подробно
подробно

Въглеродни влакна в обезсоляването и пречистването на водата: борба със солта, налягането и времето

На практика пречиствателните станции са лаборатории за корозия. Морската вода, солеността, дозирането на хипохлорит и топлият влажен крайбрежен въздух атакуват метала от всяка посока наведнъж, а оборудването, което страда най-много, е оборудването, което трябва да поддържа високо налягане. Композитите от въглеродни влакна са се преместили в това пространство тихо, но стабилно, а за операторите на заводи причините са практични, а не модерни.

Тази статия разглежда къде въглеродните влакна се използват при обезсоляването и пречистването на водата, защо композитният материал печели в тези среди и какво трябва да провери купувачът, преди да го посочи. Фокусът е върху обратната осмоза на морската вода и по-широката пречиствателна установка, тъй като това е мястото, където инженерните изисквания са най-строги.

Ето оформлението на дискусията:

Първа част - Защо металът се бори в водна фабрика

Разбирането на проблема с корозията обяснява почти всяко материално решение в обезсоляващо съоръжение.

Корозионната среда в подробности

Установка за обратна осмоза на морска вода се справя с няколко агресивни потока наведнъж. Суровата морска вода носи хлориди и биологична активност. Предварителната обработка добавя коагуланти и понякога хлор. Секцията с високо налягане носи концентрирана солина при повишена температура. Всеки поток атакува метала по различен начин и нито една сплав не се справя с всички тях икономично.

Сортовете от неръждаема стомана, които оцеляват в морската вода, са скъпи и все още уязвими към корозия на дупки и пукнатини. Въглеродната стомана се нуждае от покритие, катодна защита и постоянна инспекция. На практика растенията харчат много за подбор на материали и след това отново харчат за поддръжка.

Полимерното оборудване, укрепено с влакна, променя уравнението, защото носещата структура не е метална. Правилно конструиран композитен съд под налягане не ръждее, не яма и не е засегнат от хлоридна атака. За крайбрежните инсталации тази единична собственост преобразува бюджета за поддръжка.

Налягането като двигател на дизайна

Обратната осмоза на морската вода се извършва при налягане, което изненада хората извън индустрията. В зависимост от солеността и конфигурацията на мембраната, секцията с високо налягане обикновено работи някъде между приблизително 800 и 1200 psi, а някои стадии на соленост и ултрависоко налягане отиват по-високо.

Това налягане е това, което прави мембранните корпуси сериозен структурен продукт, а не проста тръба. Съдът трябва да съдържа циклично налягане в продължение на години без изтичане, пукнане или деламиниране. Това е точно вида на товарен случай, в който полимерът, укрепен с въглеродни влакна, работи добре, защото влакното носи напрежението на обръчка и смолата защитава и свързва структурата.

Защо цикличното налягане е важно

Съдовете за обезсоляване рядко седят при постоянно налягане. Стартирането, изключването, циклите на почистване и променящото се търсене създават хиляди цикли на налягане през живота на инсталацията. Композитните корпуси са проектирани и тествани за това поведение на умората, което е една от причините те да се превърнат в избора по подразбиране за мембранни съдове под налягане по целия свят.

Наказанието за тегло и инсталация

Теглото е тихото предимство. Въглероден или стъклен корпус тежи част от неговия стоманен еквивалент за същото номинално налягане. В завод с стотици съдове, разположени на стойки и плъзгачи, тази разлика засяга целия конструктивен дизайн.

По-леките съдове означават по-леки опорни рамки, по-малки кранове по време на монтажа, по-лесна работа в тесни плъзги и по-малко натоварване на етажите на сградите. За обезсоляването на море и на борда, където всеки килограм струва гориво и стабилност, това става основен критерий за избор, а не бонус.

Част 2 - Къде се намират въглеродните влакна

Списъкът с приложения в модерна водна станция е по-дълъг, отколкото очакват повечето купувачи.

RO мембранни съдове под налягане

Това е флагманското приложение. Мембранните корпуси, увити от полимер, укрепен с влакна, сега са стандартни в обратната осмоза на морска вода и солена вода. Процесът на навиване поставя непрекъснато влакно под точните ъгли, необходими за устояване на обръчка и осно напрежение, а полученият съд е корозионен отвътре и навън.

Модерните корпуси са проектирани за дълъг експлоатационен живот, висок брой цикли и съвместимост с пълната гама от почистващи химикали. Крайните затваряния, уплътненията и портовите интерфейси получават същото внимание като барела, защото повечето повреди на полето се случват при връзките, а не в тялото на кораба.

Тръбопроводи и колектори с високо налягане

Тръбата, която свързва помпата с високо налягане с стойките на съдовете и носи солена вода, е изправена пред същите изисквания за корозия и налягане. Композитната тръба, завита с нишки, и все повече тръбата, укрепена с въглеродни влакна, се справя с тази задача без допустимите допълнения за дебелината на стената, които стоманата изисква за корозия.

Тъй като композитната тръба устоява както на вътрешната корозия, така и на външната крайбрежна атмосфера, тя издържа в трудните зони на завода: изхвърляне на помпата, междуетапни колектори и линии за изхвърляне на солена вода, където хлоридите и скоростта се съчетават.

