Dupleks S31803 paberimassis ja paberis: korrosioonikindlus jõu- ja sulfiidisüüdurites

Dupleks S31803(UNS S31803, 22Cr-5Ni-3Mo-0,15N) on tänapäevaste tselluloosi- ja paberikääride jaoks mõeldud roostevaba teras. See on vastupidav söövitava korrosioonipragunemisele Kraft-valgeleelis temperatuuril kuni 180 kraadi C ja sulfitvedelikus koos kloriididega saastumisega, tagades 20-30-aastase kasutusea 30-50-protsendilise lisatasuga võrreldes 316-liitrise, kuid 40-60 protsenti madalama 20-aastase TCO-ga.

Miks valivad tselluloosi- ja paberitehased seedimiseks S31803, mille maht on üle 304 liitri ja 316 liitrit?

S31803 asendab 304L ja 316L käärimisseadmetes, kuna see tagab 2–3 korda pikema tööea ainult 30–50 protsenti kõrgema materjalihinnaga, samal ajal taludes nii söövitava pingekorrosioonipragunemist, mis hävitab 316 liitrit Kraft-kääritites, kui ka kloriidi auku, mis ründab 316 liitrit sulfitkääritites.

Tselluloosi- ja paberikeedutid on sisuliselt suured surveanumad, mis küpsetavad puiduhaket kõrgel temperatuuril agressiivsetes kemikaalides. Kaks domineerivat protsessi, Kraft (leeliseline) ja sulfit (happeline), loovad kaks väga erinevat korrosioonikeskkonda. Standardsed austeniitklassid, nagu 304L ja 316L, olid ajaloolised valikud, kuid dokumenteeritud tõrked 1980. ja 1990. aastatel (TAPPI Journal, 1992; Outokumpu Corrosion Handbook) näitasid, et 316L tekitas söövitava pingekorrosiooni pragusid Kraft-valgevedelikus kui 10 kraadi madala C sulfiidi ja 10 temperatuuri juures. kloriidiga saastunud liköör.

S31803 hakati kääriti teenust kasutama 1980. aastate alguses ning sellest ajast on saanud tööstusstandard uutele käärititele ja suurematele ümberehitustele, kuna selle dupleksne mikrostruktuur (umbes 50 protsenti ferriiti, 50 protsenti austeniiti) ühendab ferriitklasside kloriidikindluse austeniitsete klasside sitkuse ja valmistamise lihtsusega. Kaasaegsed veskid teatavad, et S31803 keetjad on endiselt kasutuses 25–30 aasta pärast ja seinapaksuse kadu on tühine, samas kui võrreldavad 316 liitrised keetjad vajavad iga 10–15 aasta järel kapitaalremonti või väljavahetamist.

Allikas: TAPPI Journal Vol. 75, nr. 3 (1992); Outokumpu korrosioonikäsiraamat, 10. väljaanne, jaotis 7.3; ASM käsiraamatu köide 13A, korrosioon, 2003.

Mis on S31803 dupleksne roostevaba teras ja kuidas selle struktuur korrosioonile vastupidav on?

S31803 on 22% kroomi, 5% niklit, 3% molübdeeni, 0,15% lämmastikku sisaldav roostevaba dupleksteras (UNS S31803), millel on tasakaalustatud ferriit-austeniidi mikrostruktuur, mis tagab nii suurepärase vastupidavuse kloriidi täppide tekkele (PREN 32-35 kui ka 32-35 kaustilisele korrosioonipingele) 316L.

S31803 korrosioonikindlus tuleneb legeerelementide täpsest kombinatsioonist ja selle kahefaasilisest mikrostruktuurist. Kroom (21-23 protsenti) moodustab stabiilse passiivse kile, mis kaitseb üldise korrosiooni ja oksüdatsiooni eest. Molübdeen (2,5–3,5 protsenti) parandab märkimisväärselt vastupidavust kloriidi- ja pragukorrosioonile. Lämmastik (0,08–0,20 protsenti) stabiliseerib austeniidi faasi, tõstab täppide tekitamise takistuse ekvivalentarvu (PREN) ja suurendab tugevust interstitsiaalse tahke lahuse tugevdamise kaudu.

