Файл: Хордас, Г. С. Техническое кондиционирование воздуха и инертных газов на судах.pdf

Аэродинамическое сопротивление составляет 5 кПа (500 мм

вод. ст.).

Скрубберы были изготовлены из обычной малоуглеродистой стали. Корпус изнутри покрывался синтетическими материалами.

Газы

Рис. 24. Схема работы и кон­ структивные размеры скруб­ бера тарелочного типа произ­ водительностью 5600 м3/ч при температуре 290 К, приме­ ненного на танкерах «Бритиш Скайлл» и «Бритиш Сове-

ринг».

/ — патрубок подвода воды; 2 — отбор газов к нагнетателям (0356); 3 — отделитель воды; 4 — колпачковая тарелка; 5 — переливная труба (о 203); 6 — смотровой люк; 7 — затоплен­ ный патрубок входа газов

(0 356); 8 — фильтр; 9 — патру­ бок отлива воды (0 178); 10 — держатель тарелки; 11 — кол­ пачок; 12 — патрубок для про­ хода газа; 13 — перегородка гидравлического затвора пере­

лива (Я = 50 мм); 14 — перего­ родка входного гидравлического затвора (Я =■ 230 мм).

Однако отсутствие защитных покрытий у других деталей аппарата привело в дальнейшем к их интенсивному разрушению (рис. 25). Кроме того, наблюдался повышенный унос капель воды с верхних тарелок, в связи с чем в 1962 г. вход воды был перенесен на третью

47

«Азербайджан» и др.) во время их капитального ремонта показало, что среднегодовые убытки от коррозии составляют значительную сумму [33].

На танкерах компании Сан Ойл, оборудованных системами инертного газа, в первоначальный период отмечалось некоторое увеличение коррозии корпусных конструкций, а через несколько лет установлено ее уменьшение. Опыты, проведенные ВМФ США (их результаты были опубликованы в 1953 г. [84]), свидетельствуют о том, что использование предварительно осушенных инертных газов значительно уменьшает скорость коррозии. Вместе с тем более позд­ ние испытания на другом корабле ВМФ США, где использовались влажные инертные газы, показали не менее значительное уменьше­ ние коррозионных разрушений. При этом влияние условий эксплуа­ тации (частота мойки цистерн, балластировки и др.) выяснено не было.

Для количественной оценки процессов коррозии компанией Бри­ тиш Петролеум были использованы три метода [84]:

—лабораторные испытания;

—натурные испытания с помощью контрольных образцов, расположенных в грузовых цистернах;

—определение с помощью ультразвука изменения толщины непосредственно корпусных конструкций.

При лабораторных испытаниях, проведенных в течение 1960—■ 1961 гг., помимо общей оценки коррозии определялось влияние

изменения концентрации двуокиси серы на скорость ее протекания. Хотя концентрация S 0 2 в инертных газах варьировалась в преде­ лах 0,0—0,18%, причем второе значение соответствует непромытым инертным газам при сжигании в топке котла топлива с достаточно вы­ соким содержанием серы (3,5%), влияния двуокиси серы на скорость коррозии отмечено не было. Однако присутствие серы в газах вы­ звало появление на сухих поверхностях липкого черного отложения. Было высказано предположение, что отложения сажи в трубопро­ водах подачи инертных газов могут во время эксплуатации погло­ щать двуокись серы, что вызовет со временем коррозию труб и ар­ матуры. В связи с этим была установлена норма удаления S 0 2 в скруббере (свыше 90%).

Лабораторные испытания позволили сделать прогноз скорости коррозии: приблизительно 0,36 мм в год для корпусных конструк­ ций судов без систем инертных газов и примерно 0,13 мм для корпус­ ных конструкций судов, оборудованных системами. Это дает хоро­ шую сходимость с натурными испытаниями.

При натурных испытаниях пяти судов (двух с системами инерт­ ных газов, двух без них и одного с частью цистерн, оборудованных системами, см. стр. 45), проводимых в течение пяти лет, контроль­ ные образцы из судостроительной стали размером 304,8 X 304,8 X X 10,16 мм были укреплены в грузовых цистернах (на подволоке, днище, бимсах). Одновременно с испытаниями контрольных образ­ цов на тех же судах измеряли толщину корпусных конструкций (продольного и поперечного набора на расстоянии 76 мм от верхней

палубы (ВП) с помощью ультразвука. Ежегодно в течение шести лет на каждом судне проводилось около 1600 измерений.

В табл. 10 приводятся обобщенные результаты измерений с по­ мощью ультразвука скорости коррозии на пяти судах.

