Test approfonditi ed esempi di applicazione hanno dimostrato i significativi vantaggi tecnici ed economici ditubi in titanionei condensatori delle centrali elettriche. Dal punto di vista economico, prendendo come esempio il prezzo del diametro del tubo di un'unità nucleare a condensatore da 1000 MW in Giappone (circa 50.000 tubi condensatore) e calcolando sulla base di una durata di vita del condensatore di 40- anni, la perdita media annua dei tubi in alluminio-rame è 10, mentre i tubi in titanio non mostrano perdite per 40 anni. Questo articolo discute principalmente i problemi incontrati nell'applicazione dei tubi in titanio nelle centrali elettriche.
1. Problemi di corrosione
L'acqua di mare viene utilizzata come acqua di raffreddamento per i condensatori nelle centrali elettriche costiere. A causa della grande quantità di sedimenti, solidi sospesi, organismi marini e varie sostanze corrosive presenti nell'acqua di mare, la situazione è più grave nelle acque leggermente salmastre dove si alternano acqua di mare e acqua di fiume. I metodi di corrosione tradizionali per i tubi metallici con piattaforma in rame comprendono la corrosione generale (corrosione uniforme), l'erosione e la tensocorrosione. Il titanio, con la sua eccellente resistenza alla corrosione, elimina gli incidenti legati alle perdite di acqua di mare causate dalla corrosione dei condensatori a tubi in titanio. Tuttavia, poiché i tubi in titanio non sono resistenti alla corrosione-come i tubi in lega di rame, sulla loro superficie possono formarsi sostanze tossiche. Pertanto, gli organismi marini aderiscono facilmente alla parete interna dei tubi in titanio, influenzando l’efficienza del trasferimento di calore. Pertanto sono necessari dispositivi di pulizia adeguati.
2. Assorbimento di idrogeno: sebbene il titanio abbia una densa pellicola di passivazione sulla sua superficie, che fornisce un'elevata resistenza alla corrosione in molti mezzi altamente corrosivi, ha un'affinità molto elevata per l'idrogeno. Assorbe facilmente l'idrogeno. Ciò si verifica a temperatura ambiente e rapidamente a temperature elevate (ad esempio, 100 gradi). Il limite di solubilità solida dell'idrogeno nel titanio è molto piccolo (circa 20 ppm). Se questo limite viene superato, gli idruri (tth2) precipiteranno sulla superficie del titanio. Con l'aumento del contenuto di titanio superficiale, il valore di impatto e l'allungamento del titanio diminuiscono rapidamente. Inoltre, durante il retrofit di unità più vecchie, poiché le piastre tubiere sono in lega di rame e i tubi del condensatore sono in lega di titanio, sono necessari dispositivi di protezione catodica per prevenire la corrosione elettrochimica. Ad esempio, i condensatori delle centrali elettriche Hitachi utilizzano il raffreddamento ad acqua di mare, con tubi in titanio accoppiati a piastre in lega di rame. Quando il potenziale di protezione è inferiore a 0,75 V (SCE), l'estremità del tubo in titanio in uscita assorbe idrogeno, raggiungendo un contenuto di idrogeno di 650 ppm dopo un anno di utilizzo. Se il potenziale è 0,5~0,75 V (SCE), il titanio non assorbe l'idrogeno a temperatura ambiente.
3. Problemi di vibrazione: i tubi in titanio Zibo possiedono un'eccellente resistenza alla corrosione. Mentre i condensatori in titanio non vengono danneggiati dalle perdite dovute alla corrosione, i tubi in titanio possono essere danneggiati dalle vibrazioni. Per evitare problemi di vibrazione con i tubi in titanio, durante la produzione del condensatore in titanio è necessario determinare una spaziatura adeguata del diaframma; durante la ristrutturazione di vecchie unità è necessario verificare se l'interasse della parete divisoria originale è adatto ai tubi in titanio.
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