По мере того как глобальная индустриализация продолжает развиваться, запасы пресной воды становятся всё более ограниченными, а нехватка воды превращается в серьёзное препятствие для промышленного развития во всём мире. В результате опреснение морской воды постепенно становится важным решением для прибрежных городов, позволяющим справиться с этой проблемой.

В установках по опреснению морской воды дисковые затворы играют ключевую роль в управлении технологическими процессами благодаря своей высокой скорости срабатывания, низким требованиям к крутящему моменту, минимальному сопротивлению потоку и широкому выбору конструктивных исполнений. Однако из-за уникальных особенностей морской среды правильный выбор типа дискового затвора имеет особое значение. В этой статье рассмотрены основные критерии выбора дисковых затворов для применения на объектах опреснения.

Уникальные вызовы среды опреснения морской воды

В отличие от стандартных систем водоснабжения и водоотведения, установки для опреснения морской воды работают с средой, характеризующейся высоким содержанием ионов хлора, которые оказывают сильное коррозионное воздействие на металлические материалы. Риск коррозии дополнительно усиливается при повышенных температурах, наличии взвешенных частиц или использовании химических моющих средств.

Кроме того, часть трубопроводов в таких системах подвергается частым циклам работы или требует, чтобы затворы оставались полностью открытыми или закрытыми на длительное время, что предъявляет повышенные требования к герметичности и прочности конструкции арматуры.

Учитывая агрессивную коррозионную природу морской воды и необходимость обеспечения непрерывной и стабильной работы установок, коррозионная стойкость становится одним из ключевых факторов при выборе арматуры для систем опреснения.

Выбор основных материалов

(1) Материалы корпуса клапана

С точки зрения коррозионной стойкости традиционные материалы, такие как чугун или углеродистая сталь, как правило, непригодны для эксплуатации в морской воде. Рекомендуемые материалы включают следующие варианты:

Нержавеющая сталь 316 (CF8M)

Этот материал обеспечивает оптимальное соотношение стоимости и стабильности характеристик, что делает его подходящим для большинства установок по опреснению морской воды при нормальной температуре и давлении. Однако важно учитывать, что при высоких температурах или повышенной солёности нержавеющая сталь 316 подвержена точечной и щелевой коррозии. Поэтому её надёжность всегда следует оценивать с учётом конкретных условий эксплуатации.

Дуплексная нержавеющая сталь (2205, 2507)

Дуплексная сталь отличается высокой прочностью и превосходной стойкостью к хлоридной коррозии, что делает её особенно подходящей для наиболее нагруженных участков, таких как зоны обратного осмоса высокого давления или системы рециркуляции рассола. Несмотря на более высокую стоимость, она обеспечивает отличную долговечность и стабильность в долгосрочной перспективе, оставаясь предпочтительным выбором для критически важных элементов морских систем благодаря идеальному балансу между надёжностью и сроком службы.

Медно-никелевые сплавы (90/10 или 70/30 Cu-Ni)

Эти сплавы обладают выдающейся стойкостью к коррозии в морской воде и особенно хорошо подходят для долгосрочной эксплуатации в природной морской среде. Дополнительным преимуществом является низкая подверженность биозарастанию, что снижает риск засоров в трубопроводах и арматуре. Хотя медно-никелевые сплавы относительно дорогие, уровень эксплуатационной безопасности, который они обеспечивают в сложных и агрессивных условиях, зачастую оправдывает вложения.

Углеродистая сталь с покрытием (эпоксидное, PTFE-покрытие и др.)

Углеродистая сталь с защитным покрытием может быть более экономичным решением. Наиболее распространены эпоксидные покрытия, подходящие для нейтральной или слабо щелочной морской воды, а также PTFE-покрытия, которые лучше справляются с агрессивными средами или химическими моющими составами. Важно следить за целостностью покрытия, поскольку его повреждение может существенно снизить коррозионную стойкость системы.

(2) Материалы диска

Диск — это элемент, находящийся в прямом контакте с рабочей средой, поэтому выбор его материала имеет решающее значение для обеспечения стойкости к эрозии и коррозии. Рекомендуемые варианты включают диски с нейлоновым покрытием, из нержавеющей стали, Hastelloy, а также из коррозионностойких сплавов со специализированными покрытиями, которые повышают долговечность в условиях агрессивной морской среды.

(3) Материалы уплотнений

Уплотнительные материалы должны выдерживать воздействие морской воды и сохранять устойчивость к старению с течением времени. Наиболее часто рекомендуемые варианты:

EPDM (морского назначения)

Широко применяется в проектах по опреснению морской воды; морской класс EPDM особенно подходит для водоподготовки при нормальной температуре и давлении. Это экономичное решение по сравнению с более дорогими материалами.

PTFE

Известный своей исключительной химической стойкостью, PTFE практически инертен по отношению к большинству сред, что делает его особенно подходящим для участков, подвергающихся химической очистке.

FKM (например, Viton®)

Разработан для эксплуатации при повышенных температурах и в химически сложных средах. Несмотря на более высокую стоимость, уплотнения из FKM обеспечивают длительную и надёжную герметичность, особенно важную для участков с высоким уровнем риска или частыми операциями.