蝕刻不銹鋼在工程中的應用

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，導致淡水資源不斷減少，世界上良多地區水資源短缺題目日益凸起。有人預言，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，要利用海水必需經由淡化，因此海水淡化應運而生且得到迅速發展。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％的海水淡化產能集中在中東地區。因為世界上超過1/4的人口棲身在離海岸線25km范圍內，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）。膜法包括反復滲透滲出（RO）和電滲析法/反復電滲析法（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備材料需具有耐侵蝕的特性。材料的選擇和設計原則取決于材料的服役環境。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雜環境下的良好耐侵蝕性。奧氏體不銹鋼316L和317是制造海水淡化設備最主要的材料。316L可以經受住海洋環境下的侵蝕，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備中使用的不銹鋼，其在含氯離子環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不銹鋼是蒸發器的傳統材料，但是大多現代多級閃蒸海水淡化裝置（MSF）不使用316L不銹鋼，而大多海水淡化設備出產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，是因為它具有優異的耐蝕性，特別是耐應力侵蝕開裂。應力侵蝕開裂是在一定溫度下，材料在侵蝕環境下，有拉應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，特別是其優異的力學機能可以降低材料本錢。雙相不銹鋼仍是優異的工程材料。2205雙相不銹鋼已經應用于多級閃蒸（MSF）海水淡化裝置蒸發器的外殼。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。

意大利出產海水淡化設備的工廠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境下，節約型雙相蝕刻不銹鋼用于稍弱的侵蝕環境。節約型雙相不銹鋼是一種經濟型雙相不銹鋼，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。因為其高的力學機能，節約型雙相不銹鋼相對于奧氏體不銹鋼可以減輕50%的設備自重，從而節約35%~40%的本錢。

“全雙相”的理念已經應用于多效蒸餾法（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滲透滲出法（SWRO）的淡化工廠的實驗數據證明：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座反復滲透滲出法（SWRO）海水淡化設備和一些采用高鹽度的海水作為原料的淡化廠均未發現侵蝕。隗（yu)小姐：136 2020 3959

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