Acciai inossidabili alto legati nei condensatori

Estratto dalla Rivista
LA MECCANICA ITALIANA
n. 180 - marzo 1984
Acciai inossidabili alto legati
nei condensatori refrigerati con acqua di mare"
IVAR MULTER
Swedish State Power Board
Introduzione
Nell'ultimo decennio si sono verificati molti cambiamenti nei criteri di scelta dei tubi degli scambiatori di calore per i condensatori installati nelle centrali di energia a vapore. Attualmente infatti
si tende ad usare un numero inferiore di materiali e a ridurre lo
spessore della parete dei tubi, congiuntamente ad un miglioramento
generale dei materiali. Questo implica un allontanamento dalle tradizionali leghe di rame.
In passato, il bronzo all'alluminio era un materiale ampiamente
utilizzato e si stimava che la durata di un condensatore a tubi di
bronzo all'alluminio fosse di 13 anni, ma le successive esperienze,
soprattutto negli USA ed in Inghilterra, indicano una durata inferiore ai 10 anni. In Svezia, a causa
(*) Traduzione della memoria « High alloy stainless steels in sea-water cooled
condensers » presentata all'incontro tecnico « I! ruolo degli acciai inossidabili austenitici per servizio in acqua di mare
e negli ambienti contenenti eloro » organizzato dal Centro Inox a Milano, il 16
giugno 1983.
della bassa temperatura dell'acqua
di refrigerazione, la loro durata è
ancora più breve. Allo stesso modo
è diminuita la richiesta per il bronzo ammiragliato ed entrambi i materiali hanno una piccola quota del
mercato totale.
In quest'ultimo decennio, per il
raffreddamento ad acqua di mare,
sono sopraggiunti, oltre al titanio,
gli acciai alto-legati come lo AL-6X,
il 29-4C, il Sea Cure, il Monit ed il
254 SMO.
Queste leghe hanno finalmente
risolto la maggior parte dei problemi da sempre incontrati nell'uso
dei materiali per tubi per i condensatori. Esse resistono agli effetti
della corrosione per erosione all'estremità di ingresso o nella parte rimanente del tubo che può essere soggetta a intasamenti o a
depositi. Possono inoltre essere
utilizzate acque di caldaia con una
ampia gamma di valori di pH che
non introducono elementi corrosivi nel sistema, come ad esempio
il rame e lo zinco. Il loro elevato
modulo di elasticità contribuisce
a ridurre i danni causati dalle vibrazioni; sono facili da installare
51
ed offrono dei giunti resistenti, con
ottima tenuta, usando i metodi convenzionali a giunto di dilatazione.
È possibile, volendo, effettuare la
saldatura per aumentarne la resistenza e la tenuta.
Acciai inossidabili
e relative caratteristiche
fisiche e meccaniche
Le caratteristiche fisiche e meccaniche possono essere utili nella
progettazione di un nuovo condensatore o per la sostituzione dei tubi di uno vecchio (tabelle 1 e 2).
La fig. 1 e la fig. 2 illustrano il
variare della sollecitazione di
snervamento e dell'allungamento in
funzione della riduzione a freddo.
Indicano molto chiaramente che,
con rapporti di riduzione a freddo
fino al 20%, la lega austenitica è
superiore a quella ferritica. La sollecitazione di snervamento inferiore si rivela benefica nel caso in cui
si debba mandrinare un tubo di materiale più duro in una piastra tubiera più dolce, oltretutto un mag-
LA MECCANICA ITALIANA marzo 1984 n° 180
CARATTERISTICHE A TEMPERATURA AMBIENTE
CARICO DI SNERVAMENTO ALLO 0,2%
R
P 0,2
N/mn?
1200 H
Si sono fatte nuove indagini sui
vantaggi dell'azoto come componente legante ed è emerso che aumenta il valore del PRE per gli acciai legati con Mo. Con l'azoto si
possono ottenere diversi valori di
miglioramento del PRE, tuttavia il
valore massimo è 30. In tal caso
l'equazione sarà la seguente:
1000 H
eoo •{
AL6X; 254 SMO
TIPO 316
Ti
ACCIAIO FERRITICO
toc -I
PRE = 1 x % Cr + 3,3 x % Mo +
+ 30 x % N .
I valori PRE per i vari materiali
vengono indicati nella tabella 3.
