Наказанието за теглото на морските метали
Офшорните платформи налагат строги бюджети за тегло на цялото оборудване. Всеки килограм горно оборудване изисква структурна стомана, за да го поддържа. Тази стомана добавя повече тегло, изисквайки повече структура на платформата. Каскадата на теглото усилва въздействието на тежкото оборудване далеч отвъд собствената маса на компонента.
Медно{0}}никелови топлообменници се използват широко в морски системи за впръскване на химикали. Мед-никел 90/10 е устойчив на корозия от морска вода и се справя с умерените температури на химическото нагряване. Също така е плътен-приблизително 8900 kg/m³. Кожухотръбен-тръбен топлообменник, произведен от мед-никел за нагряване с химическо впръскване от 50 kW, тежи 400-600 kg в зависимост от проектното налягане и конфигурацията.
PTFE при 2200 kg/m³ е една-четвърт от плътността на мед-никела. PTFE потопяема намотка за същото натоварване от 50 kW, инсталирана директно в химическия резервоар, тежи 40-60 kg, включително носещата рамка. Спестяването на тегло е приблизително 90%.
Каскадата на структурната опора
Разликата в теглото се натрупва чрез носещата конструкция. 500 kg мед-никелов топлообменник изисква структурна стоманена рамка, монтажни подложки, заварени към платформата и евентуално подсилване на платформата, ако мястото на монтаж не е проектирано за концентрирани натоварвания. Общата структурна маса, свързана с инсталацията на топлообменника, може да се равнява на 30-50% от теглото на оборудването - още 150-250 kg.
50 kg PTFE намотка изисква минимална опора. Лека носеща рамка от PVDF или FRP се прикрепя към ръба на химическия резервоар или виси от съществуващата конструкция. Общата структурна маса е незначителна. Спестеният бюджет за тегло на платформата е приблизително 500-700 kg на инсталация на топлообменник.
За платформи с множество системи за впръскване на химикали-инхибитор на корозия, инхибитор на котлен камък, нагряване на метанол-общото спестяване на тегло от спецификацията на PTFE може да достигне няколко тона. Това тегло може да бъде пренасочено към производственото оборудване или просто да бъде премахнато от структурното натоварване на платформата.
Таблица 1: Сравнение между-тегло и-производителност за 50 kW режим на нагряване с химическо впръскване
| Параметър | Мед-никел 90/10 обвивка-и-тръба | PTFE потопяема намотка |
|---|---|---|
| Сухо тегло на топлообменника (kg) | 450-550 | 45-55 |
| Плътност на материала (kg/m³) | 8,900 | 2,200 |
| Тегло на опорната конструкция (кг) | 150-250 | 5-10 |
| Общо инсталирано тегло (кг) | 600-800 | 50-65 |
| Съотношение-към-топлота (kg/kW) | 12-16 | 1.0-1.3 |
| Изискване за повдигане на инсталацията | Кран или шлюпбалка | Ръчно (2 души) |
| Изискване за пространство на палубата (m²) | 1.5-2.5 | 0,3-0,5 (в резервоар) |
| Устойчивост на корозия на морска вода | Добър (възможно е биообрастяване) | Отличен (инертен) |
| Съвместимост с химични инжекционни течности | Ограничен от амоняк, сулфиди | Универсален |
Офшорна инсталационна логистика
Теглото влияе директно върху логистиката на монтажа. 500 kg мед-никелов обменник изисква кран или шлюпбалка за повдигане на платформата. Операциите по повдигане в морето включват разрешителни, метеорологични прозорци и специализиран персонал. 50 kg PTFE бобина може да бъде-пренесена на ръка по стълбите на платформата от двама техници и монтирана без повдигащо оборудване.
Компактната PTFE потопяема намотка се побира в резервоара за съхранение на химикали или дневния резервоар. Не се изразходва външен отпечатък. Медно-никеловата обвивка-и-тръбният обменник заемат пространство на палубата, което трябва да бъде разпределено, оградено и осигурено с достъп за поддръжка. На-платформи с ограничено пространство-инсталацията на PTFE в резервоара освобождава палубна площ за друго оборудване.
Достъпът за поддръжка следва същия модел. Мед-никелов обменник изисква свободно пространство за изваждане на тръбния сноп, което може да бъде няколко метра свободно пространство в единия край. PTFE намотка изисква само горен достъп до резервоара за периодична визуална проверка.
Устойчивост на корозия в морска атмосфера
Мед-никелът се съпротивлява на корозията в морската вода чрез образуване на защитен филм от меден оксид. Този филм изисква излагане на чиста, наситена с кислород морска вода, за да се образува и поддържа. В застояли условия, под отлагания или в замърсени води, съдържащи сулфиди, филмът се разпада и започва питингова корозия.
Атмосферата на офшорната платформа-солени пръски, висока влажност, от време на време въглеводородна мъгла-атакува мед-никела отвън, докато течността за химическо впръскване атакува отвътре. Външната корозия на корпуса, фланците и болтовете увеличава тежестта при поддръжката, дори когато самите тръби остават непокътнати.
PTFE е инертен към морска вода, солени пръски, въглеводороди и пълната гама химически инжекционни течности. Няма външна корозия, няма вътрешна корозия и няма защитен филм за поддръжка. Материалът остава непроменен през десетилетия експозиция в морето.
Резюме
Предимството-към-производителността на PTFE топлообменниците спрямо мед-никела за офшорно химическо инжектиране е приблизително 10:1 при сравняване на общото инсталирано тегло на киловат отопление. Намаляването на теглото с 90% каскадно се отразява чрез спестяване на поддържащи конструкции, опростена инсталационна логистика и намалени изисквания за пространство на палубата.
PTFE елиминира както вътрешните, така и външните механизми на корозия в морската среда, премахвайки тежестта за поддръжка на места, където достъпът е скъп и -зависим от времето. Компактната инсталация в -резервоара освобождава пространство на палубата за производствено оборудване.
Инженерен анализ за оценка на теглото на PTFE топлообменник и оценка на монтажа в специфични офшорни приложения е наличен при подаване на състав на флуида за химическо впръскване, нагряване, налични размери на резервоара и бюджетни ограничения на теглото на платформата.
