Baja Tahan Karat dalam Kelas Material Teknik Kelautan untuk Pendinginan Air Laut, Pemberat, dan Pemadam Kebakaran

Tiga sistem di kapal yang sama menangani cairan yang sama – air laut – namun mereka memerlukan tiga baja tahan karat yang berbeda. Pendinginan air laut merupakan tugas aliran kontinu, sehingga dupleks 2205 menangani sebagian besar pendinginan tersebut. Ballast bersifat intermiten, stagnan, bermuatan sedimen, sehingga memerlukan molibdenum yang lebih tinggi atau strategi pelapisan. Pemadaman kebakaran adalah tugas yang biasanya menganggur, tiba-tiba mengalir maksimum, dan merupakan tugas tersulit di antara ketiganya: saluran pemadam kebakaran basah dapat diam selama satu tahun dan kemudian bekerja dengan kecepatan penuh dalam sembilan puluh detik.

Stainless Steel in Marine Engineering

Jika Anda hanya ingat satu kalimat, ingatlah satu kalimat ini:dalam air laut, baja tahan karat akan rusak karena korosi celah dan lubang di bawah endapan, bukan karena korosi yang seragam - jadi tingkatan yang Anda pilih harus disesuaikan dengan berapa lama permukaannya tetap basah dan diam, bukan hanya karena seberapa asin airnya.

Panduan ini ditulis untuk teknisi perpipaan dan peralatan, tim pengadaan, dan surveyor masyarakat klasifikasi yang harus mempertahankan pilihan material di atas kertas. Setiap bagian dimulai dengan sebuah pertanyaan, memberikan jawabannya dalam satu atau dua kalimat, kemudian menjelaskan alasan dan angka-angka di baliknya.

Anda dapat membacanya ujung ke ujung, atau langsung menuju ke sistem yang Anda tentukan: pendingin air laut, pemberat, atau pemadam kebakaran. Matriks perbandingan di tengah menggabungkan ketiganya, dan lampiran mencantumkan standar, asumsi, dan metadata penerbitan.

Tiga variabel menentukan hasilnya - kandungan paduan (dinyatakan sebagai PREN), suhu servis, dan seberapa sering permukaan dibasahi dan mengalir. Salinitas saja hampir tidak memberi tahu Anda apa pun.

Insinyur sering meminta "tingkat ketahanan terhadap air laut" seolah-olah ketahanan adalah sebuah sifat tunggal. Tidak. Air laut menyerang baja tahan karat melalui kerusakan lokal pada film pasif, dan kerusakan tersebut bergantung pada ambang batas yang bergerak seiring suhu.

A pipa 316Lyang memakan waktu lima belas tahun di saluran pendingin Laut Utara pada suhu 12 derajat dapat berlubang dalam delapan belas bulan di saluran keluar kondensor Teluk pada suhu 45 derajat. Kimia air yang sama, paduan yang sama, suhu berbeda. Paduannya tidak berubah; ambang batas bergerak di bawah kondisi operasi.

Konsekuensi praktisnya adalah bahwa lembar data material tanpa suhu layanan dan rezim aliran bukanlah suatu spesifikasi. Itu adalah sebuah keinginan. Setiap proposal yang kredibel untuk sistem air laut harus menyatakan suhu desain, kecepatan minimum dan maksimum, rezim klorinasi, dan perkiraan periode stagnasi - karena masing-masing dari empat masukan tersebut dapat menggerakkan jawabannya dengan satu atau dua tingkatan tingkat.

Tidak ada yang formal. Ini adalah frasa pemasaran yang tidak memiliki definisi dalam standar apa pun, dan paling sering diterapkan pada 316 - tingkatan yang benar-benar cocok untuk perangkat keras dek dan pegangan tangan, dan benar-benar tidak cocok untuk perpipaan air laut terendam.

Tidak ada klasifikasi "kelas kelautan" di ASTM, EN, atau ISO. Yang ada hanyalah serangkaian pilihan materi khusus layanan yang diterbitkan oleh lembaga klasifikasi, NORSOK, dan spesifikasi pemilik, dan dokumen-dokumen tersebut jauh lebih konservatif daripada yang disarankan oleh istilah pemasaran.

Kebingungan ini mempunyai dampak yang nyata. Pembeli yang menulis "baja tahan karat kelas laut" pada daftar permintaan akan menerima 316L, karena itu adalah kelas termurah yang dapat dijelaskan dengan masuk akal oleh frasa tersebut. 316L tersebut kemudian masuk ke header pendingin air laut, yang akan menjadi item pertama dalam daftar kegagalan.

Tulis nomor UNS saja. S31603, S32205, S32750, S31254 - ini tidak ambigu, muncul di sertifikat pabrik, dan dapat diverifikasi. "Kelas kelautan" tidak dapat diverifikasi, oleh karena itu tidak boleh muncul dalam pesanan pembelian.

PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N. Untuk mengalirkan air laut dingin secara terus menerus, Anda membutuhkan kira-kira PREN 35; untuk layanan yang hangat, stagnan, atau rawan celah, Anda memerlukan PREN 40 atau lebih tinggi. Namun PREN hanyalah alat skrining, bukan jaminan.

PREN, angka ekuivalen resistensi pitting, adalah jumlah tertimbang dari tiga elemen yang menstabilkan film pasif terhadap serangan klorida. Kromium membentuk film; molibdenum dan nitrogen memperbaikinya secara lokal ketika klorida menerobos.

Rumusnya sengaja dibuat sederhana, baik kelebihan maupun kelemahannya. Ini mengabaikan struktur mikro, konten inklusi, penyelesaian permukaan, dan perlakuan panas – semuanya penting. Dua pemanasan 2205 dengan PREN yang identik dapat berbeda secara signifikan dalam pengukuran suhu lubang kritis jika salah satu tidak dianil dengan benar.