Как видим, скорость коррозии корпусных конструкций в подпа­ лубных пространствах судов, оборудованных системами инертных газов, меньше на 28% у танкера «Бритиш Скайлл» и на 58% у тан­

ции, состоял в том, что скорость коррозии в значительной степени зависит от продолжительности периода эксплуатации судна с пу­ стыми цистернами и концентрации кислорода в смеси газов, запол­ няющей пустое пространство.

50

Проведенные испытания позволили установить зависимость ско­ рости коррозии подпалубных конструкций грузовых цистерн от средней концентрации кислорода в смеси газов, заполняющей грузо­ вые помещения (рис. 26). С увеличением расстояния конструкций от ВП скорость их коррозии падает.

Днищевые конструкции подвергаются воздействию контактной коррозии, связанной с заполнением цистерн забортной водой при балластировке; инертные газы не влияют на характер протекания этого процесса.

О снижении скорости коррозии на судах, оборудованных систе­ мами инертных газов, свидетельствует количество шлама (смесь продуктов коррозии—ржавчины с гудронированными остатками груза), периодически удаляемое с днищ грузовых цистерн. Это коли­ чество оказалось пропорциональным определенной при испытаниях скорости коррозии (табл. 11).

Таблица 11

Количество шлама, удаляемого с днищ грузовых цистерн

Полученные результаты компания Бритиш Петролеум, так же, как и сотрудничающая с ней английская фирма Ф. А. Хаджес, оценивает осторожно и считает, что при установке систем инертных газов, подвергаемых только промывке и охлаждению в скрубберах, коррозия незащищенных покрытиями корпусных конструкций уменьшается на 20%.

Влияние дополнительного осушения инертных газов и более глубокой их очистки от двуокиси серы исследовала компания Эссо Интернейшл, оборудовавшая три однотипных судна дедвейтом по 49 000 т различными системами инертных газов [73]:

1)с промывкой и охлаждением инертных газов — на танкере «Эссо Чили»;

2)с дополнительным осушением инертных газов — на танкере

«Эссо Свицерленд»; 3) с дополнительным осушением инертных газов и с дополнитель­

ной очисткой их от двуокиси серы — на танкере «Эссо Панама». Первая система аналогично применяемой компаниями Сан Ойл

и Бритиш Петролеум работает следующим образом. Инертные газы отбираются от дымохода котла и пропускаются через скруббер, прокачиваемый забортной водой. В результате удаляется около 90% твердых частиц (сажи) и других примесей. Забортная вода с темпе­ ратурой 297 К позволяет охладить газы от температуры 450 до

300К.

Вгрузовые цистерны поступает газ с содержанием кислорода около 3%. Чтобы содержание кислорода не превышало 5%, в си­ стеме предусмотрены предохранительные устройства и сигнализация. В течение контрольных 18 месяцев не было зарегистрировано случая превышения содержания кислорода более 5%.

Было установлено, что в результате высокой температуры точки росы газов, равной 300 К, конденсация в цистернах может способ­ ствовать ускорению коррозии. Особую опасность представляет дву­ окись серы, которая в соединении с конденсатом образует сернистую кислоту. Чтобы предупредить эту опасность, была сделана попытка осушить газы до более низкой температуры точки росы. Для этого была разработана вторая система. В змеевике системы вода охлаж­ дается до температуры 280 К; в качестве хладоносителя исполь­ зуется охлажденная вода от судовой системы комфортного конди­ ционирования воздуха. Это дало возможность удалить часть воды из газов. Вместе с тем попадание двуокиси серы в цистерны не было исключено.

Во избежание указанного недостатка была разработана третья система, которая отличается от второй тем, что в верхней части скруббера устанавливается абсорбер, в котором на пути охлаждения инертного газа распыляется водный раствор карбоната натрия (Na2C03), охлажденный до 279 К. При прохождении газа через абсорбер его температура понижается с 300 до 280 К. Одновременно углекислый натрий поглощает двуокись серы из газа и в цистерны поступают инертные газы с высокой степенью очистки.

Для охлаждения водного раствора углекислого натрия исполь­ зуется охладитель с непосредственным кипением фреона.

По мнению компании Эссо Интернейшл, дополнительное осуше­ ние газов исключает возможность образования конденсата на холод­ ных поверхностях ограждений грузовых цистерн, который в соеди­ нении с SO2 может образовывать капли сернистой кислоты, интен­ сифицирующей процесс коррозии. Однако более важной является глубокая очистка газов от двуокиси серы, оказывающей вредное влияние на защитные покрытия цистерн.

При оценке экономической эффективности, связанной со сниже­ нием скорости коррозии, следует исходить из того, что расходы по

52