200 ^
20
50
30
60 V.
RIDUZIONE A FREDDO
Fig. 1
gior allungamento eviterà che il
tubo si incrini, nel caso in cui il
gioco tra il tubo e il foro sia troppo
grande.
Secondo le prove di laboratorio,
i valori PRE che superano il 36 darebbero al materiale una buona resistenza contro la corrosione causata dall'acqua di mare [ 1 ] . Nella
CARATTERISTICHE A TEMPERATURA AMBIENTE
ALLUNGAMENTO A ROTTURA
Da questo punto di vista i tipi
austenitici sono superiori a quelli
ferritici. L'unico inconveniente è
rappresentato dal fatto che i! coefficiente di dilatazione termica è più
alto e richiede quindi una maggiore forza di sfilamento del giunto,
allo scopo di evitare il movimento
dei tubi nel foro.
AL6X
TIPO 316
Ti
ACCIAIO FERRITICO
BRONZO 70/30
254 SMO
Classificazione secondo
la resistenza alla corrosione
È risaputo che il Cr e il Mo migliorano le proprietà degli acciai
inossidabili nei confronti della vaiolatura e della corrosione interstiziale. Secondo le prove di laboratorio, l'influenza del Mo è di tre volte
superiore a quella del Cr. L'equivalente di resistenza alla vaiolatura (pitting resistant equivalent PRE) può essere così espresso:
PRE = 1 x % Cr + 3,3 x % Mo .
10
20
30
50
60 V, RIDUZIONE A FREDDO
Fig. 2
52 | LA MECCANICA ITALIANA marzo 1984 nD 180
tabella 1 vengono indicate le composizioni chimiche di varie leghe
che soddisfano i suddetti requisiti.
La resistenza alla corrosione per
vaiolatura può essere anche valutata attraverso la determinazione
della temperatura critica di vaiolatura (criticai pitting temperature CPT). Sono stati immersi alcuni
campioni di leghe sperimentali in
una soluzione di FeCU • 6 H2O al
10% per 24 ore, ad una temperatura di 25 °C. Dopo tale esposizione di 24 ore, si sono esaminati ad
occhio nudo i campioni per controllare se si fosse verificata una
corrosione per vaiolatura. La temperatura del bagno è stata quindi
aumentata di 2,5 °C ed i campioni
sono stati nuovamente immersi per
altre 24 ore.
Ouesto procedimento è stato ripetuto fino a quando si è notata
la formazione della vaiolatura. La
determinazione della temperatura
critica interstiziale (criticai crevice
temperature - CCT) è stata effettuata con lo stesso metodo (tabella 3).
La resistenza alla corrosione interstiziale tende ad aumentare con
l'incremento del valore PRE. L'acciaio ferritico Monit ha un comportamento leggermente diverso in
quanto presenta un valore CCT superiore rispetto agli acciai austenitici con lo stesso PRE, come ad
esempio il Sanicro 28.
Anche altre indagini indicano
[2] che i superferritici hanno una
resistenza alla corrosione interstiziale leggermente superiore a quella data dal valore PRE. E il 254 SMO
presenta il valore CPT più elevato e anche in presenza di danni
« meccanici » superficiali ha una
capacità di autoprotezione dovuta
alla formazione di un velo sottile
passivo fino a 100 °C [ 3 ] .
Dalla tabella 3 si può osservare
che la corrosione interstiziale è
ti o detriti oppure un blocco delle
sfere di pulizia del condensatore
creano delle condizioni favorevoli
al verificarsi della corrosione interstiziale.
