海水淡化工程中管道材料选用

摘要：海水淡化工艺的不断成熟，成为国家淡水资源补充的有效途径，是解决我国水资源危机和安全水源开拓的必然选择。重视海水淡化科技和海洋淡水工程的发展是利国之本。在海水淡化工程发展进程中，应对不同工艺环节的管道规格要求和环境要求，科学而合理地选择工程管道，具有十分重要的现实意义。本文通过对海水淡化工程发展现状及常见管道防腐手段进行研究，就其海水淡化工程中管道材料选用进行了分析，并在此基础上提出了海水淡化工程中管道材料选用问题的革新性应对策略，将为我国海水淡化工程中管道材料选用提供基础参考。关键词：海水淡化；管道；选用；策略国内外对耐海水腐蚀材料进行了大量的研究和开发，可供选用的材料很多，如何结合不同工艺、不同条件和环境特征以及市场供货情况，选择性价比较优的管道材料是海水淡化工程管道设计的首要任务。1我国海水淡化工程中的发展现状我国人均水资源总量不及全球平均水平的四分之一，是一个严重干旱缺水的国家。然而，我国又是水资源消耗最高的国家，每年的淡水取水量占据全球淡水资料利用的近17%。水资源问题随着经济社会的不断显现。海水淡化工艺的不断成熟，成为国家淡水资源补充的有效途径，是解决我国水资源危机和安全水源开拓的必然选择。从海水淡化工艺原理上区分，主要可分为热法和膜法两大类，尤以低多效蒸馏法海水淡化技术和反渗透膜法海水淡化技术的应用较为成功。其中，低多效蒸馏法具有海水预处理的依赖性较大，资源消耗少、淡水成品品质高等优势；反渗透膜法具有资源能耗小、工艺设备成本低等优势，二者较为契合未来海水淡化产业发展需求的工程技术，其技术应用水平已较为成熟。同时，多级闪蒸法海水淡化技术，其工艺装置产量大，技术成熟可靠，在降低能耗的前提下，也将获得较好的利用。我国的海水淡化工程技术的实践与研究起源于较晚，但其现有技术水平和工程规模已居世界前列。资料显示，未来十年，我国的海水淡化产能将达到240万-300万吨/日。2海水淡化工程中的管道防腐处理2.1海水淡化工程管道腐蚀的成因作为海水淡化工程的主要工艺作用对象，海水因其具有高盐、导电属性及一定的生物活性，属于强性腐蚀物质，其对管道的腐蚀极为严重，腐蚀的过程性问题较为复杂且难以人工干预。在海水的腐蚀区域性研究中，未能呈现出一定的规律，不同作用条件下的腐蚀特征呈现出较大的差异性。经研究部门的数模分析表明，对海水淡化工程中的碳钢和合成钢的腐蚀影响主要涵盖溶解氧浓度、PH值、平均盐度三大成因。2.2海水淡化工程管道防腐的方法随着工业化水平的不断提升，海水管道防腐技术获得了较高的发展，管道金属表面的钝化处理工艺获得了长足的进步。其在管道表面钝化后所形成的致密性保护膜，能够较好地适应海水淡化工程的工艺要求，同时，随着材料技术的不断革新，高分子涂料在管道耐腐蚀加工中获得了较好的应用，通过对管壁涂层作业，能够达成管道成品的防腐技术指标。海水淡化工程中的管道问题主要表现在管道渗点、接缝腐蚀和管道破裂。在加强现场管理和管道维护的同时，不同材料的防腐处理效果十分关键。如不锈钢管道的耐腐蚀程度，取决于其管道表面与氧的反应程度，其管壁的氧化铭钝化膜加工工艺水平，将决定不锈钢管道的服役时长。3海水淡化工程中的耐腐蚀材料3.1铜合金耐腐蚀材料铜合金耐腐蚀材料涵盖海军铜、铝黄铜等多个品类，其主要应用于海水淡化工程中的冷却处理设备的管子材料，其工艺生产中，往往在其表面形成氧化亚铜的保护膜以提高铜管道的耐腐蚀性。