Duplex S31803 fil-Polpa u l-Karta: Reżistenza għall-Korrużjoni f'Diġesturi Kraft u Sulfite

Duplex S31803(UNS S31803, 22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) huwa l-istainless steel workhorse għal diġesturi moderni tal-polpa u tal-karta. Jirreżisti l-qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku f'likur abjad Kraft sa 180 grad C u pitting f'likur sulfit b'kontaminazzjoni tal-klorur, li jagħti ħajja ta 'servizz ta' 20-30 sena bi 30-50 fil-mija premium fuq 316L iżda 40-60 fil-mija inqas TCO ta '20 sena.

Għaliex l-imtieħen tal-polpa u tal-karti jagħżlu S31803 fuq 304L u 316L għad-diġesturi?

S31803 jissostitwixxi 304L u 316L fis-servizz tad-diġestur minħabba li jipprovdi ħajja ta 'servizz 2-3x itwal bi biss 30-50 fil-mija spiża tal-materjal ogħla, filwaqt li jirreżisti kemm il-qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku li jeqred 316L f'diġesturi Kraft u l-pitting tal-klorur li jattakka 316L f'diġesturi tas-sulfit.

Id-diġesturi tal-polpa u tal-karta huma essenzjalment reċipjenti kbar ta 'pressjoni li jsajru laqx tal-injam f'temperatura għolja f'kimiċi aggressivi. Iż-żewġ proċessi dominanti, Kraft (alkalin) u Sulfite (aċiduż), joħolqu żewġ ambjenti ta 'korrużjoni differenti ħafna. Gradi awstenitiċi standard bħal 304L u 316L kienu l-għażliet storiċi, iżda fallimenti fil-qasam dokumentati fis-snin 80 u 1990 (TAPPI Journal, 1992; Outokumpu Corrosion Handbook) wrew li 316L sofra qsim tal-korrużjoni ta 'stress kawstiku fi Kraft abjad likur bħala gradi baxxi f'temperatura ta' sulfita severi f'temperatura C10000. likur b'kontaminazzjoni bil-klorur.

S31803 daħal fis-servizz tad-diġestur fil-bidu tas-snin 80 u minn dak iż-żmien sar l-istandard tal-industrija għal diġesturi ġodda u retrofits maġġuri minħabba li l-mikrostruttura duplex tagħha (madwar 50 fil-mija ferrite, 50 fil-mija austenite) tgħaqqad ir-reżistenza tal-klorur tal-gradi ferritiċi mal-ebusija u l-faċilità tal-fabbrikazzjoni tal-gradi awstenitiċi. Imtieħen moderni jirrappurtaw diġesturi S31803 li għadhom fis-servizz wara 25-30 sena b'telf ta 'ħxuna tal-ħajt negliġibbli, filwaqt li diġesturi 316L komparabbli jeħtieġu tiswijiet kbar jew sostituzzjoni kull 10-15-il sena.

Sors: TAPPI Journal Vol. 75, Nru. 3 (1992); Outokumpu Korrużjoni Manwal, 10 edizzjoni, Taqsima 7.3; Manwal tal-ASM Volum 13A, Korrużjoni, 2003.

X'inhu S31803 Duplex Stainless Steel u kif l-istruttura tiegħu tirreżisti l-korrużjoni?

S31803 huwa 22 fil-mija kromju, 5 fil-mija nikil, 3 fil-mija molibdenu, 0.15 fil-mija nitroġenu duplex stainless steel (UNS S31803) b'mikrostruttura ferrite-austenite bilanċjata li tagħti kemm reżistenza għall-pitting tal-klorur (PREN 32-35) kif ukoll reżistenza għall-korrużjoni kawstika32-35 u reżistenza għall-korrużjoni kawstika3041 superjuri.

Ir-reżistenza għall-korrużjoni ta 'S31803 ġejja minn kombinazzjoni preċiża ta' elementi ta 'liga u l-mikrostruttura ta' żewġ-fażijiet tagħha. Il-kromju (21-23 fil-mija) jifforma film passiv stabbli li jipproteġi kontra l-korrużjoni ġenerali u l-ossidazzjoni. Il-molibdenu (2.5-3.5 fil-mija) itejjeb b'mod drammatiku r-reżistenza għall-pitting tal-klorur u l-korrużjoni tal-xquq. In-nitroġenu (0.08-0.20 fil-mija) jistabbilizza l-fażi tal-awstenite, jgħolli n-numru ekwivalenti tar-reżistenza tal-pitting (PREN), u jżid is-saħħa permezz tat-tisħiħ tas-soluzzjoni solida interstizjali.

Il-kontenut baxx ta 'nikil (4.5-6.5 fil-mija) meta mqabbel ma' 316L (10-14 fil-mija) u l-fażi tal-ferrite it-tnejn jikkontribwixxu għal reżistenza ogħla għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku. Il-valur PREN, ikkalkulat bħala Cr fil-mija flimkien ma '3.3 darbiet Mo fil-mija flimkien ma' 16 darbiet N fil-mija, huwa 32-35 għal S31803, meta mqabbel ma '23-26 għal 316L. Dan PREN ogħla bejn wieħed u ieħor 30-40 fil-mija jissarraf direttament għal rati ta 'pitting aktar baxxi f'ambjenti li fihom il-klorur bħal diġesturi tas-sulfite.