decisiva. La formazione della corrosione interstiziale non può essere totalmente evitata nei condensatori e negli scambiatori di calore. Quindi la formazione di deposiTABELLA 1 - Composizione % max
C
Tipo
Ni
Cr
AL-6X
0,03
22
254 SMO
Altro
Mo
22,5
7
0,02
20.5
18,5
6,5
0,22 N; 0,7 Cu
Sanicro 28
0,02
28
32,5
4,0
1,4 Cu
Sea Cure
0,025
27
3,5
3,5
29-4C
0,01
30
0,5
4,5
0,2 Ti
Monit
0,025
26
4,5
3,5
0,06 Ti
TABELLA 2 - Caratteristiche fisiche e meccaniche
Carico di
snervamento
MPa min
Carico di
rottura
MPa min
Allungamento
a rottura
su 50 mm
AL-6X
340
670
45
254 SMO
300
650
40
Sanicro
220
700
35
Sea Cure
530
630
32
29-4 C
600
630
22
Monit
550
650
20
Tipo
Coefficiente
di dilatazione
termica
xiO-^C" 1
15,5-f-16,5
10,0-M 1,0
TABELLA 3
CCT °C
CPT °C
Tipo
PRE
min
max
min
max
12
15
-2,5
45
40
45
43
45
12,5
30
40
45
AIS1 316
22,5
AL-6X
41,1
254 SMO
40,2
85
87
Sanicro
38,6
50
55
Sea Cure
36
29-4 C
42,2
Monit
38,2
53
45
55
55
36
LA MECCANICA ITALIANA marzo 1984 n° 180
45
ti, dove sono stati installati oltre
700 milioni di piedi di tubi [ 2 ] . Per
la maggior parte viene usato il 304
per l'acqua di raffreddamento a basso contenuto di cloruri. Un certo
numero di nuovi tipi è stato introdotto oltre al 304 ed al 316, non
essendo questi ultimi adatti alla
refrigerazione con acqua di mare.
Esperienze negli USA
Per oltre 25 anni gli acciai inossidabili sono stati ampiamente impiegati nella realizzazione dei condensatori delle centrali elettriche.
Il maggior impiego di questi materiali si è verzicato negli Stati Uni-
Tra questi i tipi più importanti
sono: AL-6X, AL 29-4C e Sea Cure.
Sono passati circa dieci anni da
quando sono stati installati i primi tubi di prova in AL-6X. Oggi, l'impiego di questo materiale supera
gli 8 milioni di metri in 25 centrali. Il risultato è stato ottimo e in
TABELLA 4 - Risultati significativi dopo l'esposizione a lungo termine in acqua di mare degli acciai inossidabili SS2562, Sanicro 28,
254 SMO e MONIT
Concentrazione
max di
cloruri
C I " , g/l
Temperatura
°(~*
Bohus-Malmòn
17,4
ambiente
c^0
con interstizi
Bohus-Malmòn
17.4
ambiente
~0
tubi senza saldatura
Luogo di
esposizione
(riferimento)
Tipo di
acciaio
Tipo di
corrosione
Profondità
massima
min
24
SS 2562
Sanicro 28
254 SMO
interstiz.
interstiz.
interstiz.
0,70
0,33
0,07
36
SS 2562
Sanicro 28
vaiolatura
vaiolatura
0,03
0,03
(l)
idem con saldature non decapate
36
SS 2562
Sanicro 28
vaiolatura
vaiolatura
0,60
0,06
i22)
()
tubi saldati
12
SS 2562
254 SMO
vaiolatura
assente
0,02
0
bulloni, dadi, guarnizioni di
tenuta
12
SS 2562
254 SMO
interstiz.
interstiz.
2,0
0,02
Velocità
di flusso
m/s
Tipi di
campioni
Tempo di
esposizione
mesi
Note
V)
3,3
^>50
Kosterfjorden
19,0
ambiente
Spiaggia di
Wrightsville
20,6
25
0,1
saldati con intertsizi
2
SS 2562
Monit
254 SMO
interstiz.
assente
assente
0,83
0
0
t 34)
( 4)
()
Spiaggia di
Wrightsville
20,6
30
0,02
con intersttzi
1
SS 2562
254 SMO
Monit
interstiz.
interstiz.
assente
0,92
0,51
0
(3)
Spiaggia dì
Wrightsville
20,6
ambiente
(max 30)
0,02
saldati con P12 con interstizi
18
SS 2562
254 SMO
254 SMO
interstiz.
interstiz.
interstiz.
0.98
0,09
0,18
(5)
9
SS 2562
Monit
254 SMO
interstiz.
assente
assente
0,09
0
0
(s)
12
SS 2562
Monit
254 SMO
interstiz.
interstiz.
assente
2
2
0
(É6 )
()
(6)
Golfo finlandese
1,5
1,1
~0
40
Spiaggia di
Wrightsville
20,6
ambiente
Stenungsund
16,5
43
con interstizi
0,2
tubi saldati a manicotto con
saldatura esterna
(') in presenza di molluschi (denti di cane];
(3) sotto l'ossido della saldatura;
(3) acqua filtrata;
(4) nessuna influenza della saldatura;
(5) acqua naturale;
(6) saldatura d angolo tre tubo e manicotto penetrata.
