蚀刻不锈钢在工程中的应用

1 海水将成为饮用水最重要的来源之一。　　
水是人类最重要的资源。因为人口的膨胀、水消耗的增加，导致淡水资源不断减少，世界上良多地区水资源短缺题目日益凸起。有人预言，19世纪争煤，20世纪争油，21世纪可能争水。地球表面2/3的面积被水笼盖，但水储量的97％为海水和苦咸水，要利用海水必需经由淡化，因此海水淡化应运而生且得到迅速发展。但是，目前全球仅有1％的饮用水通过海水淡化获得。世界上已经有120多个国家建有超过12500座海水淡化厂。世界上47％的海水淡化产能集中在中东地区。因为世界上超过1/4的人口栖身在离海岸线25km范围内，因此海水将成为饮用水最重要的来源之一。

2为什么选用蚀刻不锈钢？　　

　　海水淡化的方法主要有两种：热法和膜法。热法包括多级闪蒸法（MSF）和多效蒸馏法（MED）。膜法包括反复渗透渗出（RO）和电渗析法/反复电渗析法（ED/EDR）。不锈钢因为具有耐侵蚀特性用在各种淡化方法的工程中。

所有的淡化方法都是同样的过程。引入的海水分为两部门，一部门作处理，另一部门浓缩。处理的海水盐浓度降低而浓缩的海水盐度远高于原海水。海水淡化过程所用设备材料需具有耐侵蚀的特性。材料的选择和设计原则取决于材料的服役环境。不锈钢因为其耐侵蚀和耐用性使其成为理想的材料。

3选用何种蚀刻不锈钢？

不锈钢有两百多种，仅有部门品种可以用在海水淡化工程。海水淡化工程所用的不锈钢要求其在各种复杂环境下的良好耐侵蚀性。奥氏体不锈钢316L和317是制造海水淡化设备最主要的材料。316L可以经受住海洋环境下的侵蚀，但是长期浸在海水中会泛起点蚀和缝隙侵蚀。

在处理热浓缩海水的海水淡化设备中使用的不锈钢，其在含氯离子环境下的点蚀长短常值得留意的。尽管热海水缺氧降低了点侵蚀的趋势，且316L不锈钢是蒸发器的传统材料，但是大多现代多级闪蒸海水淡化装置（MSF）不使用316L不锈钢，而大多海水淡化设备出产商开始采用双相不锈钢作为替换材料。

双相不锈钢之所以逐渐成为海水淡化用不锈钢重要的一类材料，是因为它具有优异的耐蚀性，特别是耐应力侵蚀开裂。应力侵蚀开裂是在一定温度下，材料在侵蚀环境下，有拉应力存在的前提下造成材料溘然失效的一种侵蚀方式。双相不锈钢的强度是奥氏体不锈钢的两倍，特别是其优异的力学机能可以降低材料本钱。双相不锈钢仍是优异的工程材料。2205双相不锈钢已经应用于多级闪蒸（MSF）海水淡化装置蒸发器的外壳。建于2004年的利比亚Melittah海水淡化厂和建于2005年的阿尔及利亚Skikda海水淡化厂均采用了2205双相不锈钢。

意大利出产海水淡化设备的工厂FISIA采用双相蚀刻不锈钢作为工程材料。施工案例为阿布扎比的Taweelah B扩建工程、迪拜的Jebel Ali L工程和卡塔尔的Ras Abu Fontas工程。这些工程采用“全双相”的理念，2205双相不锈钢用于苛刻的环境下，节约型双相蚀刻不锈钢用于稍弱的侵蚀环境。节约型双相不锈钢是一种经济型双相不锈钢，其相对于2205双相不锈钢具有较低的镍、钼含量。耐侵蚀机能与316L相近。因为其高的力学机能，节约型双相不锈钢相对于奥氏体不锈钢可以减轻50%的设备自重，从而节约35%~40%的本钱。

“全双相”的理念已经应用于多效蒸馏法（MED）的海水淡化工厂（见图1），首例为Sidem建造的位于阿联酋的Sharjah工厂，该工厂采用了2205和2304双相不锈钢。27家正在服役的海水反复渗透渗出法（SWRO）的淡化工厂的实验数据证明：假如高压管道材料选用了316L和317L，均不具有足够的耐蚀性，将有发生侵蚀的危险。甚至双相不锈钢2205和高级合金904L也不足以知足该类设备的服役前提。而使用新的超级奥氏体蚀刻不锈钢S31254的30座反复渗透渗出法（SWRO）海水淡化设备和一些采用高盐度的海水作为原料的淡化厂均未发现侵蚀。隗（yu)小姐：136 2020 3959

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