Itu sebabnya spesifikasi serius tidak berhenti pada angka yang dihitung. Hal ini memerlukan hasil terukur: suhu pitting kritis dari ASTM G48 Metode A, atau uji korosi sesuai ASTM G150, yang dilaporkan berdasarkan panas sebenarnya. Tabel di bawah menunjukkan nilai-nilai tipikal; perlakukan kolom PREN sebagai bantuan desain dan kolom CPT sebagai kriteria penerimaan.

Nilai (UNS)	Nama umum	PREN yang khas	CPT tipikal, gelar (ASTM G48 A)	Plafon air laut yang praktis
S31603	316L	24–26	20–25	25–30 derajat, hanya mengalir
N08904	904L	34–36	40–50	35–40 derajat
S32205	Dupleks 2205	34–36	45–55	45–50 derajat
S31254	6Bulan / 254SMO	42–44	65–80	60–70 derajat
S32750	Super dupleks 2507	41–43	80–90	80–90 derajat
N06625	Paduan 625	~50	>85	Parah, ditambah kekuatan tinggi

Perhatikan anomali pemesanan: 6Mo memiliki PREN yang sedikit lebih tinggi daripada super duplex 2507, namun 2507 berkinerja lebih baik dalam banyak tugas air laut. PREN tidak menangkap manfaat dari struktur mikro dupleks, yang tahan terhadap retak korosi tegangan klorida dengan cara yang tidak bisa dilakukan oleh 6Mo austenitik sepenuhnya. Ini adalah tempat pertama di mana satu angka menyesatkan.

Karena suhu lubang kritisnya hanya sekitar 20–25 derajat, dan suhu celah kritisnya masih lebih rendah. Di sebagian besar sistem air laut, logam menghabiskan sebagian besar hidupnya di dalam celah pada suhu di atas ambang batas tersebut.

Why does 316L fail in seawater even

Lihatlah di mana 316L sebenarnya gagal. Jarang sekali pipa tersebut lurus. Letaknya di bawah paking pada permukaan flensa, di bawah sadel penyangga pipa, di bawah gugus teritip, di dalam sambungan berulir, atau di kaki mati di belakang katup tertutup.

Masing-masing lokasi tersebut merupakan celah: geometri tempat masuknya air laut tetapi tidak dapat bertukar dengan bebas. Oksigen dikonsumsi lebih cepat daripada yang dapat diisi ulang, perubahan kimia lokal, konsentrasi klorida, dan pH di dalam celah turun. Film pasif tidak dapat dibangun kembali di lingkungan itu, dan pitting pun dimulai.

Inilah sebabnya mengapa kegagalan air laut 316L terlihat seperti ini - lubang dalam yang terisolasi dengan logam terang di bagian bawah, dikelilingi oleh permukaan yang belum tersentuh. Pipa tidak menimbulkan korosi. Satu sentimeter persegi saja sudah cukup.

Ada perubahan kontra-intuitif yang perlu diketahui. Air laut alami membentuk biofilm pada baja tahan karat yang meningkatkan potensi korosinya sekitar 200–400 mV, dan potensi yang lebih tinggi berarti kekuatan pendorong yang lebih besar untuk serangan celah.

Klorinasi mencegah biofilm ituair laut yang diklorinasi seringkali kurang agresif terhadap baja tahan karat dibandingkan air laut yang bersih dan tidak diklorinasi- kebalikan dari anggapan kebanyakan orang. Oleh karena itu, pengendalian biofouling merupakan tindakan pengendalian korosi, bukan hanya tindakan perpindahan panas.

CPT adalah suhu saat lubang dimulai pada permukaan terbuka; CCT adalah suhu yang lebih rendah saat mereka mulai berada di dalam celah. Untuk grade austenitik, CCT berada sekitar 15–25 derajat di bawah CPT, dan untuk grade duplex, jaraknya lebih kecil namun tetap nyata.

Perbedaan ini penting karena hampir setiap komponen tahan karat air laut mempunyai celah-celah sesuai desainnya. Flensa yang dibaut dengan paking luka spiral adalah celah yang terkontrol. Sambungan gulungan tabung-ke-tabung adalah celah yang terkendali. Dudukan katup adalah celah yang terkontrol.

Jika Anda memilih pada CPT, Anda memilih lokasi termudah pada komponen. Jika Anda memilih di CCT, Anda memilih lokasi yang sebenarnya akan gagal.

Respon teknisnya tidak hanya meningkatkan paduannya. Hal ini juga untuk mengurangi celah. Las sebagai pengganti flensa jika akses perawatan memungkinkan. Gunakan gasket yang menutupi seluruh wajah, bukan yang mengangkat wajah. Tentukan las segel pada sambungan tabung-ke-tabung. Jauhkan penyangga dari permukaan pipa yang memiliki celah drainase, dan jangan pernah membiarkan tali pancing tahan karat menempel pada sadel baja karbon.

Detail desain	Apa yang diciptakannya	Mitigasi
Flensa baut, muka terangkat	Celah antara paking dan permukaan flensa	Gasket seluruh muka, atau las sambungannya
Sadel penyangga pipa	Celah basah permanen ditambah pasangan galvanik	Jepit dengan celah drainase, isolasi dari baja
Sambungan berulir	Celah yang dalam dan tidak dapat diperiksa	Ganti dengan sambungan las atau flensa
Tabung-ke-tubesheet	Celah berbentuk lingkaran pada sambungan yang digulung	Las segel, atau ekspansi terkendali
Kaki mati di belakang katup	Air laut tergenang, tidak ada pembaharuan oksigen	Hilangkan kaki yang mati; tambahkan saluran pembuangan dan titik siram

Enam tingkatan mencakup hampir semuanya: 316L untuk loop tertutup dan perangkat keras non-tenggelam, 904L untuk klorida sedang, dupleks 2205 sebagai pekerja keras, 6Mo untuk penukar panas lubang kecil dan pelat, super dupleks 2507 untuk tugas panas atau klorida tinggi, dan paduan nikel untuk kasus ekstrem.

Tabel di bawah ini adalah daftar singkat yang muncul dalam spesifikasi sebenarnya. Apa pun yang tidak ada di dalamnya merupakan pilihan spesialis atau kesalahan.