Танкове, кораби и обработка на сол

Солната е най-агресивният поток в растението, а също така и този, който най-често се съхранява и транспортира. Ранените композитни резервоари за съхранение на солена и солена вода изцяло устояват на хлоридната атака и могат да бъдат произведени на място или доставени на секции, което има значение, когато пътищата за достъп са ограничени.

Съдовете за дегазиране, резервоарите за дозиране на химикали и междинното съхранение се ползват от една и съща логика. Когато течността е солена, топла или химически обработена, композитите премахват корозионната променлива от конструкцията.

Филтри за предварителна обработка и резервоари за медии

Пясъкът, въглеродът и мултимедийните филтри образуват голяма част от всеки процес на обработка, а резервоарите им под налягане получават удар от циклите на обратно измиване и експозицията на хлорид. Композитните филтърни съдове за тези задачи са по-леки от стоманата, имунни на ръжда и по-лесни за замена, когато заводът е модернизиран.

Помпи, валове и въртящи се части

Композитите от въглеродни влакна се използват и за компоненти на помпи, задвижващи валове и въртящи се елементи, където намалената инерция и устойчивостта на корозия подобряват ефективността. По-ниската въртяща се маса означава по-бърз отговор и по-малко износване на лагерите, което е истинска полза при водни инсталации с непрекъсната работа.

Структурен ремонт и ремонт

Не всяко подобрение изисква подмяна. Въглеродните влакна и системите за опаковане се използват за ремонт и укрепване на влошени бетонни, тръбопроводни и съдови структури в водни съоръжения. Ремонтът добавя сила, без да добавя много тегло и без корозията, която би въвел заварен стоманен пластир.

За остаряващите растения това често е най-икономично ефективният начин да се удължи експлоатационният живот, преди пълното възстановяване да стане неизбежно.

Част 3: Материалната страна

Зад всеки композитен съд е набор от избори на влакна и смола, които определят производителността.

Форми за теглене, лента и тъкан

Непрекъснатото теглене на въглеродни влакна и прегреговата лента са работните коне на навиването на нишки и автоматизираното подреждане, където последователното напрежение и обемът на влакната правят разликата между надежден съд под налягане и непредсказуем. Тканите от въглеродни влакна служат за ремонтни работи, ръчно подреждане и локализирано армиране, където завесата и съответствието са по-важни от автоматизацията.

Арамидните влакна често се определят заедно с въглерода, за да подобрят устойчивостта на удар и толерантността към щети, тъй като арамидът абсорбира енергия, която крехкият въглерод сам по себе си не би направил. Стъклените влакна остават често срещани при водни задължения с по-ниско налягане, където разходите са по-важни от минималното тегло.

Хибридни и поддържащи влакна

Оксидираните влакна и продуктите от предварително оксидирани влакна допринасят за непогоримост и топлоизолация на оборудването на водни инсталации. Когато съдът или корпусът трябва да устоят на огън или да ограничат преноса на топлина, тези влакна допълват структурните въглеродни слоеве.

Практичната точка за купувача е, че едно завод може да се нуждае от няколко вида влакна, а снабдяването им от един доставчик опростява квалификацията и последователността.

Четвърта част - Производство и качество

Навикане и маршрут на съдовете под налягане

Навивката на нишката доминира в производството на мембранни корпуси. Непрекъснатото влакно се изтегля през смола и се навива върху мандрил под контролирани ъгли, изграждайки дебелината на стената в слоеве. Кръговите слоеве устояват на вътрешното налягане; спирални слоеве добавят аксиална якост и се справят с огъване и обработка на натоварвания.

Процесът е добре разбран, повторим и подходящ за цилиндричната геометрия на съдовете за обратна осмоза. Постоянното напрежение на влакната, правилното съдържание на смола и контролираното втвърдяване са променливите, които отделят добрите съдове от маргиналните.

Тестване, което има значение

Квалифицирани производители изпитват за взрив, цикъл до номинално налягане хиляди пъти и проверяват ефективността след химическо излагане. Сертификацията от трети страни и проследими материални записи са нормални очаквания на този пазар, а не премии.

Какво трябва да провери купувачът

Част пета - Търговският случай

Аргументът за въглеродните влакна при обезсоляването и пречистването на водата не е само за ръжда. Това е общата цена за целия живот на растението.

Композитният съд или тръбопровод избягва повтарящите се разходи за покритие, инспекция и замена, които металът изисква в морската среда. Намалява конструктивното тегло, което намалява разходите за монтаж и поддръжка. Толерира налягането, химията и циклизма, които определят съвременната обратна осмоза на морската вода. За операторите, планиращи десетилетия на обслужване, тези фактори се съчетават в по-ниски разходи за собственост.

Недостатъкът на вода не се облекчава, а капацитетът за обезсоляване продължава да расте в крайбрежните региони по света. Тъй като заводите стават по-големи и работят по-дълго, изборът на материали, които намаляват времето за спиране на поддръжката, става конкурентно предимство, а не технически детайл.

TANCHAIN доставя материали от въглеродни влакна и арамидни влакна, използвани в композити за оборудване за пречистване на вода и обезсоляване, включително непрекъснато теглене, прегрег, тъкани и свързани с тях продукти. За да обсъдите правилната спецификация за вашия проект за кораб, тръба или резервоар, посетете нашите страници за продукти или се свържете с нашия технически екип за оферта.

  • Home

    Whatsapp

    консултирайте се

    Email

    Звънни