同时，为应对海水淡化处理工艺中，对铜合金管道的管流冲蚀和沉淀腐蚀，需采用定期液体镀膜的方式缓解腐蚀作用，铜合金管定期镀膜一般选用硫酸亚铁。3.2钛合金耐腐蚀材料钛合金相对于其他耐腐蚀材料，其自身具有较为稳定的钝化膜，其在低于110°C的环境中，不会发生腐蚀和吸氢，从实践效果上看，其设施稳定、运行持久，且不易发生微生物的附着。优异的防腐性能，受到了海水淡化工程防腐作业中的青睐。而受限于其较为昂贵的价格，其大面积应用受到了一定的限制。3.3碳钢耐腐蚀材料碳钢的经济性在一定程度上凸显出其建设成本优势，得以海水淡化工程管道材料中的大面积应用。对碳钢表面的防腐处理手段已趋于成熟，其使用寿命和反复层的抗附着力已获得了提升，管壁涂装质量普遍加高。4海水淡化工程中的管道材料选用4.1海水淡化工程中的原水取水工序的管道选用海水淡化工程中的原水取水处理工序一般选用钢聚乙烯复合管。工艺原水取自自然海水，管道需露天架设，其运行环境相对恶劣，处理工艺的温度条件一般不高于70C，压力不大于20兆帕。钢聚乙烯复合管自身性能，能够较好地满足上述工艺处理要求。4.2海水淡化工程中的多效蒸发和反渗透工序的管道选用海水淡化工程中的多效蒸发和反渗透工序的一般选用316L特种不锈钢管材。经原水预处理后，多效蒸发工序需要满足真空操作，减少管道焊接作业；反渗透工序需满足中高压操作。塑料材料不能满足上述工序施工和运行要求，不锈钢管材在这一施工工序中的应用优势明显。361L耐腐蚀性好，属于超低碳特种管材（含碳量0.02%），可有效控制晶间腐蚀。需注意的是在与其向配套的连接管材需采用同种管材。若采用低碳钢管材替代，需要对低碳钢作镀膜设计，最大程度上减低因异种金属基础而发生的电偶腐蚀危害。5.1重视信息达成，构建数据化平台未来，海水淡化工程的高效建设和运转，有依赖于信息化平台建设基础。项目流和信息流的结合，基本达成了技术革新条件下的工艺优化和工程信息的过程性控制。海水淡化工程的管道需用中，要加大对数据化平台的有效投入，利用数模分析技术，为淡化工程管道选用和决策提供更优质的节点控制。5.2加快管道研发，保障基础化运行在未来，海水淡化工程的管道的基础材料工艺将在一定程度上影响到海水淡化产业的发展规模。加快海水淡化的管道材料的研发，实现海水淡化管道开发企业的合理布局、产品创新和优化运营，促成海水淡化系统中整体设备工艺的提升。5.3实施人才战略，建立专业化队伍海水淡化工程中管道高端问题的有效决策和解决，是有赖于企业内部的人才技能层次的。管道资源的优化，淡化工艺创新，需要核心人才和高素质人才的规划和创新重组。建立海水淡化人才培养长效机制，并扶持一批在海水淡化管道工艺功底扎实、勇于开拓进取的专业人才和培育一批德才兼备、具有较强组织协调能力的管理人才是提炼海水淡化产业持续发展之本。6结束语综上所述，随着我国海水淡化工程建设成果的初显，海水淡化处理网络的完善和运行设施的完备，海水淡化工艺在在我国水资源有效利用和开发体系中的作用越发凸显。我国海水淡化的管道材料工艺制造及选用，将在中国“智”造和“智”控的有力助推下，进入一个新的发展时期。海水淡化企业将以更为科学、合理、高效、安全的管道选用实践，提升海水淡化的核心竞争力，进而推动国家海水淡化工程的全面发展。参考文献：毕磊.正渗透-反渗透工艺同步污水再生和海水淡化的特性研究[D].东华大学,2016.李