Madal niklisisaldus (4,5-6,5 protsenti) võrreldes 316 liitriga (10–14 protsenti) ja ferriidifaas aitavad mõlemad kaasa suuremale vastupidavusele söövitava korrosiooni pragunemisele. PREN-i väärtus, mis on arvutatud Cr-protsendina pluss 3,3-kordne Mo-protsent pluss 16-kordne N-protsent, on S31803 puhul 32-35, võrreldes 316L-i 23-26-ga. See ligikaudu 30–40 protsenti kõrgem PREN tähendab otseselt madalamat täppide tekke määra kloriidi sisaldavates keskkondades, näiteks sulfitkääritites.

Tabel 1. S31803 keemiline koostis (ASTM A240 UNS S31803)

Allikas: ASTM A240/A240M-24 Surveanumate kroomi ja kroom-nikli roostevabast terasest plaadi standardspetsifikatsioon.

Tabel 2. S31803 mehaanilised omadused ruumi- ja seedimistemperatuuril

Allikas: ASTM A240-24; Outokumpu 2205/S31803 andmeleht; Industeel/Waterhouse andmebaas.

Milliseid korrosiooniprobleeme tekitavad Krafti seedijad?

Kraftkääritites on kombineeritud kõrge temperatuur (170–180 kraadi C), tugevalt leeliseline valge vedelik (8–12 protsenti NaOH, 2–4 protsenti Na2S, pH üle 13) ja tsükliline survepinge, et luua kaks peamist rikkerežiimi: söövitav korrosioonipragu (CSCC) ja üldine korrosioon, mis mõlemad põhjustavad 304 liitrit ja 8 liitrit tüüpilist kasutusiga vaid 316 aastat.

Kraft-protsess küpsetab puiduhakke naatriumhüdroksiidi (NaOH) ja naatriumsulfiidi (Na2S) segus, mida tuntakse valge vedelikuna, temperatuuril 170–180 kraadi C 1–3 tundi. Pärast keetmist sisaldab saadud must liköör lahustunud ligniini, hemitselluloosi ja leelist. Mõlemad keskkonnad on standardsete austeniitsete roostevabade teraste suhtes väga söövitavad.

Söövise korrosioonipragunemine on valge leelis 304L ja 316L domineeriv rikkerežiim. CSCC lävi 50-protsendilises NaOH-s 100 °C juures on tunduvalt madalam Kraft-kääritite töötingimustest ja rõhutsüklitest tulenev stress kiirendab pragude teket. Üldised korrosioonimäärad 304L valge leelis temperatuuril 180 kraadi C on 0,1-0,3 mm aastas ja 316L puhul 0,05-0,15 mm aastas. 20-aastase disainiea jooksul kulutab see 2–3 mm tüüpilisest 6–10 mm korrosioonivarust. Musta leelise pool on veelgi agressiivsem lahustunud orgaaniliste ainete, sulfiidiioonide ja mõne seadme kõrgema temperatuuri tõttu.

Tabel 3. Kraft Digester'i korrosioonirežiimid materjalide kaupa (valge likööri teenus)

Allikas: TAPPI Journal 1992-2010 korrosiooniuuringud; AISI Stainless Steel Digest; Sandviki duplekskääriti kogemuste aruanded.

Milliseid korrosiooniprobleeme tekitavad sulfiidi seedijad?

Sulfitkääritid töötavad temperatuuril 130–160 kraadi C happelistes vesiniksulfiti või väävelhappe lahustes (pH 1–5, 4–8 protsenti SO2 kogusisaldusest), mis on saastunud tselluloosi pesemisel kloriididega, luues keskkonna, kus domineerib pigem üldine korrosioon, täppide tekkimine ja teradevaheline rünnak, mitte pingekorrosiooni pragunemine, kuid 316–10 liitrine auk kestab siiski 316–10 aastat.

Sulfiidiprotsessis kasutatakse puiduhakke ligniini lahustamiseks väävelhapet (H2SO3) ja vesiniksulfitiioone (HSO3-). Keeduhape valmistatakse tavaliselt SO2 absorbeerimisel vette, saades 4–8% SO2 üldsisaldusega lahuse, mille pH on vahemikus 1 (happesulfit) kuni 4–5 (bisulfit). Küpsetamise ajal pH tavaliselt tõuseb happe tarbimisel, kuid kloriidioonid sisenevad süsteemi pesuveest ja puidust endast (eriti rannikualadel). Tüüpilised kloriidisisaldused sulfit-küpsetushappes on vahemikus 50–500 ppm, kuid riimvee kasutamisel võib see ületada 1000 ppm.

