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向中东供应淡水--伊萨为脱盐工厂提供全方位的焊接耗材
作者:Johan Ingemansson
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焊锡, 焊锡膏, 铜焊条/钎焊材料, 银焊料, 铝焊料, ...
全球人口持续增长,特别是在沿海地区。这些地区,如中东的许多国家,通常没有足够的淡水源,如湖泊,河流等,他们依靠海水或微咸水脱盐获得饮用水。伊萨为脱盐工厂的组建提供了全方位的焊接耗材,如特殊材料、异种接头的焊接材料。

在中东,汉诺威公司Belleli Energy SpA是MSF(多级闪蒸设备)和MED(多效蒸馏设备)设备的主要生产商和供应商。他的总部是一个大型生产点,坐落于阿联酋的沙迦:其它的工厂分别位于迪拜、沙特阿拉伯半岛和卡塔尔。这些年来,他们向中东和北非提供了成百的MSF和MED设备。

并且,Belleli Energy是石油、天然气、石油产品、动力和水工业设备的最主要生产和供应商,例如,反应器、压力容器、塔器、柱器、蒸汽锅炉、热回收蒸汽发生器的压力部件以及完整的加工模块。公司员工1200-2200,取决于某一时段承接的项目规模。

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脱盐工艺

大量生产淡水主要采用两种脱盐工艺,即热工艺和薄膜工艺。其它较少使用的方案还包括冷冻、膜脱盐和日照增湿法。主要的热工艺包括MSF、MED和VC(蒸汽压缩),主要的膜技术是ED(电渗析)和RO(反向渗透)。

在中东,广泛的应用MSF和MED工艺生产淡水:MSF是生产能力较高的设备,通常,每台设备每天的生产能力为10-17.5百万加仑(英制);MED设备每天的生产能力大约为5-8百万加仑(1加仑=4.546升)。这两种工艺加工的淡水质量高,设备可靠,操作简单、方便。

但是,相对于膜技术,两种工艺能耗都相当高。MED的工作温度低于MSF,因此更经济。市场发展更趋向于MED技术。

为了避免设备维护或维修期间水加工中断,客户通常定购两个小型MED,而不是一个大型的。并且,由于MED设备中没有太多的特殊材料,如Ni-1、Cu/Ni和Al-青铜,因此它的加工费用相对较低。

MED和MSF工艺

由于MED和MSF装置能耗高,淡水加工工厂一般坐落于电厂、钢厂或铝熔炼厂附近。在脱盐工艺的初期,这些工厂的余热可用于煮沸海水。两种工艺基本上由一系列容器组成(每个容器代表一个加工阶段),海水在这些容器中连续煮沸,初期减压阶段,没有额外的热输入。每个容器中产生的蒸汽凝固成较高质量的淡水。最后,在成为可饮用水前,还要进一步过滤、净化、电离。

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材料走向

通常,海水在进入MED和MSF设备前要经过前处理,包括除气、除凝结物和沉积物,过滤、消毒、活性炭处理和加入添加物,以抑制结垢。这可保护设备,避免破坏性腐蚀,但是,沸腾海水在每个阶段都会增加盐的浓度,对任何材料都会保持恶劣的环境。

根据MED和MSF设备的市场走向,316L和317L不锈钢会逐渐被对点腐蚀有更高抗性的双相不锈钢或超奥氏体不锈钢代替,如254 SMO。如今,MSF和MED设备各部分的材料选择是基于现代材料科学和前期的试验基础上的。通常,腐蚀和其它材料问题是与系统部件相关的,如泵和阀门。

图3 脱水装置异种接头PQR试样宏观图。左侧为22mmCu/Ni 90/10,右侧为20mm厚S 3 1803双相不锈钢,采用自动送丝手工TIG焊工艺。双相钢焊前表面分别先堆焊两层OK Autrod 19.92 (ERNi-1)和两层OK Autrod 19.93 (ERNiCu-7)作为过渡层。随后,采用OK Autrod 19.49(ERCuNi)焊接异种接头。有气孔的一侧(容许范围),采用认可的MIG焊工艺。

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图4 另一种异种接头示例。PQR宏观像。自动送丝半自动TIG焊接22mm厚CuAl(UNS C61400)和20mm双相不锈钢。焊前,双相钢表面分别先堆焊两层OK Autrod 19.92 ERNi-1),两层OK Autrod 19.93( ERNiCu-7)和4层OK Autrod 19.49 ERCuNi-7)作为过渡层。异种焊缝采用OK Autrod 19.44 (ERCuAl-A2)作填充材料。第一层采用MIG焊。双相钢侧,所有的过渡层采用染色渗透剂测试。OK Autrod 19.44的第一层焊缝有微裂纹。在继续采用采用OK Autrod 19.44焊接前,有裂纹区域采用OK Autrod 19.49进行修补。箭头指示修补区域的宏观图片

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异种接头实例

如表1所示,生产MSF设备使用了多种材料,异种接头理所当然的会在焊接工艺中遇到。必须选择焊接材料及工艺以保证最高的机械性能和优异的耐海水腐蚀能力,同时避免热裂纹问题。另外,在异种接头中形成平缓渐变的成分分布对于缓和应力集中是有利的。该方法的实例如图1,3和4所示。

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双相钢(UNS S31803)的设计为,4mm厚90/10Cu-Ni板,中间塞焊一层很薄的OK Autrod 19.92(ERNi-1),然后是OK Autrod19.93(ERNiCu-7)中间层,最后表面焊一层OK Autrod19.49(ErCuNi)。

在角焊缝中,采用了4种不同的合金焊材。与塞焊缝一样,第一层采用ERNi-1型填充金属进行焊接,以减少焊缝金属的Fe含量,因此对后续层抵抗热裂纹有好处。另外一种方法是仅采用OK Autrod 19.44(ERCuAl-A2)焊接角焊缝。然而,该类接头的力学性能不可能与复合层焊缝的力学性能保持同一水平。

图3和图4给出了其它两种异种接头PQR宏观像,复杂的焊接方案需与材料性能相连,不能直接从冶金学观点获得答案。这些接头可以描述为“一个焊接工程师的梦“——同时也是一个恶梦。

中东脱盐工业展望

在中东,由于科技的进步和人口的流入,新型脱盐工厂的前景光明。许多国家投资旅游业,需要绿地,如高尔夫球场,公园和花园,所有的这些场地日耗水量都很大。总之,未来对水的需求量只会与日俱增。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (5/16/2014)
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