समुद्री जल अलवणीकरण में टाइटेनियम की विस्फोटक वेल्डिंग -क्लैड स्टील ट्यूब शीट

समुद्री जल अलवणीकरण ताप विनिमय उपकरणों पर असाधारण मांग रखता है। उच्च क्लोराइड सांद्रता, ऊंचे ऑपरेटिंग तापमान और निरंतर प्रवाह का संयोजन एक ऐसा वातावरण बनाता है जहां पारंपरिक सामग्री तेजी से नष्ट हो जाती है। टाइटेनियम समुद्री जल और क्लोराइड प्रेरित जंग के लिए असाधारण प्रतिरोध प्रदान करता है, फिर भी ठोस टाइटेनियम ट्यूब शीट बड़े पैमाने पर अलवणीकरण सुविधाओं के लिए अत्यधिक महंगी रहती हैं। इस आर्थिक बाधा ने उद्योग को एक शानदार समाधान की ओर प्रेरित किया है: विस्फोटक वेल्डिंग के माध्यम से उत्पादित टाइटेनियम -क्लैड स्टील ट्यूब शीट।

• अलवणीकरण हीट एक्सचेंजर्स में संक्षारण चुनौती

 

अलवणीकरण संयंत्र, चाहे मल्टी{0}स्टेज फ्लैश (एमएसएफ), मल्टी{1}इफेक्ट डिस्टिलेशन (एमईडी), या रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) प्रक्रियाओं का उपयोग कर रहे हों, बड़े पैमाने पर शेल{2}और{{3}ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स पर निर्भर करते हैं। ये इकाइयाँ ऊंचे तापमान पर नमकीन पानी को संभालती हैं, जिससे ट्यूब शीट क्लोराइड आयनों के लगातार हमले के संपर्क में आती हैं। टाइटेनियम और इसके मिश्र धातु समुद्री जल, क्लोराइड समाधान और द्रव क्षरण के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं {{6}गुण जो उन्हें तटीय और खारे पानी से ठंडा होने वाली प्रणालियों के लिए पसंद की धातु बनाते हैं। ऑक्सीकरण वाले वातावरण के संपर्क में आने पर धातु स्वाभाविक रूप से एक घनी, स्थिर ऑक्साइड फिल्म बनाती है, जो खारा सेवा में स्टेनलेस स्टील्स और तांबा मिश्र धातुओं को प्रभावित करने वाले गड्ढे के क्षरण और दरार के हमले से सुरक्षा प्रदान करती है।

 

बाधा हमेशा लागत रही है। टाइटेनियम महंगा है, और ठोस टाइटेनियम ड्राइव उपकरण से पूरी ट्यूब शीट बनाने की लागत बड़े अलवणीकरण प्रतिष्ठानों के लिए व्यावहारिक सीमा से अधिक है। यह वह जगह है जहां पहने हुए पदार्थ चित्र में प्रवेश करते हैं।

विस्फोटक वेल्डिंग, जिसे विस्फोट क्लैडिंग के रूप में भी जाना जाता है, टाइटेनियम मिश्रित प्लेटों के उत्पादन के लिए प्रमुख औद्योगिक विधि बनी हुई है। यह प्रक्रिया उच्च वेग पर स्टील सब्सट्रेट की ओर टाइटेनियम क्लैडिंग प्लेट को तेज करने के लिए नियंत्रित विस्फोटों का उपयोग करती है। प्रभाव दबाव परिवेश के तापमान पर दो असमान धातुओं के बीच एक धातुकर्म बंधन उत्पन्न करता है, एक ठोस अवस्था वेल्डिंग प्रक्रिया जो फ्यूजन वेल्डिंग से जुड़े इंटरफेशियल यौगिकों और थर्मल विरूपण से बचाती है।

परिणामी इंटरफ़ेस एक विशिष्ट लहरदार आकारिकी प्रदर्शित करता है, जो सफल विस्फोटक वेल्डिंग का संकेत है। यह आवधिक तरंग संरचना, आमतौर पर सैकड़ों माइक्रोन में मापने योग्य तरंग दैर्ध्य और आयाम के साथ, विस्फोट घटना के दौरान प्लास्टिक कतरनी तरंगों और तीव्र स्थानीय सरगर्मी के परिणामस्वरूप होती है। वेव इंटरफ़ेस फ्लैट इंटरफेस की तुलना में बेहतर मैकेनिकल इंटरलॉकिंग और बॉन्ड ताकत प्रदान करता है, जिसमें दस्तावेज़ीकृत कतरनी ताकत 150-200 एमपीए तक पहुंचती है। कुछ अनुप्रयोगों में, इंटरफ़ेस कतरनी शक्ति 210 एमपीए से अधिक है।

ट्यूब शीट निर्माण और प्रदर्शन

 

विस्फोटक वेल्डिंग द्वारा उत्पादित टाइटेनियम {{0}क्लैड ट्यूब शीट एक टाइटेनियम परत को जोड़ती है {{1}आमतौर पर ग्रेड 1 या ग्रेड 2 व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम -कार्बन स्टील बैकिंग जैसे SA516 Gr.70 या Q345R के साथ। टाइटेनियम परत की मोटाई आम तौर पर 3 से 8 मिमी तक होती है, जो लंबे समय तक समुद्री जल के संपर्क में रहने के लिए पर्याप्त संक्षारण भत्ता प्रदान करती है। स्टील सब्सट्रेट ट्यूब बंडलों को सहारा देने और दबाव भार झेलने के लिए आवश्यक संरचनात्मक ताकत और कठोरता प्रदान करता है, जबकि टाइटेनियम क्लैडिंग संक्षारक नमकीन वातावरण को संभालती है।