54 I LA MECCANICA ITALIANA marzo 1984 ir 180
t4)
tali centrali si sono verificate solo
piccole rotture per corrosione [3].
In almeno uno di questi casi si è
verificata la vaiolatura della saldatura, probabilmente causata dal
fatto che lo AL-6X non viene solubilizzato dopo la saldatura, solubilizazione che tuttavia viene effettuata con il 254 SMO. Il tipo
AL 29-4C è un ritrovato moderno
e rappresenta un miglioramento
della tecnologia in questo campo.
Questa lega infatti resiste maggiormente alla corrosione per le esposizioni marine rispetto al tipo AL-6X
ed è meno costosa. Si sono effettuate molte installazioni di prova
di questa lega sia negli Stati Uniti
che in Europa, di cui le più significative sono rappresentate dalle 9
centrali complete che sono già in
funzione o che verranno presto installate [ 2 ] .
Negli Stati Uniti ed in Europa,
il Sea Cure [4], che è piuttosto
simile al Monit, è stato installato
in oltre 24 centrali. Anche il materiale usato per la fabbricazione di
questi tubi apparteneva alle prime
serie di sviluppo che tipicamente
contenevano il 25,5% di Cr ed il
3,0% di Mo, usati nei saggi di corrosione. Tali saggi hanno dato dei
buoni risultati. Due centrali hanno comunicato di aver rilevato in
seguito [3] alcuni casi di corrosione. Si trattava, in questo caso,
di tubi che appartenevano alla prima generazione del Sea Cure, cioè
a bassa quantità di Cr e di Mo.
È stato necessario fornire una
protezione catodica per piastre tubiere di leghe a base di rame nelle
quali vengono mandrinati tubi di
acciaio austenitico, ferritico o di
titanio.
Recentemente si sono avuti casi
di hydrogen cracking di tubi di acciaio ferritico con questo tipo di
protezione. Il titanio e gli acciai
inossidabili austenitici non hanno
subito rotture.
Esperienze in Scandinavia
L'esperienza sugli acciai inossidabili alto legati provati nel corso
di 1-2 anni in vari condensatori, è
stata pienamente positiva, con l'eccezione del Wst 1.4439 nella centrale finlandese di Inkoo, ove sono
stati osservati segni di corrosione
da depositi nei tubi di condensatori. Le tabelle 4 e 5 mettono in evidenza gli importanti risultati ottenuti [ 1 ] .
A Naantali, basandosi sui risultati ottenuti dagli esperimenti su
larga scala effettuati a Ringhals e
a Lovisa, è stato scelto, come materiale per 8000 tubi, il 254 SMO.
Nella centrale nucleare di Ringhals 1 sono stati sperimentati 300
tubi realizzati nei seguenti materiali: AL-6X, 254 SMO e Monit per
circa due anni. Dopo tali esperimenti non si sono rilevati casi di
corrosione. Lo stesso risultato è
stato ottenuto nella centrale nucleare di Lovisa 1, dove sono stati
installati 250 tubi sperimentali realizzati in 254 SMO e in AL-6X. Dopo due anni di funzionamento non
è stato rilevato nessun caso di
corrosione. Inoltre la pulizia e la
mancanza di incrostazioni è stata
eccellente grazie all'impianto di
pulizia a sfere esistente.
Tra i vari acciai inossidabili alto
legati presi in considerazione, l'acciaio austenitico 254 SMO è quello maggiormente utilizzato per le
applicazioni in acqua marina. Vale
la pena di segnalare i seguenti esempi della positiva utilizzazione
di questo acciaio:
— piastre tubiere massicce (37
mm) con tubi di titanio mandrinati
per rullatura, nel condensatore di
Ringhals 1;
— oltre 600 tonnellate di tubazioni di grosso spessore, per applicazioni off-shore nel Mare del Nord;
55
— centinaia di scambiatori di calore per applicazioni con acqua di
mare.
