Introdução
Num contexto de escassez global de água, a dessalinização da água do mar tornou-se gradualmente uma solução essencial para aliviar a escassez de água doce. Particularmente em regiões como o Médio Oriente, o Norte de África e o Sul da Ásia, onde a escassez de água é grave, a dessalinização por osmose inversa (OR) tornou-se a tecnologia dominante devido ao seu baixo consumo de energia, flexibilidade operacional e custos de investimento relativamente mais baixos. No entanto, os sistemas de OR devem tratar água do mar altamente salina e fortemente corrosiva, o que representa desafios significativos para os materiais dos equipamentos. Entre eles, o sistema de tubulação de alta-pressão é o componente principal que garante o desempenho estável da membrana e o mais vulnerável à corrosão. A selecção de materiais e as estratégias de protecção afectam directamente a segurança e a viabilidade económica dos projectos de dessalinização.
Desafios de corrosão em sistemas de tubulação de alta-pressão
O ambiente operacional da dessalinização da água do mar RO é complexo:
- Alta salinidade: Os íons cloreto na água do mar podem quebrar facilmente as películas passivas dos metais, provocando corrosão por picadas.
- Flutuações de temperatura: Em regiões como o Golfo Pérsico e o Mar Vermelho, as temperaturas da água do mar no verão podem exceder 35 graus -acima da temperatura crítica de corrosão de muitos aços inoxidáveis.
- Cloro residual: Mesmo pequenas quantidades de cloro residual de biocidas (por exemplo, hipoclorito) usados no pré-tratamento podem acelerar a corrosão de aços inoxidáveis austeníticos.
Como resultado, os primeiros sistemas que adotaram os aços inoxidáveis austeníticos 316L, 317L e 904L frequentemente sofriam de corrosão por pites e frestas. Até mesmo os aços inoxidáveis duplex, como 2205 e 2507, sofreram corrosão localizada e falhas sob condições extremamente altas de-temperatura e alta-salinidade.
Materiais Comuns e Aplicações Atuais
Hoje, as usinas de dessalinização de água do mar geralmente adotam uma estratégia de materiais segmentada:
- Seções de baixa-pressão: materiais não{0}}metálicos, como UPVC, FRP e PTFE, são amplamente usados para minimizar a corrosão-relacionada ao cloro.
- Tubulação de alta-pressão: Os coletores principais são normalmente feitos de aço inoxidável duplex 2205, enquanto os tubos ramificados podem usar aço duplex 2507 ou aços inoxidáveis austeníticos de alta{2}}liga.
- Componentes críticos: peças como placas finais de vasos de pressão RO e acoplamentos rápidos exigem ligas-de qualidade superior, como aço inoxidável 2507 ou 6Mo.
No norte da China, onde as temperaturas da água do mar são relativamente baixas, os aços inoxidáveis duplex apresentam um desempenho razoavelmente bom. No entanto, nas águas do sul e em regiões de alta-temperatura e{2}}alta salinidade, como o Oriente Médio e o Norte da África, os aços duplex continuam a apresentar falhas,-incluindo incidentes de vazamento de salmoura que comprometem a segurança do sistema.
Vantagens do titânio
A vasta experiência de campo confirmou quetitânio (por exemplo, titânio comercialmente puro TA2)é a solução ideal para ambientes de corrosão extrema. Ofertas de titânio:
- Excelente resistência à corrosão: O titânio forma naturalmente uma película de óxido estável, tornando-o altamente resistente à corrosão por pites e frestas em ambientes-ricos em cloreto.
- Confiabilidade-de longo prazo: Em uma usina de dessalinização em uma ilha no Mar da China Meridional, tubulações e válvulas de titânio permaneceram intactas e livres de corrosão-após oito anos de operação contínua.
- Adequação para águas-de alta temperatura: Mesmo em regiões como o Golfo Pérsico e o Mar Vermelho, o titânio mantém excelente estabilidade.
Embora o titânio tenha um custo inicial mais alto, seus baixos requisitos de manutenção e vida útil prolongada compensam o investimento inicial, fazendo com que os sistemas de tubulação de titânio sejam cada vez mais adotados em aplicações de dessalinização de alta-pressão.
Estratégias de proteção contra corrosão
Além da seleção de materiais, a proteção-em várias camadas é essencial:
- Práticas operacionais: Durante as paradas, a lavagem com água doce evita que a água do mar estagnada acelere a corrosão.
- Remoção de cloro: A adição de agentes redutores antes que a água do mar entre na seção de alta-pressão protege a tubulação e as membranas de RO.
- Proteção catódica: Os ânodos sacrificiais (por exemplo, zinco) podem reduzir os riscos de corrosão em tubulações de aço duplex, embora o uso em-grande escala permaneça limitado.
- Revestimentos e modificação de superfície: Bem estabelecidos em tubulações de baixa-pressão, sua estabilidade-de longo prazo e custo-benefício-em sistemas de alta-pressão exigem validação adicional.
- Aditivos verdes: Os desenvolvimentos futuros podem incluir produtos-químicos ecologicamente corretos com funções de inibição de corrosão e controle de incrustações, equilibrando a segurança do equipamento com a sustentabilidade ambiental.
À medida que a procura global por água doce continua a aumentar, a dessalinização da água do mar por OR será implementada de forma mais ampla em cidades costeiras, ilhas e bases industriais. As tendências da indústria provavelmente incluirão:
Adoção de materiais avançados: Ligas e compósitos de titânio terão uso mais amplo, especialmente em ambientes marinhos extremos.
Avaliações de custos do ciclo de vida: o planejamento do projeto mudará o foco do investimento inicial para o equilíbrio-dos custos operacionais e de manutenção de longo prazo.
Monitoramento e proteção inteligentes: sensores e big data permitirão monitoramento de corrosão-em tempo real e manutenção preditiva.
Tecnologias de proteção verde: O desenvolvimento de inibidores-ecologicamente corretos de escala e corrosão apoiará o crescimento sustentável na dessalinização da água do mar.