Nilai	Dimana ia mendapatkan tempatnya	Dimana tidak
316L (S31603)	Loop pendingin tertutup, udara instrumen, perangkat keras dek, zona percikan di atas garis basah	Setiap pipa air laut yang terendam terus menerus
904L (N08904)	Jalur proses klorida sedang, beberapa sirkuit scrubber	air laut hangat; biaya sulit untuk dibenarkan dibandingkan 2205
Dupleks 2205 (S32205)	Pipa pendingin air laut di atas DN50, pelat penukar panas pelat, selubung pompa, katup	Garis pemberat yang stagnan, air laut panas di atas 50 derajat, sambungan las bertekanan tinggi tanpa kontrol
6Bulan (S31254)	Perpipaan air laut dengan lubang kecil, jalur instrumen, penukar panas pelat, nozel banjir air api	Perpipaan dengan lubang besar karena alasan biaya
Super dupleks 2507 (S32750)	Air laut panas, air garam berklorida tinggi, sirkuit elektroklorinasi, air api bertekanan tinggi	Tugas klorida rendah suhu rendah dimana 2205 sudah cukup
Paduan nikel (625, C276)	Flare tip, asam parah ditambah klorida, komponen penting yang tidak dapat tergantikan	Perpipaan air laut umum; biayanya jauh lebih tinggi

Aturan praktis yang berguna untuk pengadaan: langkah paduan dari 316L ke 2205 kira-kira menggandakan toleransi korosi dalam hal suhu, dan langkah dari 2205 ke 2507 kira-kira menggandakannya lagi. Setiap langkah memerlukan biaya yang jauh lebih murah dibandingkan langkah sebelumnya dalam hal pemeliharaan, itulah sebabnya kelas menengah mendominasi spesifikasi sebenarnya.

Dupleks 2205 untuk paket perpipaan dan pelat, super dupleks 2507 atau 6Mo dengan suhu saluran keluar melebihi sekitar 50 derajat , dan titanium untuk bundel tabung dalam pendingin kritis. 316L hanya termasuk dalam loop tertutup.

which grade for piping plate heat exchangers and tube bundles

Pendinginan air laut adalah yang paling memaafkan dari ketiga sistem tersebut karena alirannya berkelanjutan. Aliran yang terus menerus menjaga pasokan oksigen, menjaga agar endapan tidak mengendap, dan menjaga permukaan di atas ambang batas kecepatan dimana biofouling tidak dapat menempel. Rezim inilah yang membuat 2205 berkinerja baik.

Detail desain yang paling penting adalah detail yang berada di tepi asumsi aliran kontinu. Cabang pompa siaga, pendingin cadangan yang menganggur, jalur bypass, dan sambungan pembuangan semuanya stagnan. Ini adalah lokasi di mana sistem 2205 pada akhirnya akan menampilkan pit pertamanya, dan merupakan lokasi yang paling sering dihilangkan dari tinjauan pemilihan material.

Elemen sistem pendingin	Direkomendasikan	Alasan
Perpipaan air laut utama, DN50 ke atas	Dupleks 2205	Aliran kontinu, suhu sedang, CCT bagus
Garis lubang kecil dan instrumen	6Mo	Dinding tipis, aliran rendah, celah di setiap pemasangan
Pelat penukar panas pelat	2205, atau 2507 di atas 50 derajat	Turbulensi tinggi, celah sempit pada gasket
Bundel tabung shell-and-tube	Titanium Gr2 atau super dupleks 2507	Dinding tipis, suhu tertinggi, paling sulit diakses
Casing pompa dan impeler	Dupleks 2205, setara cor	Kecepatan tinggi, erosi plus korosi
Keranjang saringan dan wadahnya	6Bulan atau 2507	Aliran rendah, deposit banyak, pembukaan sering
Cabang siaga dan bypass	Nilai yang sama dengan jalur utama, ditambah saluran pembuangan	Stagnan - titik kegagalan sebenarnya

Satu catatan lebih lanjut tentang penukar panas pelat: alur paking adalah celah yang dirancang, dan bahan pelatnya tipis. Paket pelat yang dibuka dan dipasang kembali berulang kali akan mengakumulasi goresan yang menjadi tempat inisiasi lubang. Tentukan minimum 2205, dan periksa tepi pelat pada setiap servis.

Di bawah kecepatan sekitar 1 m/s, biofouling dan sedimen mengendap dan menimbulkan korosi di bawah endapan. Di atas sekitar 3,5 m/s untuk paduan tembaga dan 6 m/s untuk baja tahan karat, korosi erosi menghilangkan lapisan pasif secara mekanis. Jendela desainnya sempit, dan itu adalah bagian dari pemilihan material.

Kecepatan biasanya diperlakukan sebagai parameter hidrolik, diputuskan oleh teknisi perpipaan dan kemudian diserahkan kepada teknisi material. Urutan itu terbalik. Kecepatan menentukan apakah film pasif akan diisi ulang atau dihancurkan, sehingga termasuk dalam pembahasan pemilihan material.

Pada kecepatan rendah modus kegagalannya bersifat biologis. Larva menempel, kerang tumbuh, sedimen terakumulasi di titik rendah, dan logam di bawah endapan menjadi celah anaerobik. Pada kecepatan tinggi, mode kegagalannya bersifat mekanis: turbulensi pada siku, reduksi, dan badan katup mengupas film lebih cepat daripada yang dapat direformasi, dan logam terkikis.

Bahan	Kecepatan minimal	Kecepatan maksimum	Mode kegagalan di luar jendela
316L	1.0 m/s	~4 m/s	Lubang celah dan lubang di bawah endapan pada aliran rendah
Dupleks 2205	1.0 m/s	~6 m/s	Biofouling pada aliran rendah, erosi pada aliran tinggi
Super dupleks 2507	1.0 m/s	~6–7 m/s	Sama, dengan margin suhu yang lebih lebar
90/10 CuNi	1.0 m/s	~3.5 m/s	Erosi-korosi diatas 3,5 m/s
Titanium Gr2	1.0 m/s	>10 m/s	Pada dasarnya kecepatannya tidak terbatas di air laut yang bersih

Target desain praktis untuk saluran air laut tahan karat adalah 1,5–3,5 m/s. Kisaran tersebut membuat permukaan tergerus tanpa mendekati ambang erosi, dan memberikan ruang bagi pengotoran yang pasti akan terjadi di antara docking.