Tabella 1. S31803 Kompożizzjoni Kimika (ASTM A240 UNS S31803)

Sors: ASTM A240/A240M-24 Speċifikazzjoni Standard għall-Kromju u Pjanċa tal-Azzar li ma jsaddadx tal-Kromju u tan-Nikil għal Reċipjenti ta' Pressjoni.

Tabella 2. S31803 Proprjetajiet mekkaniċi f'temperaturi tal-kamra u tad-diġestur

Sors: ASTM A240-24; Outokumpu 2205/S31803 Datasheet; Database Industeel/Waterhouse.

Liema Sfidi tal-Korrużjoni Joħolqu Diġesturi Kraft?

Diġesturi Kraft jgħaqqdu temperatura għolja (170-180 grad C), likur abjad qawwi (8-12 fil-mija NaOH, 2-4 fil-mija Na2S, pH 'il fuq minn 13), u stress ċikliku ta' pressjoni biex joħolqu żewġ modi ta 'falliment primarji: cracking tal-korrużjoni tal-istress kawstiku (CSCC) u korrużjoni ġenerali, li t-tnejn li huma jattakkaw 304L u ħajja ta' servizz aggressiva biss aggressiva u aggressiva. snin.

Il-proċess Kraft issajjar ċipep tal-injam f'taħlita ta 'idrossidu tas-sodju (NaOH) u sulfide tas-sodju (Na2S), magħruf bħala likur abjad, f'temperatura ta' 170-180 grad C għal 1-3 sigħat. Wara t-tisjir, il-likur iswed li jirriżulta fih lignin maħlul, emicellulose, u alkali residwu. Iż-żewġ ambjenti huma korrużivi ħafna għall-istainless steel awstenitiku standard.

Il-qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku huwa l-mod ta 'falliment dominanti għal 304L u 316L f'likur abjad. Il-limitu għal CSCC f'50 fil-mija NaOH f'100 grad C huwa ferm taħt il-kundizzjonijiet operattivi tad-diġesturi Kraft, u l-istress miċ-ċikliżmu tal-pressjoni jaċċellera l-bidu tal-qsim. Ir-rati ġenerali ta 'korrużjoni għal 304L f'likur abjad f'180 grad C huma 0.1-0.3 mm fis-sena, u għal 316L huma 0.05-0.15 mm fis-sena. Matul ħajja ta 'disinn ta' 20 sena, dan jikkonsma 2-3 mm tal-konċessjoni ta 'korrużjoni tipika ta' 6-10 mm. In-naħa tal-likur iswed hija saħansitra aktar aggressiva minħabba organiċi maħlula, joni tas-sulfid, u temperaturi ogħla f'xi tagħmir.

Tabella 3. Modi ta 'Korrużjoni tad-Diġestur Kraft skond il-Materjal (Servizz ta' Likur abjad)

Sors: TAPPI Journal 1992-2010 studji tal-korrużjoni; AISI Stainless Steel Digest; Rapporti tal-esperjenza tad-diġestur duplex Sandvik.

Liema Sfidi tal-Korrużjoni Joħolqu Diġesturi Sulfiti?

Diġesturi tas-sulfite joperaw f'temperatura ta '130-160 grad C f'soluzzjonijiet ta' bisulfite aċiduż jew aċidu sulfurous (pH 1-5, 4-8 fil-mija SO2 totali) b'kontaminazzjoni tal-klorur mill-ħasil tal-polpa, u joħolqu ambjent ddominat minn korrużjoni ġenerali, pitting, u attakk intergranulari aktar milli qsim tal-korrużjoni tal-istress, iżda xorta jonqsu 5-10 L fi żmien 316 L severi.

Il-proċess tas-sulfit juża aċidu sulfurous (H2SO3) u joni bisulfite (HSO3-) biex iħoll il-lignin minn laqx tal-injam. L-aċidu tat-tisjir huwa tipikament ippreparat billi jassorbi SO2 fl-ilma, u jagħti soluzzjoni ta '4-8 fil-mija SO2 totali b'pH li jvarja minn 1 (sulfite aċiduż) għal 4-5 (bisulfite). Waqt it-tisjir, il-pH tipikament jogħla hekk kif l-aċidu jiġi kkunsmat, iżda l-joni tal-klorur jidħlu fis-sistema mill-ilma tal-ħasil u mill-injam innifsu (speċjalment fir-reġjuni kostali). Livelli tipiċi ta 'klorur fl-aċidu tat-tisjir tas-sulfit ivarjaw minn 50-500 ppm, iżda jistgħu jaqbżu l-1000 ppm meta tuża ilma salmastru.