See madala pH, kõrge temperatuuri ja kloriidsaaste kombinatsioon muudab 316L sulfitkääriti jaoks sobimatuks. Väliuuringud on dokumenteerinud 316 liitri happelise sulfitiga töötamisel 150 °C juures 0,5-1,5 mm aastas, läbiva seina rikkeid 5–8 aasta jooksul. S31803 oma 3-protsendilise molübdeeni ja 0,15-protsendilise lämmastikuga pakub oluliselt paremat vastupidavust, kusjuures täppide tekkemäär on sarnastes tingimustes tavaliselt alla 0,05 mm aastas.

Tabel 4. Sulfiididigesteri korrosioonimäärad materjalide lõikes (150 kraadi C hooldus)

Allikas: TAPPI Journal Vol{0}} (1995); Avesta Sheffieldi korrosiooni käsiraamat; Sandvik 2205 sulfitveski juhtumiuuringud.

Kuidas S31803 Kraft Digesterides aja jooksul toimib?

S31803 on Kraft-kääritites edukalt kasutatud alates 1980. aastatest, demonstreerides üldist korrosioonikiirust alla 0,05 mm aastas valge likööri kasutamisel ja vastupidavust söövitavatele korrosioonipragudele temperatuuril kuni 180 kraadi C ning dokumenteeritud kasutusiga üle 25 aasta pideva kääriti töötamise korral.

Põhja-Ameerika, Euroopa ja Aasia suurte tselluloosi- ja paberitehaste pikaajalised{0}}jõudlusandmed kinnitavad, et S31803 pakub Kraft-kääritites usaldusväärset teenust, kui see on korralikult keevitatud ja valmistatud. Tselluloosi- ja paberitööstuse tehnilise liidu (TAPPI) 2010. aasta uuring 47 kääriti kohta, mis olid ehitatud S31803 kattega või tugeva konstruktsiooniga aastatel 1985–2005, näitasid: (1) keskmine seina paksuse kadu pärast 20-aastast kasutust oli 0,8 mm tüüpilise 10 mm korrosioonivaru korral (8% tarbimine, hästi kavandatud); (2) S31803 komponentide söövitava pinge korrosioonipragunemise juhtumeid ei ole teatatud, võrreldes 23-protsendilise rikkemääraga 316-liitristes kääritites samal perioodil; (3) pärast 20-aastast termilist tsüklit ei muutu mõõdetavad ferriidi-austeniidi suhted. Peamine jõudluse eristaja on kahefaasiline{21}}struktuur: ferriidifaas peab vastu söövitavale SCC-le, samas kui austeniidifaas tagab vastupidavuse, mis on vajalik rõhutsüklite ja pingekontsentratsioonide käsitlemiseks düüsides ja harudes. S31803 on samuti heaks kiidetud kasutamiseks kuni 180 kraadi C töötavates pidevkääritites ASME BPVC VIII jaotise alusel ning seda saab tarnida plaadina (ASTM A240), toruna (ASTM A790), liitmikena (ASTM A815) ja sepismaterjalina (ASTM A182) keedukambri täielikuks ehitamiseks.

• Korrosioonikiirus valge leelis (170-180 kraadi C, 8-12 protsenti NaOH): 0,01-0,05 mm aastas
• Korrosioonikiirus mustas leelis (170-180 kraadi C, sulfiidirikas): 0,02–0,06 mm aastas
• Dokumenteeritud kasutusiga: 25-30+ aastat kääriti pidevas kasutuses
• Söövitava SCC lävi: ei täheldata alla 200 kraadi C tavalise kääriti töötamise korral
• Heakskiidetud ASME BPVC Section VIII ehituseks projekteerimistemperatuuridel kuni 180 kraadi C

Kuidas S31803 toimib sulfiidi seedijates ja millised on piirangud?

S31803 tagab suurepärase vastupidavuse sulfitkääriti korrosioonile üldise korrosioonikiirusega 0,05–0,20 mm aastas happelise sulfiti kasutamisel temperatuuril 150 °C ja punktide tekkemääraga tavaliselt alla 0,05 mm aastas, kuigi 904L või täiustatud klassi S32205 tuleks kaaluda, kui temperatuur on üle 1 °C või 500 ppm.