Karena tugas pemberat pada dasarnya bersifat intermiten. Saluran pemberat bisa saja penuh selama seminggu, kosong selama sebulan, dan kemudian terisi setengahnya dengan sedimen selama setahun. Siklus tersebut menghasilkan lingkungan terburuk bagi baja tahan karat: anaerobik, mengandung sulfida, dan sarat dengan endapan.

Sistem ballast bukanlah sistem pendingin dengan nama berbeda. Ini adalah siklus kerja yang sangat berbeda, dan siklus kerja menggerakkan metalurgi.

Selama pelayaran pemberat, tangki dan jalur penuh dan sunyi. Oksigen dikonsumsi oleh bakteri yang bernafas dan oleh reaksi korosi itu sendiri. Bakteri pereduksi sulfat menghasilkan hidrogen sulfida, yang bersifat agresif terhadap baja tahan karat dan paduan tembaga. Sedimen mengendap di dasar tangki dan titik rendah, menciptakan endapan dalam di mana logam terlindung sepenuhnya dari pembaruan oksigen.

Ini adalah lingkungan di mana korosi yang dipengaruhi mikroba, atau MIC, menjadi mekanisme yang dominan. MIC bukanlah jenis korosi yang terpisah; ini adalah korosi celah yang dipercepat oleh bahan kimia lokal yang dimodifikasi secara biologis. Respon metalurginya sama dengan celah mana pun: lebih banyak molibdenum, lebih banyak nitrogen, atau lapisan penghalang.

Elemen sistem pemberat	Bahan khas	Pertimbangan utama
Tangki pemberat, dilapisi	Baja karbon dengan epoksi ke IMO PSPC	Pelapisan adalah penghalang; stainless bukanlah pertahanan utama
Tangki pemberat, tidak dilapisi	316L atau dupleks 2205	Kapal tanker kimia biasanya menggunakan 316L; klorida yang lebih tinggi nikmat 2205
Pipa pemberat, utama	Dupleks 2205 atau GRP	Drainabilitas lebih penting daripada kualitas
Pipa pemberat, lubang kecil	6Bulan atau 2507	Tembok tipis ditambah stagnasi sama dengan kegagalan awal
Casing pompa pemberat	Dupleks 2205, cor	Erosi pada impeller, korosi pada cutwater
Mesin pembersih tangki	316L atau 2205	Intermiten, kecepatan tinggi, sering diabaikan

Ada dua keputusan desain yang lebih penting daripada pilihan kelas. Yang pertama adalah kemampuan untuk mengalirkan air (drainability): saluran yang tidak dapat dikeringkan sepenuhnya akan menahan air laut pada titik terendahnya tanpa batas waktu, dan tidak ada logam paduan yang dapat bertahan dalam jangka waktu yang tidak terbatas. Yang kedua adalah integritas pelapisan dalam tangki. Tangki baja karbon yang dilapisi dengan lapisan yang dirawat memiliki kinerja yang lebih baik daripada tangki tahan karat yang tidak dilapisi dengan strategi pelapisan yang gagal, dengan biaya yang lebih murah.

Aliran paling agresif di kapal. Elektroklorinasi menghasilkan hipoklorit pada konsentrasi klorida tinggi, dan unit pengolahan, jaringan pipa, dan sirkuit netralisasi semuanya melihat pengoksidasi ditambah klorida ditambah hidrogen sesekali. Ini adalah wilayah super duplex, 6Mo, atau titanium - tidak pernah 316L.

What changes when a ballast water management system is installed

Konvensi Pengelolaan Air Ballast mewajibkan semua kapal untuk memenuhi standar pembuangan D-2 pada tanggal 8 September 2024, jadi pada dasarnya setiap kapal yang mengapung kini memiliki sistem pengolahan. Retrofit tersebut mengubah masalah pemilihan material, dan banyak spesifikasi yang belum menyusul.

Teknologi pengobatan terbagi menjadi dua kelompok dengan konsekuensi material yang berbeda. Sistem fisik - filtrasi ditambah UV - relatif tidak berbahaya: permukaan yang dibasahi melihat air laut dan sinar ultraviolet yang tersaring, dan dupleks 2205 secara umum memadai. Sistem kimia dan elektrokimia tidaklah baik.

Elektroklorinasi adalah kasus yang sulit. Sel tersebut menghasilkan natrium hipoklorit dari air laut, sehingga lingkungan setempat menggabungkan klorida tinggi, konsentrasi pengoksidasi tinggi, pH rendah pada elektroda, dan produk sampingan hidrogen. Titanium adalah bahan elektroda standar, dan wadah sel serta pipa hilir langsung biasanya super dupleks, 6Mo, atau non-logam.

elemen BWMS	Bahan yang direkomendasikan	Mengapa
Rumah penyaring	Dupleks 2205	Air laut terus menerus, suhu sedang
ruang reaktor UV	316L atau 2205	Tidak ada pengoksidasi, hanya ada celah pada segel
Badan sel elektroklorinasi	Super dupleks 2507, 6Mo, atau PVDF	Klorida tinggi ditambah pengoksidasi tinggi
Jalur injeksi hipoklorit	2507, 6Mo, atau berlapis PTFE	Konsentrasi pengoksidasi tertinggi di kapal
Sirkuit netralisasi	2507 atau non-logam	Agen pereduksi ditambah air laut
Jalur sampel dan pemantauan	6Mo	Bor kecil, stagnan, sering mati

Kesalahan retrofit yang umum terjadi adalah menggunakan kembali pipa pemberat 316L asli di bagian hilir titik injeksi. Bagian tersebut sekarang membawa air laut yang mengandung klor pada konsentrasi yang tidak pernah diperkirakan sebelumnya, dan biasanya rusak dalam dua tahun pertama.

