A tengeri fémek súlybüntetése
Az offshore platformok szigorú súlyköltségvetést írnak elő minden berendezésre. A felső berendezés minden kilogrammjához szerkezeti acél szükséges. Ez az acél nagyobb súlyt ad, és több platformszerkezetet igényel. A súlykaszkád felerősíti a nehéz berendezések hatását messze túllépve az alkatrész saját tömegét.
A réz-nikkel-hőcserélők széles körben használhatók tengeri vegyszer-befecskendező rendszerekben. A réz-nikkel 90/10 ellenáll a tengervíz korróziójának, és ellenáll a vegyszeres melegítés mérsékelt hőmérsékletének. Sűrűsége is, -körülbelül 8900 kg/m³. Az 50 kW-os vegyszerbefecskendezéses fűtési teljesítményhez réz{10}}nikkelből{11}}csöves hőcserélő a tervezési nyomástól és konfigurációtól függően 400-600 kg-ot nyom.
A PTFE 2200 kg/m³-nél a réz-nikkel sűrűségének egy-negyede. A közvetlenül a vegyszertartályba szerelt PTFE merülőtekercs ugyanarra az 50 kW-os teljesítményre, a tartókerettel együtt 40-60 kg. A súlymegtakarítás körülbelül 90%.
A strukturális támogatási kaszkád
A súlykülönbség összeáll a tartószerkezeten keresztül. Az 500 kg-os réz-nikkelcserélőhöz szerkezeti acélvázra, az emelvényfedélzetre hegesztett szerelőlapokra, és esetleg a fedélzet megerősítésére van szükség, ha a beépítési pontot nem koncentrált terhelésre tervezték. A hőcserélő beépítéséhez kapcsolódó teljes szerkezeti tömeg a berendezés tömegének 30-50%-a – további 150-250 kg.
Egy 50 kg-os PTFE tekercs minimális alátámasztást igényel. Egy könnyű PVDF vagy FRP tartókeret csatlakozik a vegyszertartály pereméhez, vagy lóg a meglévő szerkezetről. A teljes szerkezeti tömeg elhanyagolható. A platform súlyának megtakarított költsége körülbelül 500-700 kg hőcserélő telepítésenként.
A több vegyszer-befecskendező rendszerrel rendelkező platformok esetén -korróziógátló, vízkőgátló, metanolos fűtés-a PTFE specifikációiból származó összesített tömegmegtakarítás elérheti a több tonnát is. Ez a súly átcsoportosítható a gyártóberendezésekre, vagy egyszerűen eltávolítható a platform szerkezeti terheléséből.
1. táblázat: Súly---teljesítmény-összehasonlítás 50 kW vegyi befecskendezéses fűtési teljesítményhez
| Paraméter | Réz-nikkel 90/10 héj-és-cső | PTFE merülő tekercs |
|---|---|---|
| A hőcserélő száraz tömege (kg) | 450-550 | 45-55 |
| Anyagsűrűség (kg/m³) | 8,900 | 2,200 |
| Tartószerkezet súlya (kg) | 150-250 | 5-10 |
| Teljes beépített tömeg (kg) | 600-800 | 50-65 |
| Tömeg-/hő{1}}arány (kg/kW) | 12-16 | 1.0-1.3 |
| Beépítési emelési követelmény | Daru vagy dávit | Kézikönyv (2 fő) |
| Fedélzeti területszükséglet (m²) | 1.5-2.5 | 0,3-0,5 (tartályban) |
| Tengervíz korrózióállóság | Jó (bioszennyeződés lehetséges) | Kiváló (inert) |
| Kémiai injekciós folyadék kompatibilitás | Korlátozza ammónia, szulfidok | Egyetemes |
Offshore telepítési logisztika
A súly közvetlenül befolyásolja a telepítési logisztikát. Egy 500 kg-os réz-nikkelcserélőhöz daru vagy dáma szükséges az emelőkosárra való emeléshez. A tengeri emelési műveletekhez engedélyek, időjárási ablakok és elkötelezett személyzet szükséges. Egy 50 kg-os PTFE tekercset két technikus{6}}kézzel felvihet az emelvénylépcsőn, és emelőberendezés nélkül felszerelheti.
A kompakt PTFE merülőtekercs a vegyszertároló vagy nappali tartály belsejébe illeszkedik. Külső lábnyom nem kerül felhasználásra. A réz-nikkelhéj-és-csöves hőcserélő fedélzeti helyet foglal el, amelyet ki kell osztani, rácsozni kell, és hozzáférést kell biztosítani a karbantartáshoz. A helyszűke-platformokon a PTFE tartályba való beszerelése felszabadítja a fedélzetet más berendezések számára.
A karbantartáshoz való hozzáférés ugyanazt a mintát követi. A réz-nikkelcserélőnek szabad térre van szüksége a csőköteg eltávolításához, amelynek egyik végén több méter szabad hely is lehet. A PTFE tekercsnek csak felülről kell hozzáférnie a tartályhoz az időszakos szemrevételezéshez.
Korrózióállóság a tengeri légkörben
A réz-nikkel ellenáll a tengervíz korróziójának azáltal, hogy védő réz-oxid filmet képez. Ennek a filmnek a kialakulásához és fenntartásához tiszta, oxigéndús tengervíz szükséges. Pangó körülmények között, lerakódások alatt vagy szennyezett, szulfidokat tartalmazó vizekben a film lebomlik, és lyukkorrózió indul meg.
A tengeri platform atmoszférája-sópermet, magas páratartalom, időnként szénhidrogénköd-megtámadja a réz-nikkelt kívülről, míg a vegyszerinjektáló folyadék belülről. A héj, a karimák és a csavarozás külső korróziója még akkor is megnöveli a karbantartási terhet, ha maguk a csövek sértetlenek maradnak.
A PTFE semleges a tengervízzel, a sópermettel, a szénhidrogénekkel és a vegyi injekciós folyadékok teljes választékával szemben. Nincs külső korrózió, nincs belső korrózió és nincs fenntartandó védőfólia. Az anyag változatlan marad a több évtizedes tengeri expozíció során.
Összegzés
A tengeri vegyszerinjektáláshoz használt PTFE-hőcserélők tömeg--teljesítmény-előnye a réz-nikkelhez képest körülbelül 10:1, ha összehasonlítjuk a fűtési teljesítmény kilowattjára eső teljes beépített tömeget. A 90%-os tömegcsökkentés a tartószerkezet megtakarítása, az egyszerűsített telepítési logisztika és a csökkentett fedélzeti helyigény révén kaszkádos.
A PTFE kiküszöböli mind a belső, mind a külső korróziós mechanizmusokat a tengeri környezetben, és eltávolítja a karbantartási terheket azokon a helyeken, ahol a hozzáférés drága és időjárásfüggő. A kompakt tartályba -telepítés szabad helyet szabadít fel a fedélzeten a gyártóberendezések számára.
Mérnöki elemzés a PTFE hőcserélő súlyához és a telepítés értékeléséhez meghatározott tengeri alkalmazásokhoz a vegyi injekciós folyadék összetételének, a fűtési kötelezettségnek, a rendelkezésre álló tartályméreteknek és a platform súlyának költségvetési korlátainak benyújtásával érhető el.