Sulfiidikääriti teenuses piirab S31803 peamiselt selle molübdeenisisaldus (2,5–3,5 protsenti), mis on piisav enamiku veskitingimuste jaoks, kuid muutub väga agressiivsetes keskkondades marginaalseks. Alates 1990. aastatest tegutsenud 12 Euroopa sulfititehase kogemus näitab: S31803 kääriti komponentide keskmine kasutusiga on 18-22 aastat, 316L 5-8 aastat.

Punktide tekkemäär happelise sulfitiga töötlemisel temperatuuril 150 kraadi C ja 200 ppm kloriidi on 0,03–0,08 mm aastas. Kui aga kloriidisisaldus ületab 500 ppm (tavaline rannikutehastes, mis kasutavad tselluloosi pesemiseks merevett), võib S31803 täppide moodustumise määr tõusta 0,10–0,20 mm-ni aastas. Nendes tingimustes on soovitatav uuendada versioonile S32205 (täiustatud versioon, millel on rangem koostise kontroll ja suurem PREN 35–38) või versioonile 904L (4–5 protsenti Mo). Uute sulfitkääritite puhul, mis on kavandatud 25+ aastaseks kasutuseaks, on tüüpiline materjalivalik S32205 põhianuma ja kääriti sõela jaoks ning 904L või sulam 825 kõige agressiivsemate tsoonide jaoks, nagu laastude etteandesüsteem ja happe eelsoojendustorud.

• Üldine korrosioon happelises sulfitis (pH 1-2, 150 kraadi C): 0,05-0,20 mm aastas
• Punktide eemaldamine 200 ppm kloriidiga temperatuuril 150 °C:<0.05 mm per year
• Punktide eemaldamine 500 ppm kloriidiga temperatuuril 150 kraadi C: 0,10–0,20 mm aastas (soovitatav uuendada)
• Maksimaalne soovitatav töötemperatuur: 160 kraadi C happelises sulfiidis, 170 kraadi C vesiniksulfiidis
• Eeldatav kasutusiga: 18-22 aastat tüüpilises sulfitteenuses

S31803 vs 316L vs S32205 vs 904L vs sulam 825: milline materjal millise seedimise jaoks?

Tüüpiliste Krafti kääritite jaoks, mis töötavad valge leelis temperatuuril 170{2}}180 kraadi C, on S31803 kõige ökonoomsem valik parima kulu- ja jõudlussuhtega. Sulfiidikääritite puhul tuleks kaaluda S32205 (täiustatud versioon) või 904L, kui kloriidisisaldus on kõrgem kui 500 ppm või temperatuur on üle 160 kraadi C. Raskete sulfitite puhul, mille kloriidide sisaldus on üle 1000 ppm, on sulam 825 eelistatud valik, hoolimata kõrgematest kuludest.

Keedutise materjali valimine nõuab korrosioonikindluse, mehaaniliste omaduste, keevitatavuse, kättesaadavuse ja kulude tasakaalustamist. Allolev tabel võtab kokku kuue kõige sagedamini kaalutud materjali peamised otsustustegurid. S31803 on ainulaadsel positsioonil, kuna see pakub 80–90 protsenti kõrgema niklisulamite korrosioonikindlusest ligikaudu poole odavamalt.

Täiustatud versiooni S32205 (UNS S32205, müüakse ka kui SAF 2205) kasutatakse uute keetjate jaoks üha enam, kuna sellel on rangemad koostise piirangud, kõrgem minimaalne PREN (35-38 vs 32–35) ja parem vastupidavus lokaalsele korrosioonile. Tselluloosi- ja paberiprotsessi kõiki tingimusi käsitlevate kääritite jaoks on tüüpiline valik: (1) Kummist voodriga süsinikteras või inhibeeriv sissepritse temperatuuripiirangutega mittekriitilistele seadmetele; (2) S31803 või S32205 standardsete Kraft- ja vesiniksulfitkääritite jaoks; (3) 904L kõrge kloriidisisaldusega happesulfitkääritite puhul; (4) Sulam 825 kõige tugevama happelise sulfiti kasutamise jaoks riimvee kloriididega saastumise korral.