L'influenza
della progettazione
e della saldatura
Prendiamo ora in considerazione un nuovo condensatore per il
raffreddamento con acqua di mare. La migliore soluzione è data da
un condensatore saldato con piastra tubiera di acciaio austenitico
alto legato. Questa soluzione infatti offre una giunzione resistente
tra il tubo e la piastra tubiera ed
elimina i problemi interstiziali.
Quando si sostituiscono i tubi
delle piastre di un condensatore
esistente, occorre rassegnarsi alla
scarsa compatibilita galvanica che
esiste tra il condensatore e i tubi.
La lega Muntz può essere soggetta
alla corrosione galvanica, essendo, nell'acqua di mare, molto meno nobile degli acciai inossidabili
speciali e del titanio. Tale inconveniente può tuttavia essere evitato con la protezione catodica, o
probabilmente con un rivestimento epossidico.
Un altro problema inerente alle
piastre tubiere in lega di Muntz è
dato dalla mandrinatura dei tubi
nella piastra tubiera. Per ottenere
un giunto con un'ottima tenuta, è
bene studiare prima, molto attentamente, il procedimento a rullo e
verificarlo quindi con un test di
allargamento. Il grado di allargamento verrà mantenuto ad un livello ragionevole e la torsione del
rullo di mandrinatura dovrà essere
limitata elettricamente entro un valore specifico. La resistenza allo
sfilamento nella lega Muntz è piuttosto bassa, solo 3000 N, ed è causata da una riduzione relativamente piccola della parete del tubo. Riduzioni superiori possono defor-
LA MECCANICA ITALIANA marzo 1984 n° 180
TABELLA 5 - Esempi di prova su larga scala su installazioni di 254 SMO, MONIT e Sanicro 28 in servizio
Concentrazione di
cloruri
CI" g/l
Temperatura
max
°C
Velocità
di flusso
m/s
Ringhals 1
12-17
(0,5 ppm CI"
aggiunte in
maggio/gennaio)
35
1,5
tubi saldati mandrinati in piastre tubiere di bronzo ammiragliato. Ca. 300 tubi di ogni
tipo
20
254 SMO
Monit
assente
Ringhals 1
12-17
35
1,5
piastre tubiere massicce con
tubi di Ti mandrinati
12
254 SMO
assente
Lovisa 1
1-2
35
2,0
250 tubi saldati mandrinati in
piastre tubiere massicce del
tipo 321
10
254 SMO
assente
Naantali 3
3-4
35
2,0
ca. 8000 tubi mandrinati in piastre tubiere dì lega Muntz
7
254 SMO
assente nel 254 SMO.
Leggera dezincificazione delle piastre tubiere adiacenti ai tubi inox
Installazioni
su nave
3-20
50
0-6
scambiatori di calore a piastre
>36
254 SMO
corrosione interstiziale
non profonda nel 2%
circa delle piastre
Installazione
a terra
3-20
50
0-6
scambiatori di calore a piastre
>36
254 SMO
assente
Wilhelmshafen
ca. 20
30
0-1,2
1552 tubi saldati
>36
Monit
assente
Studsrup
(Danimarca)
ca. 15
35
1,7
1000 tubi saldati mandrinati in
piastre tubiere di acciaio placcato con 316
24-36
Monit
assente
Lidingò
(Svezia)
ca.
0-2
pannelli di lamiera saldati con
saldatura TIG a vaporizzatori
per pompe di calore
0,5
Monit
corrosione intergranulare dovuta a saldatura di
riparazione non corretta di una unità
Ouatar
ca. 20
32
—
20000 m di tubi non saldati per
installazione per ammoniaca/
/urea
24
Sanicro 28
assente
Regno Unito
ca. 20
38
—
975 m di tubi non saldati per
raffreddamento di kerosene
12
Sanicro 28
assente
Grecia
ca. 20
38
3050 m di tubi non saldati per
impianto raffreddamento petrolio
12
Sanicro 28
assente
Luogo di
installazione
2
ambiente
mare il foro ed il giunto non avrà
una buona tenuta. Al fine di incrementare la resistenza allo sfilamento si possono utilizzare dei
composti adesivi come il Loctite,
i quali possono inoltre eliminare il
problema interstiziale.
Quando si cambiano tubi di condensatori che hanno piastre tubiere in lega Muntz, è bene scegliere
Tipo di
componente
Tempo
di
servizio
mesi
un materiale con un basso limite
di snervamento.