Karena ini menggabungkan fitur terburuk dari dua sistem lainnya. Saluran api basah terhenti selama berbulan-bulan, menumpuk sedimen dan pertumbuhan laut, dan kemudian harus mengalirkan aliran penuh dengan kecepatan penuh begitu pompa menyala. Korosi celah, lubang under-deposit, dan erosi semuanya terjadi pada komponen yang sama.

Pemadam kebakaran adalah sistem yang paling sedikit dipikirkan orang, namun harus paling dipikirkan. Ia tidak memiliki redundansi dalam pengoperasiannya - ia berfungsi atau kapalnya bermasalah - dan ia menghabiskan 99,9% masa pakainya dalam kondisi yang paling tidak disukai oleh baja tahan karat.

Pertimbangkan siklus tugas. Yang utama bertekanan dan statis. Air laut berada di dalamnya, oksigen dikonsumsi, biofilm terbentuk, sedimen mengendap di titik rendah dan di belakang katup tertutup. Kemudian terjadi kebakaran, pompa menyala, dan saluran bergerak dari nol ke kecepatan rencana dalam hitungan detik, membawa beban sedimen melalui setiap siku dan saringan.

Kegagalan yang terjadi selanjutnya dapat diprediksi. Lubang di bawah sedimen pada titik rendah. Serangan celah pada sambungan cabang hidran. Erosi-korosi pada siku pertama setelah pompa. Saringan dan nosel tersumbat agar pertumbuhan tidak copot. Semua ini tidak disebabkan oleh air yang asin; semuanya disebabkan oleh air yang tenang.

Elemen pemadam kebakaran	Bahan yang direkomendasikan	Alasan
Api utama, basah, lubang besar	6Mo, super dupleks 2507, atau 90/10 CuNi	Stagnasi yang berkepanjangan ditambah arus tinggi yang tiba-tiba
Api utama, kering	Baja karbon dengan lapisan internal, atau 2205	Kondisi kering menghilangkan penggerak celah
Cabang dan katup hidran	Kelas sama dengan utama, dilas bukan berulir	Sambungan cabang adalah celah klasik
Nozel banjir dan sprinkler	6Bulan atau 2507	Lubang kecil, stagnan, mudah tersumbat oleh produk korosi
Pipa konsentrat busa	316L	Kimia konsentratlah yang menentukan, bukan air laut
Casing pompa kebakaran	Dupleks 2205, cor	Kecepatan tinggi saat start-up

Dua langkah desain mengurangi beban material lebih dari peningkatan apa pun. Pertama, atur saluran induk agar dapat terkuras seluruhnya, dan tiriskan pada saat pemeliharaan. Kedua, siram saluran utama dengan air bersih setelah setiap uji aliran jika kapal mempunyai kapasitas. Saluran utama yang dikeringkan adalah saluran utama yang tidak menimbulkan korosi.

Ada juga dimensi regulasi. SOLAS Bab II-2 mengharuskan saluran pemadam kebakaran untuk menyalurkan dua pancaran simultan pada tekanan hidran minimum, dan lembaga klasifikasi mengharuskan material tersebut sesuai untuk layanan tersebut. Pipa utama yang kehilangan separuh lubangnya karena produk korosi masih lolos survei visual dan masih gagal dalam uji aliran.

Ketiga sistem tersebut berbeda berdasarkan siklus kerjanya, bukan berdasarkan kimia air. Pendinginan berlangsung terus-menerus, pemberat terjadi secara terputus-putus dan bersifat anaerobik, pemadaman kebakaran dilakukan secara diam-diam dan kemudian ekstrem. Perbedaan tunggal tersebut menjelaskan hampir setiap rekomendasi material dalam panduan ini.

Kriteria	Pendinginan air laut	Pemberat	Pemadam kebakaran
Rezim aliran	Terus menerus, terkendali	Periode stagnan yang terputus-putus dan berkepanjangan	Idle berbulan-bulan, lalu maksimal
Mode kegagalan dominan	Korosi celah pada flensa dan penyangga	MIC dan pitting under-deposit	Lubang di bawah deposit ditambah erosi pada saat start-up
Suhu	10–50 derajat, tertinggi di outlet HX	Ambien, kira-kira 0–35 derajat	Ambien
Oksigen	Diisi ulang oleh aliran	Dikonsumsi, anaerobik	Dikonsumsi saat stagnasi
Klorinasi	Kontinu, sisa 0,2–0,5 mg/L	Intermiten, dari BWMS	Tidak ada, kecuali memerah
Nilai bawaan	Dupleks 2205	2205 dengan drainase, atau baja berlapis	6Mo, 2507, atau 90/10 CuNi
Nilai yang gagal terlebih dahulu	316L	316L, terutama lubang kecil	316L dan baja galvanis
Biaya kegagalan	Kehilangan produksi, pecahnya tabung	Ketidakpatuhan terhadap peraturan, kerusakan tangki	Hilangnya kemampuan pemadaman kebakaran

Baca tabel di kolom "nilai default" dan logikanya jelas. Ketika siklus kerja menjadi kurang kontinyu, kandungan paduan yang dibutuhkan meningkat. Airnya tidak berubah; pola pembasahan berhasil.

Tembaga-nikel unggul dalam hal ketahanan terhadap biofouling merupakan persyaratan yang dominan, karena ion tembaga menekan pertumbuhan laut. Titanium unggul dalam hal kecepatan, dinding tipis, dan perpindahan panas yang mendominasi, karena titanium secara efektif kebal terhadap air laut dengan kecepatan berapa pun. Baja tahan karat unggul dalam hal kekuatan, berat, dan tidak adanya pelepasan tembaga.

When do copper-nickel and titanium beat stainless steel

Paduan tembaga-nikel 90/10 dan 70/30 merupakan material pipa air laut standar pada sebagian besar abad ke-20, dan paduan tersebut tetap menjadi pilihan yang sah. Keuntungannya bersifat biologis: tembaga yang dilepaskan dari permukaan bersifat racun bagi organisme laut, sehingga pipa tetap bersih tanpa klorinasi.