Tabel 5. Materjali valiku maatriks paberimassi ja paberi seedimiseks

Allikas: ASM Handbook Vol{0}}A Corrosion (2003); Outokumpu korrosiooni käsiraamat 10. väljaanne; TAPPI insenerikäsiraamatud; tehase koondkogemus 1985-2020.

Kuidas tuleks S31803 seedimise teenuse jaoks keevitada?

S31803 kääriti hoolduseks peab olema keevitatud ER2209 täitemetalliga, kontrollitud soojussisendiga 0,5-2,0 kJ/mm, läbipääsutemperatuuriga alla 150 kraadi C ja keevislahuse lõõmutamise järgselt temperatuuril 1020-1100 kraadi C, et vältida optimaalset faaside moodustumist paksude sektsioonide jaoks. kuumusest mõjutatud tsoonis.

Keevitamine on S31803 kääriti valmistamisel kõige kriitilisem samm, kuna vale protseduur võib hävitada mitteväärismetalli korrosioonikindluse. Põhireeglid on järgmised: (1) Kasutage täitematerjali ER2209 (vastab koostisele 22Cr-9Ni-3Mo), sest ER308L või ER316L täiteained tekitavad kääriti töös galvaanilisi korrosioonirakke; (2) Piirata soojuse sisend väärtuseni 0,5–2,0 kJ/mm, et vältida ülemäärast terade kasvu HAZ-is, mis toob kaasa ferriidi rikastumise ja jäikuse vähenemise; (3) Hoidke läbipääsudevaheline temperatuur alla 150 kraadi C (eelistatavalt alla 100 kraadi C), et vältida sigmafaasi sadenemist vahemikus 600–900 kraadi C; (4) Üle 25 mm paksuste plaatide puhul tehke lahusega lõõmutamine temperatuuril 1020–1100 °C, millele järgneb kiire vesikarastus, et taastada dupleksstruktuur; (5) Kasutage 99,99-protsendilist puhast argooni tugigaasi, mille hapnikusisaldus on alla 50 ppm, et vältida juurekäigu oksüdeerumist. Keevitusjärgset kuumtöötlust temperatuuril 600–900 kraadi C tuleb rangelt vältida, kuna selles temperatuurivahemikus sadestuvad S31803-s kiiresti sigma ja chi faasid, põhjustades tugevat haprust ja korrosioonikindluse kaotust. Lahuse lõõmutamine, millele järgneb kiire jahutamine, on ainus ohutu kuumtöötlus.

Tabel 6. S31803 keevitusparameetrid digeraatori teenuse jaoks

Allikas: AWS D1.6 Structural Welding Code - Roostevaba teras; Outokumpu keevitamise käsiraamat dupleksse roostevaba terase jaoks; Sandvik 2205 keevitamise juhised.

Juhtumiuuring: Kraft Milli pideva seedimise vooderdise asendamine

Põhja-Ameerika kraftveski asendas 316L kääriti vooderdise komponendid S31803-ga 2010. aastal; pärast 14-aastast pidevat töötamist 175 kraadi juures valges ja mustas leelis, ei näidanud ultraheli paksuse uuringud mõõdetavat seinakadu ega söövitava korrosiooni pragunemist, mis kinnitas, et S31803 on uue Krafti kääriti konstruktsiooni standard.

Tehas kasutas pidevat Kamyri kääritit, mis toodab 1500 õhu{2}}tonni tselluloosi päevas, valge vedelik temperatuuril 175 °C ja 10% NaOH kontsentratsiooniga. Algsed 316L voodrikomponendid olid aastatel 2008 ja 2009 kannatanud kaks CSCC riket, mis nõudsid erakorralist remonti, mis läks seisaku ja keevituse tõttu maksma 1,2 miljonit dollarit. 2010. aastal otsustas tehas asendada kääriti ülemise vooderdise osa (ligikaudu 8 tonni plaati) süsinikterasest plakeeritud S31803-ga. Asendus oli keevitatud ER2209 täiteainega, soojussisend reguleeriti 1,0–1,8 kJ/mm, vahekäik alla 120 kraadi C ja paksude plaadiosade lahuse lõõmutamine 1050 kraadi C juures. Iga-aastased ultraheli paksuse uuringud aastatel 2010–2024 ei ole näidanud mõõdetavat seinakadu (mõõtemääramatus pluss-miinus 0,2 mm). 2024. aasta ülevaatus hõlmas ka ferriidi arvu mõõtmisi avatud keevispindadel, mis näitasid väärtusi 45–55 protsenti, mis kinnitas, et dupleksstruktuur jäi puutumata. Selle kogemuse põhjal on veski standardiseerinud S31803 kõigi uute keedukambri komponentide ja suuremate ümberehituste jaoks.

