Kazna težine brodskih metala
Offshore platforme nameću stroge proračune težine za svu opremu. Svaki kilogram gornje opreme zahtijeva konstrukcijski čelik koji će ga poduprijeti. Taj čelik dodaje veću težinu, zahtijeva više strukture platforme. Kaskada težine pojačava utjecaj teške opreme daleko iznad vlastite mase komponente.
Bakar-nikl izmjenjivači topline naširoko se koriste u brodskim sustavima za ubrizgavanje kemikalija. Bakar-nikal 90/10 otporan je na koroziju morske vode i podnosi umjerene temperature kemijskog zagrijavanja. Također je gust-približno 8900 kg/m³. Oklopni{10}}i-cijevni izmjenjivač topline izrađen od bakar-nikla za grijanje od 50 kW kemijskim ubrizgavanjem teži 400-600 kg, ovisno o projektiranom tlaku i konfiguraciji.
PTFE pri 2200 kg/m³ je jedna-četvrtina gustoće od bakar-nikla. PTFE uronjena zavojnica za istu snagu od 50 kW, ugrađena izravno u spremnik kemikalija, teži 40-60 kg uključujući nosivi okvir. Ušteda težine je oko 90%.
Strukturna potporna kaskada
Razlika u težini nastaje kroz potpornu strukturu. Izmjenjivač bakra-nikla od 500 kg zahtijeva konstrukcijski čelični okvir, montažne podloge zavarene na palubu platforme i eventualno pojačanje palube ako mjesto postavljanja nije projektirano za koncentrirana opterećenja. Ukupna konstrukcijska masa povezana s instalacijom izmjenjivača može iznositi 30-50% težine opreme - još 150-250 kg.
PTFE svitak od 50 kg zahtijeva minimalnu potporu. Lagani potporni okvir od PVDF-a ili FRP-a pričvršćuje se na rub spremnika kemikalija ili visi s postojeće strukture. Ukupna konstrukcijska masa je zanemariva. Ušteda proračuna težine platforme iznosi približno 500-700 kg po instalaciji izmjenjivača topline.
Za platforme s višestrukim sustavima ubrizgavanja kemikalija-inhibitor korozije, inhibitor kamenca, grijanje metanolom-ukupna ušteda težine prema PTFE specifikaciji može doseći nekoliko tona. Ova se težina može preraspodijeliti na proizvodnu opremu ili jednostavno ukloniti iz strukturnog opterećenja platforme.
Tablica 1: Usporedba-na-učinak za 50 kW kemijsko ubrizgavanje grijanja
| Parametar | Bakar-nikl 90/10 omotač-i-cijev | PTFE uronjena zavojnica |
|---|---|---|
| Suha težina izmjenjivača topline (kg) | 450-550 | 45-55 |
| Gustoća materijala (kg/m³) | 8,900 | 2,200 |
| Težina potporne strukture (kg) | 150-250 | 5-10 |
| Ukupna instalirana težina (kg) | 600-800 | 50-65 |
| Omjer-težine-topline (kg/kW) | 12-16 | 1.0-1.3 |
| Zahtjev za podizanje instalacije | Dizalica ili soha | Ručno (2 osobe) |
| Potreban prostor na palubi (m²) | 1.5-2.5 | 0,3-0,5 (u spremniku) |
| Otpornost na koroziju morske vode | Dobro (moguće biološko obraštanje) | Izvrsno (inertno) |
| Kompatibilnost tekućine za ubrizgavanje kemikalija | Ograničeno amonijakom, sulfidima | Univerzalni |
Logistika postavljanja na moru
Težina izravno utječe na logistiku instalacije. Izmjenjivač bakra-nikla od 500 kg zahtijeva dizalicu ili sohu za podizanje na platformu. Operacije dizanja na moru uključuju dozvole, vremenske uvjete i posvećeno osoblje. PTFE zavojnicu od 50 kg mogu-ručno prenijeti uz stepenice platforme dva tehničara i postaviti bez opreme za podizanje.
Kompaktna PTFE uronjena zavojnica stane unutar spremnika kemikalija ili dnevnog spremnika. Ne troši se vanjski trag. Bakar-nikl ljuska-i-cijevni izmjenjivač zauzimaju prostor na palubi koji se mora dodijeliti, naribati i imati pristup za održavanje. Na prostor-ograničenim platformama,-ugradnja PTFE-a u spremnik oslobađa prostor na palubi za drugu opremu.
Pristup održavanju slijedi isti obrazac. Bakar-nikl izmjenjivač zahtijeva slobodan prostor za izvlačenje snopa cijevi, koji može biti nekoliko metara slobodnog prostora na jednom kraju. Zavojnica od PTFE-a zahtijeva samo gornji pristup spremniku za povremeni vizualni pregled.
Otpornost na koroziju u morskoj atmosferi
Bakar-nikal otporan je na koroziju morske vode stvaranjem zaštitnog filma bakrenog oksida. Ovaj film zahtijeva izlaganje čistoj, oksigeniranoj morskoj vodi da bi se formirao i održavao. U stagnacijskim uvjetima, pod naslagama ili u zagađenim vodama koje sadrže sulfide, film se raspada i počinje jamičasta korozija.
Atmosfera platforme na moru-slani sprej, visoka vlažnost, povremena magla ugljikovodika-napada bakar-nikal izvana, dok tekućina za ubrizgavanje kemikalija napada iznutra. Vanjska korozija ljuske, prirubnica i vijaka povećava teret održavanja čak i kada same cijevi ostaju netaknute.
PTFE je inertan na morsku vodu, slani sprej, ugljikovodike i čitav niz tekućina za ubrizgavanje kemikalija. Nema vanjske korozije, nema unutarnje korozije i nema zaštitnog filma koji treba održavati. Materijal ostaje nepromijenjen kroz desetljeća izloženosti moru.
Sažetak
Prednost-na-učinku PTFE izmjenjivača topline u odnosu na bakar-nikl za ubrizgavanje kemikalija u moru je približno 10:1 kada se uspoređuje ukupna instalirana težina po kilovatu grijanja. Smanjenje težine od 90% kaskadno se proteže kroz uštedu potporne strukture, pojednostavljenu logistiku instalacije i smanjene potrebe za prostorom na palubi.
PTFE eliminira unutarnje i vanjske mehanizme korozije u morskom okolišu, uklanjajući teret održavanja na lokacijama gdje je pristup skup i-ovisan o vremenskim prilikama. Kompaktna instalacija u -spremniku oslobađa prostor na palubi za proizvodnu opremu.
Inženjerska analiza za težinu PTFE izmjenjivača topline i procjena ugradnje u specifičnim offshore primjenama dostupna je nakon podnošenja sastava tekućine za ubrizgavanje kemikalija, opterećenja grijanja, dostupnih dimenzija spremnika i proračunskih ograničenja težine platforme.