Kerugian mereka juga nyata. Kecepatan maksimumnya sekitar 3,5 m/s, di atas kecepatan tersebut erosi-korosi menjadi cepat. Air yang tercemar sulfida atau amoniak sangat menyerang mereka. Dan pembuangan tembaga semakin dibatasi di beberapa pelabuhan dan perairan pedalaman, sehingga mendorong pemilik rumah beralih ke baja tahan karat dan non-logam.

Titanium adalah jawaban teknis untuk lokasi yang paling sulit - kumpulan tabung, air laut berkecepatan tinggi, dinding tipis di mana lubang perforasi tidak dapat diterima. Ini bukan jawaban yang ekonomis untuk perpipaan umum, karena biaya materialnya sekitar lima kali lipat sebesar 316L.

Bahan	Biaya bahan relatif (316L=1.0)	Resistensi biofouling	Batas kecepatan	Aplikasi terbaik
316L	1.0	Miskin tanpa klorinasi	~4 m/s	Hanya loop tertutup
Dupleks 2205	1.3–1.5	Miskin tanpa klorinasi	~6 m/s	Perpipaan air laut umum
6Mo	2.4–2.8	Miskin tanpa klorinasi	~6 m/s	Lubang kecil, pelat HX
Super dupleks 2507	2.3–2.7	Miskin tanpa klorinasi	~6–7 m/s	Air laut panas, BWMS
90/10 CuNi	2.2–2.6	Bagus sekali	~3.5 m/s	Perpipaan yang kritis terhadap biofouling
Titanium Gr2	5.0–6.0	Bagus	>10 m/s	Bundel tabung, kecepatan tinggi

Biaya bersifat indikatif dan bergerak seiring dengan harga nikel dan molibdenum. Gunakan rasio untuk struktur, bukan untuk penganggaran.

Duplex dan super duplex kurang memaafkan dibandingkan nilai austenitik. Mereka memerlukan masukan panas yang terkontrol, pembersihan nitrogen, tanpa pemanasan awal, suhu interpass terbatas, dan verifikasi keseimbangan ferit. Jika ini salah, maka ketahanan terhadap korosi yang Anda bayarkan akan hilang di zona yang terkena dampak panas.

Metalurginya sangat mudah. Baja dupleks kira-kira terdiri dari setengah ferit dan setengah austenit, dan keseimbangan tersebut memberi kekuatan dan ketahanan terhadap klorida. Pengelasan mengganggu keseimbangan: laju pendinginan yang terlalu cepat akan meninggalkan kelebihan ferit, laju yang terlalu lambat akan mengendapkan fase sigma dan nitrida.

Kedua kesalahan tersebut mengurangi ketahanan terhadap korosi, dan tidak ada yang terlihat pada hasil pengelasan. Itulah sebabnya pengelasan dupleks merupakan masalah kualifikasi prosedur, bukan masalah keterampilan.

Parameter	Dupleks 2205	Super dupleks 2507
Memanaskan lebih dulu	Tidak ada	Tidak ada
Masukan panas	0,5–2,0 kJ/mm	0,5–1,5 kJ/mm
Suhu interpass	Kurang dari atau sama dengan 150 derajat	Kurang dari atau sama dengan 100–150 derajat
Oksigen pembersih akar	<100 ppm	<50 ppm
Logam pengisi	ER2209	ER2594
Ferit dalam logam las	35–65%	35–65%
Perlakuan panas pasca pengelasan	Tidak diizinkan	Tidak diizinkan

Dua poin fabrikasi lebih lanjut berlaku untuk semua nilai dalam panduan ini. Pertama, kontaminasi besi: perkakas baja karbon, debu penggilingan, dan puing-puing halaman fabrikasi menanamkan partikel besi di permukaan baja tahan karat, dan partikel-partikel tersebut berkarat dan memicu terjadinya pitting. Perkakas tahan karat khusus dan langkah pengawetan atau pasivasi akhir bukanlah opsional.

Kedua, penyelesaian permukaan lebih penting daripada yang diakui sebagian besar spesifikasi. Tutup las yang kasar atau permukaan tanah dengan kontaminasi tertanam akan berlubang sebelum logam induk, berapa pun kandungan paduannya. Tentukan hasil akhir, periksa, dan jangan terima "seperti yang dilas" pada garis air laut.

Dalam jangka waktu 25 tahun, dupleks 2205 biasanya merupakan pilihan berbiaya terendah untuk perpipaan air laut, dan 316L biasanya yang paling mahal - lebih mahal daripada baja karbon. Bahan termurah per kilogram jarang merupakan bahan termurah per masa pakai.

Tabel di bawah ini memodelkan saluran pendingin air laut DN200 sepanjang 400 meter. Biaya pemasangan sudah termasuk material, fabrikasi, dan pemasangan. Biaya penggantian mencakup penghapusan, akses, penginstalan ulang, dan hilangnya ketersediaan, itulah sebabnya biaya ini lebih tinggi daripada penginstalan asli.

Pilihan	Biaya pemasangan, Rp	Kehidupan yang diharapkan	Penggantian dalam 25 tahun	Total 25 tahun, USD
Baja karbon, dilapisi epoksi	76,000	7 tahun	3	442,000
316L	132,000	9 tahun	2	554,000
Dupleks 2205	192,000	25 tahun	0	192,000
Super dupleks 2507	300,000	25+ tahun	0	300,000
90/10 CuNi	312,000	25 tahun	0	312,000
GRP / GRE	96,000	20 tahun	1 sebagian	250,000

Hasil yang mengejutkan sebagian besar tim proyek adalah jalur 316L. Biayanya 74% lebih mahal dibandingkan 2205 selama masa pakai sistem, karena diganti dua kali dan setiap penggantian lebih mahal daripada pemasangan awal. Kejutan kedua adalah baja karbon dengan lapisan yang terawat langsung mengalahkan 316L.