A causa dell'elevato fabbisogno
idrico delle caldaie moderne, la soluzione ottimale è quella di usare
un condensatore completamente
saldato. Il giunto saldato offre inoltre una resistenza allo sfilamento
di gran lunga superiore a quella del
giunto del tubo mandrinato in le-
Tipo di
acciaio
Tipo dì
corrosione
ga Muntz. Ciò può rivelarsi utile
durante lo scarico di vapore libero, che può causare lo spostamento di alcuni tubi nella piastra tubiera.
A Ringhals 3, dove i condensatori al titanio completamente saldati hanno 100.000 giunti, la penetrazione di acqua di mare è inferiore a 10 ml/h. È possibile otte-
56 j LA MECCANICA ITALIANA marzo 1984 n° 180
nere la stessa tenuta con un condensatore in acciaio inossidabile
completamente saldato.
Un successivo esperimento di
laboratorio [ 6 ] , effettuato in un
ambiente contenente cloruro ossidante, ha messo in evidenza che
può essere necessario saldare gli
acciai austenitici aventi un contenuto di Mo superiore al 4%, con
metallo di apporto contenente una
maggiore quantità di Mo (tabella
6, [1]).
Questa esigenza deriva dalla formazione di microsegregazioni nella struttura dendritica della saldatura. Sono stati misurati dei gradienti locali di Mo fino a ± 2 % dopo la saldatura senza metallo di
apporto, in una lega con un contenuto nominale del 6% di Mo.
Al fine di ottenere una resistenza ottimale alia corrosione del 254
SMO dopo la saldatura senza metallo di apporto, il fornitore consiglia il trattamento termico, che
non è però necessario quando si
salda il 254 SMO a piastre tubiere di materiale meno legato.
Per gli spessori di piastra che
richiedono la saldatura con metallo di apporto, il fornitore raccomanda l'elettrodo P12 con una percentuale pari al 9% di Mo. Garner ha
dimostrato che la CPT del materiale
di base, che dopo la saldatura è di
87 °C, diminuisce fino a 31^-33°C
senza il metallo di apporto. La CPT
sale a 62 °C dopo la saldatura con
elettrodo P12. Questa è più elevata della CPT della maggior parte
degli altri materiali di base (tabella 3).
Non è ancora del tutto chiaro se
tali precauzioni siano necessarie
per il raffreddamento con acqua di
mare. Redmerski [7] non ha rilevato nessuna diminuzione di resistenza alla corrosione della saldatura di 254 SMO senza metallo di
apporto, durante i test di laborato-
rio in soluzioni neutre di cloruro.
I superferritici, come il Monit ed
il 29-4C, che vengono saldati con
o senza metallo di apporto con la
stessa composizione del metallo
di base, normalmente non sono così sensibili alle microsegregazioni
o alla precipitazione di fasi intermedie. Questi superferritici vengono consegnati in lamiere sottili; lo
spessore massimo de! Monit è di
3 mm. Al fine di evitare la fragilità e la sensibilità alla corrosione
intercristallina dovuta all'ossidazione del Cr e del Ti e all'assorbimento di N2 dall'aria, sono necessarie delle misure molto rigorose
per la protezione gassosa, durante
la saldatura. In Svezia, si sono verificati dei problemi con le saldature, ma se questi materiali vengono saldati usando un'adeguata protezione gassosa, dovrebbero dare
delle saldature altrettanto resistenti alla corrosione, quanto il 254
SMO.
La soluzione migliore con l'attuale tecnologia di saldatura è di avere tubi in 254 SMO saldati ad una
piastra tubiera dello stesso materiale. Il fatto che lo spessore massimo della lamiera del Monit sia
di 3 mm limita l'utilizzazione del
Monit come materiale di rivestimento per le piastre tubiere. Per
la centrale di Ringhals 1 sono state consegnate piastre tubiere di
254 SMO con uno spessore di 37
mm. A Forsmark dei tubi di prova
di 254 SMO e di Monit sono stati
saldati senza metallo di apporto al
rivestimento 316 della piastra tubiera in acciaio al carbonio. La saldatura di Monit al tipo 316 richiede
cura speciale per evitare rotture.
un'eccellente soluzione per il futuro.
Aspetti economici
È necessario effettuare una valutazione economica riguardante la
durata del condensatore e particolari esigenze del sistema concernenti perdite di tenuta, materiali
e un confronto con un demineralizzatore operante sulla portata totale che può temporaneamente
compensare la perdita di un tubo.
