Esempi di test e applicazioni estesi hanno dimostrato pienamente i significativi vantaggi tecnici ed economici dei tubi di titanio nei condensatori delle centrali elettriche. Dal punto di vista economico, ad esempio, un'unità nucleare di condensatore da 1000 MW in Giappone nel 1983 ha richiesto circa 50.000 tubi di condensatore, con una vita progettuale di 40 anni. Durante questo periodo, i tubi in alluminio trapelavano in media 10 tubi all'anno, mentre i tubi di titanio non mostravano praticamente perdite nel corso della durata della vita di 40 anni. Tuttavia, l'applicazione pratica dei tubi in lega di titanio nelle centrali elettriche non è stata del tutto fluida e rimangono diverse sfide urgenti, come segue:
Problemi di corrosione
Nelle centrali costiere, l'acqua di mare è spesso usata come acqua di raffreddamento per i condensatori. L'acqua di mare è ricca di sedimenti, materia sospesa, organismi marini e varie sostanze corrosive. La situazione è ancora più complessa e grave negli ambienti salmastri in cui si alternano l'acqua di mare e l'acqua del fiume. I tubi tradizionali in lega di rame, esposti a queste dure condizioni, sono soggetti a vari meccanismi di corrosione, tra cui la corrosione generale (corrosione uniforme), l'erosione e la corrosione da stress. I tubi in lega di titanio, con la loro eccellente resistenza alla corrosione, impediscono effettivamente perdite di acqua di mare causate dalla corrosione del condensatore. Tuttavia, a differenza dei tubi in lega di rame, i tubi in lega di titanio, sebbene resistenti alla corrosione, sono inclini alla crescita di sostanze tossiche sulle loro superfici, creando un terreno fertile per gli organismi marini. Grandi quantità di organismi marini attaccati alle pareti interne dei tubi di titanio possono compromettere gravemente il trasferimento di calore e, a sua volta, ridurre l'efficienza del condensatore. Pertanto, le centrali elettriche che utilizzano tubi in lega di titanio devono essere dotate di attrezzature per la pulizia per rimuovere regolarmente gli organismi marini attaccati alle pareti interne.
Problema di assorbimento dell'idrogeno
Sebbene il titanio costituisca un film di passivazione denso sulla sua superficie, fornendo un'eccellente resistenza alla corrosione in molti media altamente corrosivi, il titanio ha un'affinità estremamente elevata per l'idrogeno e lo assorbe prontamente. Questo assorbimento di idrogeno si verifica a temperatura ambiente, ma la velocità di assorbimento dell'idrogeno accelera in modo significativo ad alte temperature (ad es. 100 gradi). Il limite di solubilità solida dell'idrogeno in titanio è estremamente basso, circa 20 ppm. Una volta superato questo limite, gli idruri (TIH₂) precipiteranno sulla superficie del titanio. All'aumentare del contenuto di idruro sulla superficie del titanio, la resistenza all'impatto e l'allungamento del titanio diminuiscono rapidamente, influenzando seriamente le proprietà meccaniche e la durata di servizio dei tubi di titanio.
Inoltre, durante il retrofit delle unità più vecchie, se i fogli di vasche sono realizzati in lega di rame e i tubi del condensatore sono realizzati in titanio, è necessaria una protezione catodica per prevenire la corrosione elettrochimica. Ad esempio, i condensatori delle centrali di potenza Hitachi usano il raffreddamento dell'acqua di mare, con tubi in titanio e piastre in lega di rame utilizzate in combinazione. Quando il potenziale di protezione è inferiore a 0,75 V (SCE), l'assorbimento dell'idrogeno si verifica all'estremità di uscita dei tubi di titanio, con livelli di idrogeno che raggiungono 650 ppm dopo un anno di funzionamento. Tuttavia, quando il potenziale è controllato nell'intervallo di 0,5-0,75 V (SCE), il titanio non assorbe l'idrogeno a temperatura ambiente.
Problemi di vibrazione
L'eccellente resistenza alla corrosione dei tubi in titanio garantisce che i condensatori di titanio siano protetti dalla corrosione e dalla perdita, ma la vibrazione rappresenta un altro grande rischio per la sicurezza. Durante il funzionamento effettivo della centrale elettrica, i tubi di titanio possono essere danneggiati dalle vibrazioni.
Per prevenire la vibrazione del tubo in titanio, la spaziatura appropriata del deflettore deve essere determinata con precisione durante la produzione di condensatori in titanio per sopprimere efficacemente le vibrazioni del tubo. Per i progetti di retrofit che coinvolgono unità più vecchie, è ancora più importante esaminare attentamente se la spaziatura della partizione esistente è adatta per l'uso del tubo in titanio, regolandolo se necessario per garantire la stabilità e la sicurezza dei tubi durante il funzionamento.
In sintesi, mentre i tubi in lega di titanio offrono numerosi vantaggi nelle applicazioni del condensatore della stazione elettrica, problemi come corrosione, assorbimento di idrogeno e vibrazioni richiedono ancora un'attenta attenzione. Solo comprendendo e affrontando appieno questi problemi, i vantaggi dei tubi in lega di titanio possono essere completamente utilizzati e l'efficienza operativa e la sicurezza delle centrali elettriche migliorano.
La società vanta le principali linee di produzione di elaborazione del titanio domestico, tra cui:
Linea di produzione di tubi in titanio di precisione importata tedesca (capacità di produzione annuale: 30.000 tonnellate);
Linea di rotolamento del foglio di titanio giapponese-tecnologia (thinnest a 6μm);
Linea di estrusione continua di titanio completamente automatizzato;
Mulino di finitura in titanio intelligente e mulino di finitura;
Il sistema MES consente il controllo e la gestione digitale dell'intero processo di produzione, raggiungendo l'accuratezza dimensionale del prodotto di ± 0,01 μm.