GRP kompetitif dalam hal biaya tetapi dibatasi oleh suhu, kelas tekanan, dan kinerja kebakaran, itulah sebabnya GRP mendominasi saluran pemberat dan air laut pada beberapa jenis kapal dan tidak termasuk pada jenis kapal lainnya.

Angka-angka ini adalah model, bukan kutipan. Asumsinya tercantum dalam lampiran, dan peringkatnya kuat terhadap perubahan wajar dalam tingkat diskonto dan biaya downtime. Yang tidak kuat adalah perbandingan yang hanya memperhitungkan biaya pertama.

Standar produk menentukan materi; standar pengujian membuktikan sifat-sifatnya; standar proyek menentukan kriteria penerimaan. Pesanan pembelian yang hanya menyebutkan standar produk tidaklah lengkap, karena tidak disebutkan bukti apa yang harus disediakan oleh pabrik.

Tiga lapis dokumentasi mengatur pembelian baja tahan karat laut. Standar produk seperti ASTM A240 atau A790 memberi tahu pabrik apa yang harus dibuat. Standar pengujian seperti ASTM G48 atau A923 memberi tahu laboratorium cara memverifikasinya. Spesifikasi proyek seperti NORSOK M-630 memberi tahu pemasok kriteria penerimaan apa yang berlaku.

Lapisan	Standar	Apa yang dicakupnya
Piring dan lembaran	ASTM A240/A480	Komposisi, sifat mekanik, hasil akhir
Pipa mulus dan dilas	ASTM A312, A790, A928	Pipa austenitik dan dupleks
Tabung penukar panas	ASTM A249, A789	Tabung las untuk penukar
Perlengkapan	ASTM A403, A815	Fitting austenitik dan dupleks
Flensa dan tempa	ASTM A182	F304L, F316L, F51, F53, F55, F44
Batang	ASTM A276, A479	Batangan dan tempa untuk katup dan pompa
Tes mengadu	Metode ASTM G48 A	Suhu lubang kritis
Fase intermetalik	ASTM A923	Fase sigma dalam dupleks
Konten ferit	ASTM E562	Jumlah ferit dalam las dupleks
Lembar data bahan	NORSOK M-630, MDS D41 / D51 / D55 / D57	Duplex, super duplex, penerimaan 6Mo
Air pemberat	Konvensi IMO BWM, Kode BWMS	Standar pengobatan D-2
Lapisan tangki pemberat	IMO PSPC, MSC.215(82)	Spesifikasi pelapisan
Api utama	SOLAS Bab II-2, Reg 10	Kapasitas dan pengaturan

Untuk pembelian air laut, paket dokumen minimum yang dapat diterima adalah: sertifikat pabrik sesuai EN 10204 3.1, analisis kimia spesifik panas termasuk nitrogen, hasil Metode A ASTM G48 pada suhu pengujian yang ditentukan, dan untuk dupleks, ASTM A923 atau pemeriksaan ferit. Jika pemasok tidak dapat memberikan hasil G48 untuk panas sebenarnya, klaim kadar tidak dapat diverifikasi.

Sebagian besar kegagalan tahan karat air laut disebabkan oleh kesalahan spesifikasi, bukan cacat material. Delapan orang ini merupakan mayoritas dari mereka.

Pertama: menentukan "tingkat kelautan" dan bukan nomor UNS.Frasa tersebut tidak memiliki definisi, jadi defaultnya adalah interpretasi termurah. Tulis S32205, bukan "kelas laut".

Kedua: mengabaikan celah.Nilai yang dipilih pada CPT akan gagal pada pakingnya, karena CCT lebih rendah 15–25 derajat. Rancang celahnya, atau pilihlah.

Tiga: merancang untuk stagnasi.Kaki-kaki yang mati, titik-titik rendah yang tidak dapat dikeringkan, dan cabang-cabang yang menganggur adalah tempat munculnya lubang pertama. Ini juga merupakan masalah yang paling mudah untuk diperbaiki pada tahap menggambar.

Keempat: memperlakukan PREN sebagai jaminan.Dua pemanasan dengan PREN yang sama dapat berbeda dalam pengukuran CPT. Butuh hasil tes, bukan perhitungan.

Lima: mencampur nilai tanpa isolasi galvanik.Garis tahan karat yang dihubungkan dengan baja karbon menjadi katoda besar yang menggerakkan anoda kecil. Gunakan peralatan isolasi pada transisi, dan jangan pernah menggunakan gasket grafit.

Enam: menentukan dupleks tanpa kontrol fabrikasi.Masukan panas, oksigen pembersih, suhu interpass, dan keseimbangan ferit harus sesuai spesifikasi, tidak diserahkan ke bengkel.

Ketujuh: melupakan strategi biofouling.Tanpa klorinasi atau pembersihan mekanis, saluran air laut tahan karat akan membusuk dan kemudian menimbulkan korosi di bawah endapan. Pemilihan material dan pengendalian fouling adalah salah satu keputusannya.

Kedelapan: pembelian berdasarkan harga per kilogram.Perbandingan 25 tahun menunjukkan 316L berharga lebih dari 2205. Biaya pertama bukan merupakan proksi untuk biaya siklus hidup.

Apakah baja tahan karat 316 cocok untuk air laut?

Tidak, tidak untuk layanan yang terendam terus-menerus. 316L memiliki suhu lubang kritis hanya sekitar 20–25 derajat dan suhu celah kritis yang lebih rendah, sehingga L memiliki lubang di gasket, penyangga, dan endapan di sebagian besar sistem air laut. Cocok untuk loop pendingin tertutup, perangkat keras dek, dan item zona percikan yang tetap kering.

Baja tahan karat apa yang terbaik untuk mendinginkan air laut?

Duplex 2205 adalah pilihan umum terbaik untuk pipa pendingin air laut dan penukar panas pelat. Gunakan super duplex 2507 atau 6Mo di mana suhu outlet melebihi sekitar 50 derajat, dan titanium untuk bundel tabung penting.

Berapa nilai PREN yang saya perlukan untuk air laut?