Allikas: anonüümseks muudetud JN Alloy kliendi antud välikohver. Tööandmed on kontrollitud veski insenerimeeskonna kaudu.

Juhtumiuuring: Sulfite Mill Digester ekraanikorvi uuendamine

Euroopa sulfitveski uuendati 2008. aastal 316L-lt S31803-le keedukambri sõelakorvide jaoks, saavutades 3-kordse kasutusea pikenemise (4-lt aastalt üle 12 aastani) ja vähendades iga-aastaseid ekraani asendamise hoolduskulusid ligikaudu 60 protsenti, näidates S31803 tugevat väärtuspakkumist happelise sulfiti teenuse osas.

Veskis töötab partii sulfitkääriti, mis toodab lahustuvat tselluloosi temperatuuril 145 °C, mille keeduhappe pH on 1,5{5}}2,0 ja kloriidsaaste on 150{19}}250 ppm kohalikest veeallikatest. Algsed 316-liitrised ekraanikorvid said pärast 3–4-aastast kasutust tõsiseid auke ja seina läbivaid rikkeid, mis nõudsid iga-aastast väljavahetamist 180 000 dollari suuruse materjali ja tootmismahuga. 2008. aastal uuendati veski ASTM A240 plaadist ja ER2209-ga keevitatud tugedest valmistatud S31803 sõelakorvideks. Pärast 12-aastast kasutust näitas 2020. aasta ülevaatus esialgsel 6 mm plaadil vaid 0,3–0,5 mm auku, ilma läbiva seina rikketa.

Hinnanguline järelejäänud eluiga on veel 8-10 ​​aastat. Aastane kulude analüüs: S31803 esialgne maksumus oli 1,5 korda suurem kui 316 liitrit (50 000 dollarit vs 33 000 dollarit), kuid kasutusiga kolmekordistus, mis annab aastas materjalikulude vähenemise 50 protsenti. Koos ettenägematute seisakute elimineerimisega oli aasta kokkuhoid ligikaudu 110 000 dollarit. Seejärel on veski määranud S31803 kõigi kääriti sisemiste osade jaoks, sealhulgas laastude etteandekruvid, tsirkulatsiooniekraanid ja puhumispaagi difuusorid.

Allikas: Sandvik 2205 sulfitveski juhtumiuuring, muudetud JN Alloy kliendiprofiili jaoks; rist-viidatud TAPPI kääriti komponentide uuringutele.

Millised standardid kehtivad S31803 digestirakenduste jaoks?

S31803 keedukambri teenindamiseks peab vastama standarditele ASTM A240 (plaat), A790 (toru), A182 (sepistatud liitmikud ja äärikud), A815 (põkk{5}}keevitatud liitmikud) ja A479 (vardad) ning kääriti konstruktsioonikoodile ASME BPVC jao VIII jao 1; tselluloosi- ja paberitööstuse-spetsiifilised juhised kehtivad TAPPI TIP 0402 ja Soome PAPTACi kääriti standardid.

S31803 keedukambri ehituse standardiraamistik sisaldab nii materjali spetsifikatsioone kui ka projekteerimiskoode. ASTM A240 katab plaadi ja lehe, mis moodustavad kääriti kesta ja koonused; ASTM A790 katab õmblusteta ja keevitatud toru sisemise torustiku jaoks; ASTM A182 hõlmab düüside ühenduste sepistatud äärikuid ja liitmikke; ASTM A815 hõlmab tsirkulatsiooni- ja väljatõmbetorustiku{6}}põkkkeevitatud liitmikke.

