Штраф за вес морских металлов
Морские платформы накладывают строгие ограничения по весу на все оборудование. Для поддержки каждого килограмма верхнего оборудования требуется конструкционная сталь. Эта сталь увеличивает вес, требуя большей конструкции платформы. Весовой каскад усиливает воздействие тяжелого оборудования, выходящее далеко за пределы собственной массы компонента.
Медно--никелевые теплообменники широко используются в судовых системах впрыска химикатов. Медь-никель 90/10 устойчив к коррозии в морской воде и выдерживает умеренные температуры химического нагрева. Его плотность-приблизительно 8900 кг/м³. Кожухо-и-трубчатый теплообменник, изготовленный из меди-никеля для режима нагрева впрыском химикатов мощностью 50 кВт, весит 400–600 кг в зависимости от расчетного давления и конфигурации.
Плотность ПТФЭ при 2200 кг/м³ составляет одну-четверть плотности меди-никеля. Погружной теплообменник из ПТФЭ для той же мощности 50 кВт, установленный непосредственно в баке для химикатов, весит 40-60 кг, включая опорную раму. Экономия веса составляет около 90%.
Каскад структурной поддержки
Разница в весе усугубляется опорной конструкцией. Для медно-никелевого теплообменника массой 500 кг требуется каркас из конструкционной стали, монтажные подушки, приваренные к настилу платформы, и, возможно, усиление настила, если точка установки не рассчитана на сосредоточенные нагрузки. Общая масса конструкции, связанная с установкой теплообменника, может составлять 30-50% массы оборудования – еще 150-250 кг.
Змеевик из ПТФЭ массой 50 кг требует минимальной поддержки. Легкая опорная рама из ПВДФ или стеклопластика крепится к краю резервуара для химикатов или подвешивается к существующей конструкции. Общая масса конструкции незначительна. Экономия веса платформы составляет примерно 500-700 кг на одну установку теплообменника.
Для платформ с несколькими системами впрыска химикатов-ингибитор коррозии, ингибитор накипи, нагрев метанола-общая экономия веса за счет спецификации ПТФЭ может достигать нескольких тонн. Этот вес можно перераспределить на производственное оборудование или просто снять с конструкции платформы нагрузку.
Таблица 1. Сравнение массы-и-производительности для режима нагрева с впрыском химических реагентов мощностью 50 кВт.
| Параметр | Медь-Никель 90/10, оболочка-и-трубка | Погружная катушка из ПТФЭ |
|---|---|---|
| Сухая масса теплообменника (кг) | 450-550 | 45-55 |
| Плотность материала (кг/м³) | 8,900 | 2,200 |
| Вес несущей конструкции (кг) | 150-250 | 5-10 |
| Общий установленный вес (кг) | 600-800 | 50-65 |
| Соотношение веса-к-теплу (кг/кВт) | 12-16 | 1.0-1.3 |
| Требования к подъему установки | Кран или шлюпбалка | Руководство (2 человека) |
| Требуемая площадь палубы (м²) | 1.5-2.5 | 0,3-0,5 (в баке) |
| Устойчивость к коррозии морской воды | Хорошо (возможно биообрастание) | Отличный (инертный) |
| Совместимость с жидкостями для инъекций химикатов | Ограничено аммиаком, сульфидами | Универсальный |
Логистика морской установки
Вес напрямую влияет на логистику установки. Для подъема на платформу медно-никелевого теплообменника массой 500 кг требуется кран или шлюпбалка. Морские подъемные операции требуют разрешений, погодных условий и специального персонала. Рулон ПТФЭ массой 50 кг может-переноситься вручную по лестнице на платформу двумя техническими специалистами и устанавливаться без подъемного оборудования.
Компактная погружная катушка из ПТФЭ помещается внутри хранилища химикатов или дневного резервуара. Никакое внешнее воздействие не потребляется. Медно-{2}}корпусно-никелевый-и-трубный теплообменник занимает пространство на палубе, которое необходимо выделить, зарешетить и обеспечить доступ для обслуживания. На платформах с-ограниченным пространством установка-бака из ПТФЭ освобождает место на палубе для другого оборудования.
Доступ для технического обслуживания осуществляется по той же схеме. Медно--никелевый теплообменник требует свободного пространства для извлечения пучка труб, которое может составлять несколько метров свободного пространства на одном конце. Змеевик из ПТФЭ требует доступа к резервуару только сверху для периодического визуального осмотра.
Коррозионная стойкость в морской атмосфере
Медь-никель устойчив к коррозии в морской воде за счет образования защитной пленки оксида меди. Для формирования и поддержания этой пленки требуется воздействие чистой, насыщенной кислородом морской воды. В застойных условиях, под отложениями или в загрязненных водах, содержащих сульфиды, пленка разрушается и начинается питтинговая коррозия.
Атмосфера морской платформы-соляные брызги, высокая влажность, периодический углеводородный туман-поражают медь-никель снаружи, а жидкость для закачки химикатов воздействует изнутри. Внешняя коррозия корпуса, фланцев и болтов увеличивает нагрузку на техническое обслуживание, даже если сами трубы остаются неповрежденными.
ПТФЭ инертен по отношению к морской воде, соляным брызгам, углеводородам и всем видам химических жидкостей для закачки. Нет внешней коррозии, внутренней коррозии и защитной пленки, которую необходимо поддерживать. Материал остается неизменным на протяжении десятилетий воздействия на море.
Краткое содержание
Преимущество-к-производительности теплообменников из ПТФЭ по сравнению с медно--никелевыми теплообменниками для закачки химикатов на море составляет примерно 10:1 при сравнении общего установленного веса на киловатт мощности отопления. Снижение веса на 90% достигается за счет экономии несущей конструкции, упрощенной логистики установки и уменьшения занимаемого пространства на палубе.
ПТФЭ устраняет как внутренние, так и внешние механизмы коррозии в морской среде, устраняя необходимость технического обслуживания в местах, доступ к которым дорог и-зависим от погодных условий. Компактная установка в-цистерне освобождает место на палубе для производственного оборудования.
Инженерный анализ веса теплообменника из ПТФЭ и оценка установки в конкретных морских установках доступны после предоставления данных о составе жидкости для закачки химикатов, мощности нагрева, доступных размерах резервуара и бюджетных ограничениях по весу платформы.