PREN 35 adalah minimum praktis untuk mengalirkan air laut dingin secara terus-menerus, dan PREN 40 atau lebih tinggi diperlukan untuk layanan yang hangat, tergenang, atau rawan celah. PREN adalah nomor penyaringan; konfirmasikan resistansi sebenarnya dengan uji ASTM G48 pada panas.

Bisakah duplex 2205 digunakan untuk pipa air ballast?

Ya, asalkan saluran tersebut dapat dikeringkan dan aturan klorinasinya dipahami. 2205 digunakan secara luas untuk pipa pemberat utama. Saluran pemberat lubang kecil dan bagian hilir titik injeksi klorinasi harus ditingkatkan menjadi 6Mo atau 2507.

Mengapa pipa api memerlukan kualitas yang lebih tinggi daripada saluran pendingin?

Karena tergenang berbulan-bulan lalu mengalir dengan kecepatan maksimal. Kombinasi tersebut menghasilkan lubang dengan deposit rendah selama periode tidak aktif dan erosi saat start-up. 6Mo, super duplex 2507, atau 90/10 CuNi adalah pilihan yang umum; 316L dan baja galvanis adalah kegagalan yang biasa terjadi.

Apa perbedaan antara CPT dan CCT?

CPT adalah suhu dimana pitting dimulai pada permukaan yang terbuka dan terekspos secara bebas. CCT adalah suhu terendah saat pitting dimulai di dalam celah. Karena komponen sebenarnya mengandung celah, CCT adalah angka yang mengatur kinerja layanan.

Apakah super duplex 2507 sepadan dengan biaya tambahannya?

Sangat berguna jika suhu servis melebihi 50 derajat, dimana konsentrasi klorida meningkat, atau jika komponen tidak dapat diganti. Di bawah kondisi tersebut, 2205 memberikan masa pakai yang sama dengan biaya sekitar setengah biaya material.

Bisakah baja tahan karat digunakan di tangki pemberat?

Ya. 316L umum digunakan pada tangki pemberat kapal tanker kimia dan dupleks 2205 digunakan di tempat yang klorida atau suhunya lebih tinggi. Baja karbon berlapis tetap menjadi standar untuk tangki pemberat khusus karena lapisannya, bukan bajanya, yang menjadi penghalang korosi.

Bagaimana klorinasi mempengaruhi pemilihan material?

Klorinasi mencegah pembentukan biofilm, dan biofilm meningkatkan potensi korosi baja tahan karat sebesar 200–400 mV. Oleh karena itu, air laut yang diklorinasi seringkali kurang agresif dibandingkan air laut bersih yang tidak diklorinasi. Namun, hipoklorit pekat pada titik injeksi elektroklorinasi sangat agresif dan membutuhkan 2507, 6Mo, atau titanium.

Logam pengisi mana yang harus digunakan untuk pengelasan dupleks?

ER2209 untuk dupleks 2205 dan ER2594 untuk super dupleks 2507. Keduanya memerlukan pembersihan nitrogen, masukan panas terkontrol, dan batas suhu interpass, dan keduanya tidak mengizinkan perlakuan panas pasca-pengelasan.

Apakah baja tahan karat menderita MIC di air laut?

Ya. Bakteri pereduksi sulfat menghasilkan sulfida dalam kondisi anaerobik dan sarat sedimen, yang merupakan lingkungan di dalam saluran pemberat yang stagnan atau pipa api yang tidak digunakan. Hasilnya adalah percepatan under-deposit pitting. Nilai molibdenum yang lebih tinggi dan desain yang dapat dikeringkan adalah mitigasinya.

Sertifikasi apa yang harus saya perlukan dari pabrik?

EN 10204 3.1 sertifikat pabrik dengan bahan kimia khusus panas termasuk nitrogen, ASTM G48 Metode A menghasilkan hasil pada suhu yang ditentukan, dan untuk dupleks, ASTM A923 atau pemeriksaan konten ferit. Saksi uji korosi pihak ketiga disarankan untuk sistem kritis.

Tentukan berdasarkan nomor UNS, nyatakan siklus kerja secara eksplisit, wajibkan uji korosi pada panas, dan tentukan kontrol fabrikasi. Spesifikasi yang dapat melakukan salah satu dari ketiga hal tersebut tanpa ketiga hal lainnya tidaklah lengkap.

Checklist di bawah ini adalah isi minimal spesifikasi pembelian sistem stainless air laut. Ini sengaja dibuat pendek, karena spesifikasi yang tidak dibaca oleh siapa pun lebih buruk daripada spesifikasi pendek yang dibaca semua orang.

Barang	Apa yang harus ditulis	Mengapa itu penting
Nilai	Nomor UNS ditambah nama umum	Menghilangkan ambiguitas dari "kelas kelautan"
Standar produk	ASTM A240, A790, A928, atau A815 sebagaimana berlaku	Mendefinisikan apa yang harus dibuat oleh pabrik
Tugas	Suhu desain, rentang kecepatan, periode stagnan	Ketiga masukan ini mendorong pemilihan kelas
Uji korosi	ASTM G48 Metode A pada suhu yang ditentukan	Mengubah klaim menjadi bukti
Struktur mikro	Konten ferit untuk dupleks, A923 jika ditentukan	Mendeteksi fase berbahaya
Permukaan akhir	Acar dan dipasifkan, atau Ra tertentu	Selesai mengontrol situs inisiasi
Pembuatan	Masukan panas, pembersihan oksigen, batas interpass	Melindungi ketahanan korosi HAZ
Dokumentasi	EN 10204 3.1, laporan pengujian, ketertelusuran panas	Membuat seluruh rantai dapat diaudit

Dua catatan komersial melengkapi gambarannya. Pertama, waktu tunggu untuk dupleks dan super dupleks lebih lama dibandingkan 316L, dan jadwal penggilingan pabrik untuk pelat 2507 dapat memperpanjang proyek hingga berminggu-minggu. Pesan lebih awal atau terima penggantinya. Kedua, ketidakstabilan harga pada molibdenum dan nikel berarti kutipan yang berumur lebih dari satu bulan hanya bersifat indikatif.