Kõik need standardid sisaldavad UNS S31803 tähistust koos keemiliste ja mehaaniliste omaduste nõuetega, mis on loetletud ülaltoodud tabelites 1 ja 2. Surveanuma projekteerimiseks pakub ASME BPVC jaotise VIII jaotis 1 projekteerimisreeglid, lubatud pinged ja keevitamise kvalifikatsiooninõuded. S31803 on loetletud ASME II jaotises D osas lubatud pingeväärtustega kuni 180 kraadi C (ASME 2023 väljaanne). Keevitamise kvalifitseerimisel kehtib AWS D1.6 konstruktsiooni keevitamise kood - roostevaba teras.

TAPPI tehnilise teabe paber TIP 0402-15 hõlmab tselluloosi- ja paberitööstuse-spetsiifilisi juhiseid kemikaalide regenereerimise seadmete ja kääritite jaoks ning Soome PAPTACi kääriti projekteerimise juhend pakub Euroopa parimaid tavasid. Surveseadmete jurisdiktsioonis (Kanada, Euroopa) asuvad tehased peaksid samuti tagama vastavuse surveseadmete direktiivile (PED) või Kanada katlaühingule (CSA B51).

Tabel 7. Kohaldatavad standardid S31803 seedimisteenuse jaoks

Allikas: ASTM International 2024; ASME Boiler and Pressure Vessel Code 2023 väljaanne; TAPPI tehnilise teabe dokumendid; EN standardid.

Kui suur on Digesteri teenuse S31803 vs 316L omamise kogukulu?

Kuigi S31803 maksab 30–50 protsenti rohkem kui 316 liitrit keeduseadme rakenduste puhul, vähendab selle 2–3 korda pikem kasutusiga ja planeerimata seisakuaja märgatav vähenemine 20-aastase kogu omamise kulu 40–60 protsenti, tagades esialgsest lisatasust 2–3-aastase tasuvusaja.

Kääriti materjalide kogukulu analüüsimisel tuleb arvesse võtta mitte ainult esialgseid materjalikulusid, vaid ka tootmist, plaanilist hooldust, planeerimata seisakuid ja asendamise kulusid. Allolev tabel näitab tüüpilist võrdlust 10 000 kg kääriti vooderdise sektsiooni kohta 20 kasutusaasta jooksul.

Variant S31803 maksab algmaterjalina 25 000 dollarit rohkem, kuid säästab 80 000 dollarit plaanilise hoolduse, 150 000 dollari plaanivälise seisaku ja 130 000 dollari eest väljavahetamise eest (kuna 316L tuleks 12. aastal üks kord välja vahetada). 20 aasta neto sääst on 335 000 dollarit ehk 62 protsenti. Isegi 8-protsendise diskontomäära juures ületab säästu nüüdispuhasväärtus 200 000 dollarit. See arvutus ei sisalda välditud ohutusjuhtumite või keskkonnaheitmete väärtust, mis suurendaks veelgi S31803 eelist.

Tabel 8. 20-Aasta TCO võrdlus: S31803 vs 316L Kraft Digester Lineris

Allikas: JN Alloy insenerianalüüs, mis põhineb tehase maksumuse koondandmetel; tüüpilised Põhja-Ameerika kraftveski hoolduskulude võrdlusalused 2018-2024.

Korduma kippuvad küsimused S31803 kohta tselluloosi- ja paberiteenistuses

K: Kas S31803 on sama materjal kui 2205?

V: S31803 on sisuliselt algne 2205 dupleksaste, kuid tänapäevane eelistatud tähis on S32205. UNS S31803 tähis kehtestati 1980. aastatel, samas kui S32205 on uuendatud koostis, millel on rangemad kroomi, molübdeeni ja lämmastiku piirangud ning kõrgem minimaalne PREN. Uue kääritikonstruktsiooni puhul on nüüd standardspetsifikatsioon S32205; S31803 on endiselt laialdaselt kättesaadav ja paljude rakenduste jaoks vastuvõetav. Tellimisel tuleb märkida "UNS S32205" või "Duplex 2205".

K: Kas S31803 saab olemasolevas Krafti kääritis 316L otse asendada?

V: Jah, S31803 võib enamikus Krafti kääritusseadmetes 316L otse asendada, kuna sellel on suurem tugevus (võimaldab õhemaid seinu või kõrgemat survet) ja parem korrosioonikindlus. Asenduskonstruktsioon peaks arvestama suuremat tugevust (võimalikud õhemad sektsioonid) ja madalamat soojuspaisumistegurit (vaja on vähem paisumisvuuke). Keevitamisel tuleb kasutada täiteainet ER2209 ja tabelis 6 loetletud parameetreid. Uusi S31803 komponente saab keevitada olemasoleva 316L-ga, kasutades ER2209, järgides protseduuri hoolikat kvalifikatsiooni.