दो परतों के बीच धातुकर्म बंधन अभिन्न और निरंतर है, जो एएसटीएम बी898 की आवश्यकताओं को पूरा करता है, जो दबाव पोत के उपयोग के लिए प्रतिक्रियाशील और दुर्दम्य धातु क्लैड प्लेट के लिए मानक विनिर्देश है। एक सौ प्रतिशत अल्ट्रासोनिक निरीक्षण बांड अखंडता की पुष्टि करता है, योग्यता मानकों के साथ आमतौर पर 98% या उससे अधिक की बांड दर की आवश्यकता होती है।

टाइटेनियम क्लैड ट्यूब शीट्स का आर्थिक मामला आकर्षक है। ठोस टाइटेनियम की तुलना में, क्लैड निर्माण से सामग्री की लागत 35 से 50 प्रतिशत तक कम हो जाती है। कुछ अनुमान समान संक्षारण प्रतिरोध को बनाए रखते हुए बचत को लगभग 40 प्रतिशत रखते हैं। यह लागत दक्षता टाइटेनियम के बेहतर समुद्री जल संक्षारण प्रतिरोध को बड़े पैमाने पर अलवणीकरण परियोजनाओं के लिए सुलभ बनाती है जहां ठोस टाइटेनियम आर्थिक रूप से अव्यावहारिक होगा।

निर्माण के लिए विवरण पर सावधानीपूर्वक ध्यान देने की आवश्यकता होती है। क्लैड प्लेटों में ट्यूब होल ड्रिलिंग के लिए टाइटेनियम परत के प्रदूषण को रोकने के लिए 15-20 मीटर/मिनट की सीमा में काटने की गति के साथ कार्बाइड युक्त टूलींग की आवश्यकता होती है। ट्यूब {{5} से {{6} ट्यूब शीट वेल्डिंग में इंटरफेशियल ऑक्सीकरण से बचने के लिए 90-110 ए रेंज में धाराओं के साथ अक्रिय गैस परिरक्षण {{7} आमतौर पर आर्गन - का उपयोग करना चाहिए। हाइड्रोजन के भंगुर होने के जोखिम को कम करने के लिए डिज़ाइन तापमान 300 डिग्री या उससे नीचे रहना चाहिए। टाइटेनियम पहने ट्यूब शीट और स्टील पाइपिंग के बीच संक्रमण जोड़ों को आम तौर पर टाइटेनियम -स्टील संक्रमण टुकड़ों का उपयोग करके पूरा किया जाता है।

अलवणीकरण सेवा में विस्फोटक {{0}वेल्डेड टाइटेनियम {{1}पहने हुए ट्यूब शीट के साथ क्षेत्र का अनुभव सकारात्मक रहा है। समुद्री जल अलवणीकरण संयंत्रों में प्रदर्शन परीक्षण उच्च लवणता वाले वातावरण में भी लगातार थर्मल दक्षता रखरखाव को प्रदर्शित करता है। टाइटेनियम क्लैडिंग थर्मल साइक्लिंग स्थितियों के तहत अपनी निष्क्रिय ऑक्साइड फिल्म अखंडता को बनाए रखती है, जिसका तापमान -40 डिग्री से 300 डिग्री तक के तापमान में प्रलेखित प्रदर्शन होता है। समुद्री वातावरण में दीर्घकालिक एक्सपोज़र अध्ययन से पता चलता है कि एक दशक की निरंतर सेवा के बाद वस्तुतः कोई मापने योग्य क्षरण नहीं होता है।

अलवणीकरण अनुप्रयोगों के लिए टाइटेनियम क्लैड ट्यूब शीट का विनिर्माण एएसटीएम बी898 और चीनी मानक एनबी/टी 47002.3 सहित स्थापित मानकों का पालन करता है। गुणवत्ता आश्वासन प्रोटोकॉल में बॉन्ड इंटरफ़ेस का अल्ट्रासोनिक परीक्षण, कतरनी ताकत का यांत्रिक परीक्षण और ट्यूब होल पैटर्न का आयामी निरीक्षण शामिल है। ये मानक सुनिश्चित करते हैं कि क्लैड ट्यूब शीट दबाव पोत सेवा में ठोस टाइटेनियम के समान प्रदर्शन मानदंडों को पूरा करती हैं।
 

जैसे-जैसे वैश्विक स्तर पर समुद्री जल अलवणीकरण क्षमता का विस्तार जारी है, लागत प्रभावी संक्षारण प्रतिरोधी ताप विनिमय घटकों की मांग तदनुसार बढ़ेगी। टाइटेनियम क्लैड स्टील ट्यूब शीट की विस्फोटक वेल्डिंग एक परिपक्व, सिद्ध तकनीक प्रदान करती है जो पूंजीगत लागत के मुकाबले संक्षारण प्रदर्शन को संतुलित करती है। यह प्रक्रिया विश्वसनीय धातुकर्म बांड का उत्पादन करती है, सामग्री स्थापित उद्योग मानकों को पूरा करती है, और परिचालन अनुभव समुद्री जल सेवा में दीर्घकालिक स्थायित्व की पुष्टि करता है। अलवणीकरण संयंत्र डिजाइनरों और ऑपरेटरों के लिए, टाइटेनियम क्लैड ट्यूब शीट उद्योग की स्थायी सामग्री चुनौतियों में से एक के लिए एक व्यावहारिक समाधान का प्रतिनिधित्व करती हैं।

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