全球多達40%的人口受到飲用水缺乏的影響。除了飲用水安全,所有國家還都需要農業用淡水。而世界水儲量的大部分是鹽咸水,并不適合人類使用。
如何應對呢?對觸手可得的海水進行脫鹽處理是已經使用數十年的一項成熟技術。今天,為應對逐步增長的全球人口,這一技術正獲得快速發展。
鎳合金和含鎳高合金化不銹鋼正起到關鍵作用。這些合金具有合適的性能組合,可以耐受脫鹽工廠廣泛存在的極端腐蝕性條件。
脫鹽驅動力
現代脫鹽工廠的運行靠的是對海水進行蒸餾或反滲透處理。
在熱蒸餾工廠,對海水進行加熱蒸 發,生產出清潔、可安全飲用的蒸餾水。最常用的技術是多級閃蒸(MSF)或多效蒸餾(MED)。
在反滲透(RO)工廠,要使用高壓水泵驅動海水穿過一層膜,膜只允許清潔的脫鹽水通過,而將海水中的溶解鹽分阻擋住。
使用這兩種脫鹽技術建設的工廠,都需要使用具有高強度和優異性能的材料。
合金承受壓力、應對挑戰
老的海水蒸發工廠廣泛使用銅鎳合金,如90Cu-10Ni (UNS C70600) 和70Cu-30Ni (C71500)來制作脫鹽工廠中的很多部件。
當前,世界上規模更大的反滲透(RO)工廠的運營要求建造材料能在高壓和腐蝕性海水中保持40年以上的良好運行。它們在運行中時,海水壓力可達90 巴,溫度高達40攝氏度,還有生物污染和添加的高達30ppm的氯。
在這種工況下,標準奧氏體和雙相不銹鋼已經會出現一些局部腐蝕,在高壓海水管道法蘭處還出現了縫隙腐蝕。
為解決這一問題,現代RO工廠采用含鎳超級奧氏體和超級雙相不銹鋼建造。6Mo系合金(如N08367 和S31254)及超級雙相系的(S32750 和S32760)制造的管道和加工部件使用壽命長,廣泛適用脫鹽工廠的各種環境。
超級雙相合金的耐蝕性與6Mo超級奧氏體不銹鋼相似,但雙相合金具有強度更高和耐疲勞性得到改善的優點,這使其成為制造高壓海水供應管道和鹽咸水水泵的更為優化的材料。
這些高合金不銹鋼正被廣泛應用于世界各地的RO脫鹽工廠,為減少將來的水資源缺乏而努力。