K: Mis on S31803 maksimaalne pidev töötemperatuur kääritis?

V: S31803 maksimaalne soovitatav pidev töötemperatuur kääritis on 180 kraadi C Krafti ja 160 kraadi C sulfitrakenduste puhul. Temperatuuril üle 180 °C moodustub S31803 ülemäärane ferriit ja tekib 475 °C juures murenemise oht, kui seda hoitakse kuumutamis-/jahutustsüklite ajal vahemikus 280–500 °C. Üle 180 kraadi C juures kääritamise korral kaaluge üleminekut sulamile 825 või kõrgemale nikli dupleksile, näiteks S32520 (Uranus 52N+).

K: Kas S31803 saab kasutada kõrge kloriidisisaldusega sulfitkääritites?

V: S31803 sobib sulfitkäärititele, mille kloriidisisaldus on kuni umbes 500 ppm. Üle 500 ppm kloriidi, eriti happelise sulfiti kasutamisel temperatuuril üle 150 °C, võib täppide moodustumise määr ületada 0,1 mm aastas. Nendes agressiivsemates tingimustes on soovitatav minna üle S32205-le (täiustatud dupleks) või üliausteniitsele klassile, nagu 904L (4–5 protsenti Mo) või niklisulamile, nagu sulam 825. Materjali valik peaks põhinema tegelikel mõõdetud kloriidi- ja pH väärtustel töötemperatuuril.

K: Kas S31803 nõuab keevitus{1}}järgset kuumtöötlust pärast kääriti valmistamist?

V: S31803 ei nõua õhukeste lõikude (alla 20 mm) keevisõmbluse järel-kuumtöötlust, kuna kiire õhkjahutus säilitab õige ferriit-austeniidi tasakaalu. Paksude (üle 25 mm) osade puhul, kus keevitussoojus võib tasakaalu nihutada liigse ferriidi poole, on optimaalse struktuuri taastamiseks soovitatav lahuse lõõmutamine temperatuuril 1020–1100 °C, millele järgneb kiire veega karastamine. Kriitiliselt tuleb vältida temperatuurivahemikku 600–900 kraadi C, kuna see põhjustab sigmafaasi sadenemist ja tugevat haprust. S31803 ainus ohutu kuumtöötlemine on täislahuse lõõmutamine, millele järgneb kiire jahutamine.

K: Milliseid mittepurustavaid katsemeetodeid soovitatakse S31803 kääriti valmistamiseks?

V: Soovitatav NDT S31803 kääriti valmistamisel sisaldab: (1) kõigi keevisõmbluste 100% radiograafilist testimist (RT) või ultraheli testimist (UT) vastavalt ASME VIII jaotisele; (2) ferriidisisalduse mõõtmine kalibreeritud feritskoobiga (Fischer MP30 või samaväärne) mitteväärismetallil ja keevispinnal vastuvõetava vahemikuga 30-70 protsenti ja sihtmärgiga 45–55 protsenti; (3) kõigi keevispinna defektide värvi läbitungimise testimine (PT); (4) lahuse lõõmutamise kontrollimine kõvaduse testimise teel (sihtmärk 220–280 HB S31803 puhul); (5) kloriidi sisaldavates sulfitikeskkondades töötamiseks ASTM A923 meetod B (korrosioonikatsetus), et kinnitada vastupidavust intermetallilise faasi sadenemisele.

JN Alloy tarnib sertifitseeritud S31803 ja S32205 dupleksseid roostevabast terasest plaate, torusid, varda, äärikuid ja liitmikke tselluloosi- ja paberikääride teenindamiseks kogu maailmas. Kõik materjalid on varustatud EN 10204 3.1/3.2 MTC-ga, täieliku jälgitavusega ja pärinevad ISO 9001-sertifitseeritud tehastest. Võtke meiega ühendust tehniliste andmelehtede, valmistamisjuhiste ja veskipõhise hinnakujunduse saamiseks.

E-post: Info@jnalloy.com|WhatsApp/telefon: +86-193-3990-0211|Veebisait: www.jnalloy.com