蝕刻不銹鋼在工程中的應(yīng)用

1 海水將成為飲用水最重要的來源之一。　　
水是人類最重要的資源。因為人口的膨脹、水消耗的增加，導(dǎo)致淡水資源不斷減少，世界上良多地區(qū)水資源短缺題目日益凸起。有人預(yù)言，19世紀爭煤，20世紀爭油，21世紀可能爭水。地球表面2/3的面積被水籠蓋，但水儲量的97％為海水和苦咸水，要利用海水必需經(jīng)由淡化，因此海水淡化應(yīng)運而生且得到迅速發(fā)展。但是，目前全球僅有1％的飲用水通過海水淡化獲得。世界上已經(jīng)有120多個國家建有超過12500座海水淡化廠。世界上47％的海水淡化產(chǎn)能集中在中東地區(qū)。因為世界上超過1/4的人口棲身在離海岸線25km范圍內(nèi)，因此海水將成為飲用水最重要的來源之一。

2為什么選用蝕刻不銹鋼？　　

　　海水淡化的方法主要有兩種：熱法和膜法。熱法包括多級閃蒸法（MSF）和多效蒸餾法（MED）。膜法包括反復(fù)滲透滲出（RO）和電滲析法/反復(fù)電滲析法（ED/EDR）。不銹鋼因為具有耐侵蝕特性用在各種淡化方法的工程中。

所有的淡化方法都是同樣的過程。引入的海水分為兩部門，一部門作處理，另一部門濃縮。處理的海水鹽濃度降低而濃縮的海水鹽度遠高于原海水。海水淡化過程所用設(shè)備材料需具有耐侵蝕的特性。材料的選擇和設(shè)計原則取決于材料的服役環(huán)境。不銹鋼因為其耐侵蝕和耐用性使其成為理想的材料。

3選用何種蝕刻不銹鋼？

不銹鋼有兩百多種，僅有部門品種可以用在海水淡化工程。海水淡化工程所用的不銹鋼要求其在各種復(fù)雜環(huán)境下的良好耐侵蝕性。奧氏體不銹鋼316L和317是制造海水淡化設(shè)備最主要的材料。316L可以經(jīng)受住海洋環(huán)境下的侵蝕，但是長期浸在海水中會泛起點蝕和縫隙侵蝕。

在處理熱濃縮海水的海水淡化設(shè)備中使用的不銹鋼，其在含氯離子環(huán)境下的點蝕長短常值得留意的。盡管熱海水缺氧降低了點侵蝕的趨勢，且316L不銹鋼是蒸發(fā)器的傳統(tǒng)材料，但是大多現(xiàn)代多級閃蒸海水淡化裝置（MSF）不使用316L不銹鋼，而大多海水淡化設(shè)備出產(chǎn)商開始采用雙相不銹鋼作為替換材料。

雙相不銹鋼之所以逐漸成為海水淡化用不銹鋼重要的一類材料，是因為它具有優(yōu)異的耐蝕性，特別是耐應(yīng)力侵蝕開裂。應(yīng)力侵蝕開裂是在一定溫度下，材料在侵蝕環(huán)境下，有拉應(yīng)力存在的前提下造成材料溘然失效的一種侵蝕方式。雙相不銹鋼的強度是奧氏體不銹鋼的兩倍，特別是其優(yōu)異的力學(xué)機能可以降低材料本錢。雙相不銹鋼仍是優(yōu)異的工程材料。2205雙相不銹鋼已經(jīng)應(yīng)用于多級閃蒸（MSF）海水淡化裝置蒸發(fā)器的外殼。建于2004年的利比亞Melittah海水淡化廠和建于2005年的阿爾及利亞Skikda海水淡化廠均采用了2205雙相不銹鋼。

意大利出產(chǎn)海水淡化設(shè)備的工廠FISIA采用雙相蝕刻不銹鋼作為工程材料。施工案例為阿布扎比的Taweelah B擴建工程、迪拜的Jebel Ali L工程和卡塔爾的Ras Abu Fontas工程。這些工程采用“全雙相”的理念，2205雙相不銹鋼用于苛刻的環(huán)境下，節(jié)約型雙相蝕刻不銹鋼用于稍弱的侵蝕環(huán)境。節(jié)約型雙相不銹鋼是一種經(jīng)濟型雙相不銹鋼，其相對于2205雙相不銹鋼具有較低的鎳、鉬含量。耐侵蝕機能與316L相近。因為其高的力學(xué)機能，節(jié)約型雙相不銹鋼相對于奧氏體不銹鋼可以減輕50%的設(shè)備自重，從而節(jié)約35%~40%的本錢。

“全雙相”的理念已經(jīng)應(yīng)用于多效蒸餾法（MED）的海水淡化工廠（見圖1），首例為Sidem建造的位于阿聯(lián)酋的Sharjah工廠，該工廠采用了2205和2304雙相不銹鋼。27家正在服役的海水反復(fù)滲透滲出法（SWRO）的淡化工廠的實驗數(shù)據(jù)證明：假如高壓管道材料選用了316L和317L，均不具有足夠的耐蝕性，將有發(fā)生侵蝕的危險。甚至雙相不銹鋼2205和高級合金904L也不足以知足該類設(shè)備的服役前提。而使用新的超級奧氏體蝕刻不銹鋼S31254的30座反復(fù)滲透滲出法（SWRO）海水淡化設(shè)備和一些采用高鹽度的海水作為原料的淡化廠均未發(fā)現(xiàn)侵蝕。隗（yu)小姐：136 2020 3959

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