Per una valutazione economica,
si può calcolare che vi siano almeno 10 perdite all'anno con tubi di
bronzo all'alluminio, dato confermato d'altronde anche dall'esperienza svedese. Questo significa un
costo medio capitalizzato di 7 M S
nell'arco di 40 anni.
Il costo dei tubi in bronzo all'alluminio, aggiunto al lavoro di sostituzione tubi, è di circa 3,8 MS.
Il costo capitalizzato per 3 ulteriori sostituzioni di tubi è di 2 M $.
Il costo totale capitalizzato per la
sostituzione con tubi di bronzo all'alluminio sarà di 12,8 MS. La sostituzione con tubi ferritici costerà
circa 4,5 M $ e con tubi austenitici
alto legati è di 4,6 M $. La differenza di costo tra un condensatore in
bronzo all'alluminio ed uno con tubazioni in acciaio alto legato è di
8,3 M $.
Non si sono scoperti segni di
corrosione alle saldature dopo un
anno.
In questo confronto non si tiene
conto di interruzioni prolungate. La
taglia considerata è quella di un
condensatore per una centrale elettrica di 1000 M Wel con 50.000 tubi. La differenza di prezzo tra tubi
ferritici e tubi austenitici è del
10% circa. 1 tubi austenitici costano il 10% meno dei tubi al titanio.
Attualmente la EPRI sta studiando la saldatura ad esplosione di tubi su una piastra tubiera di materiale diverso e probabilmente sarà
Un altro costo che può essere
confrontato con un demineralizzatore operante sulla portata totale è
la saldatura dei tubi alla piastra
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TABELLA 6 • Prodotti disponibili negli acciai svedesi MONIT, 254 SMO e Sanicro 28. Sistemi di saldatura ed elettrodi consigliati
Spessore
lamiere e
piastre
in mm
Getti
Monit
0,6- 3,0
No
Saldati. Il 0 esterno è limitato
dallo spessore massimo disponibile [3,0 mm) della lamiera
TIG, MIG
Filo e bacchette Monit
254 SMO
0,6-50
Si
Sono stati consegnati tubi e tubazioni saldati con 0 esterni da
20 mm a 800 mm circa
Tutti i sistemi normalmente usati. Occorre un trattamento termico dopo la saldatura senza materiale di
apporto
Filo, bacchette ed elettrodi
rivestiti di Avesta P12
Sanicro 28
3,0-25
Si
Sono stati consegnati tubi e tubazioni senza saldatura con 0
esterni fino a 200 mm circa. Si
possono produrre tubazioni saldate partendo dalle dimensioni
disponibili di lamiere
Tutti i sistemi normalmente usati
Filo, bacchette dì elettrodi
rivestiti dì Sandvik 27-314L Cu
Tipo
Saldatura
Tubazioni e tubi
Sistemi
tubiera. In base alla nostra esperienza, il costo sarà di 0,5 M $ per
100.000 saldature. Jn questo caso
sono preferibili i tubi austenitici,
dato che possono essere facilmente saldati ad una piastra tubiera
austenitica.
un'unità da 1000 MW equivale a 18
MW, o 2 M $ per anno o, in costì
capitalizzati, 19 M $. Lo stesso risultato può essere ottenuto anche
con un condensatore austenitico.
Lo scorso inverno si è deciso di
cambiare i tubi dei condensatori di
Forsmark e si è dovuto scegliere
tra un condensatore in 254 SMO
completamente saldato e uno di
titanio con tubi mandrinati. Il condensatore saldato in 254 SMO costava solo 70.000 S di più del condensatore al titanio. Il prezzo totale era di 4,4 milioni di dollari. È
stato scelto il condensatore in titanio, non per questioni di prezzo,
ma per il fatto che la saldatura
avrebbe richiesto 2,5 settimane in
più di tempo d'interruzione.
Bibliografia
Un altro vantaggio è dato dal
miglior scambio termico per i tubi
al titanio rispetto ai tubi in bronzo
alf'aliuminio. Questo risultato positivo viene ottenuto mediante la pulizia giornaliera con sfere spugnose. L'aumento medio della produzione di elettricità è dell'1,8%, che per
Elettrodi
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