Din il-kombinazzjoni ta 'pH baxx, temperatura għolja, u kontaminazzjoni tal-klorur tagħmel 316L mhux adattat għas-servizz tad-diġestur tas-sulfite. Studji fuq il-post iddokumentaw rati ta 'pitting għal 316L f'servizz ta' sulfite aċiduż f'150 grad C ta '0.5-1.5 mm fis-sena, b'fallimenti minn ġol-ħajt li jseħħu f'5-8 snin. S31803 bi 3 fil-mija molibdenu tiegħu u 0.15 fil-mija nitroġenu joffri reżistenza aħjar b'mod sinifikanti, b'rati ta 'pitting tipikament taħt 0.05 mm fis-sena taħt kundizzjonijiet simili.

Tabella 4. Rati ta 'Korrużjoni tad-Diġestur tas-Sulfite skont il-Materjal (Servizz ta' 150 grad C)

Sors: TAPPI Journal Vol. 78 (1995); Manwal tal-Korrużjoni Avesta Sheffield; Studji ta 'każijiet ta' Sandvik 2205 mitħna tas-sulfit.

Kif jaħdem S31803 f'diġesturi Kraft maż-żmien?

S31803 intuża b'suċċess fid-diġesturi Kraft sa mis-snin 80, u juri rati ta 'korrużjoni ġenerali taħt 0.05 mm fis-sena f'servizz ta' likur abjad u reżistenza għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku f'temperaturi sa 180 grad C, b'ħajja ta 'servizz dokumentata li taqbeż il-25 sena f'operazzjoni ta' diġestur kontinwu.

Id-dejta tal-prestazzjoni-fit-tul minn fabbriki ewlenin tal-polpa u tal-karta fl-Amerika ta' Fuq, l-Ewropa, u l-Asja tikkonferma li S31803 jipprovdi servizz affidabbli fid-diġesturi Kraft meta wweldjati u fabbrikati kif suppost. Stħarriġ tal-2010 mill-Assoċjazzjoni Teknika tal-Industrija tal-Polpa u l-Karta (TAPPI) ta’ 47 diġestur mibnija b’kisi S31803 jew kostruzzjoni solida bejn l-1985 u l-2005 wera: (1) telf medju tal-ħxuna tal-ħajt wara 20 sena ta’ servizz kien 0.8 mm fuq konċessjoni ta’ korrużjoni tipika ta’ 10 mm (8 fil-mija fil-konsum tad-disinn); (2) inċidenti rrappurtati żero ta 'qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku fil-komponenti S31803, meta mqabbel ma' rata ta 'falliment ta' 23 fil-mija f'diġesturi 316L matul l-istess perjodu; (3) l-ebda proporzjon tal-ferrite-austenite li jista' jitkejjel ma jinbidel wara 20 sena ta' ċikliżmu termali. Id-differenzjatur ewlieni tal-prestazzjoni huwa l-istruttura tal-fażi doppja-: il-fażi tal-ferrite tirreżisti SCC kawstiku, filwaqt li l-fażi tal-awstenite tipprovdi t-toughness meħtieġa biex timmaniġġja ċ-ċikli tal-pressjoni u l-konċentrazzjonijiet tal-istress fiż-żennuni u l-fergħat. S31803 huwa wkoll approvat għall-użu f'diġesturi kontinwi li joperaw sa 180 grad C taħt ASME BPVC Taqsima VIII, u jista 'jiġi fornut bħala pjanċa (ASTM A240), pajp (ASTM A790), fittings (ASTM A815), u forġa (ASTM A182) għal kostruzzjoni kompluta ta' diġestur.

• Rata ta 'korrużjoni f'likur abjad (170-180 grad C, 8-12 fil-mija NaOH): 0.01-0.05 mm kull sena
• Rata ta' korrużjoni f'likur iswed (170-180 grad C, b'ħafna sulfid): 0.02-0.06 mm fis-sena
• Ħajja ta' servizz dokumentata: 25-30+ snin f'servizz kontinwu ta' diġestur
• Limitu SCC kawstiku: mhux osservat taħt il-200 grad C f'servizz normali tad-diġestur
• Approvat għall-kostruzzjoni ASME BPVC Sezzjoni VIII f'temperaturi tad-disinn sa 180 grad C

Kif jaħdem S31803 fid-diġesturi tas-sulfite u x'inhuma l-limiti?

S31803 jipprovdi reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni tad-diġestur tas-sulfite b'rati ta 'korrużjoni ġenerali ta' 0.05-0.20 mm fis-sena f'servizz ta 'sulfite aċiduż f'150 grad C u rati ta' pitting tipikament taħt 0.05 mm fis-sena, għalkemm 904L jew il-grad S32205 mtejba għandhom jiġu kkunsidrati għal kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja ħafna 'l fuq minn gradi 5006 ppm ta' klorur.

Fis-servizz tad-diġestur tas-sulfite, S31803 huwa limitat primarjament mill-kontenut ta 'molibdenu tiegħu (2.5-3.5 fil-mija) li huwa adegwat għall-biċċa l-kbira tal-kundizzjonijiet tal-mitħna iżda jsir marġinali f'ambjenti aggressivi ħafna. Esperjenza fuq il-post minn 12-il imtieħen tas-sulfit Ewropej li joperaw sa mis-snin 90 turi: Il-komponenti tad-diġestur S31803 għandhom ħajja ta 'servizz medja ta' 18-22 sena, meta mqabbla ma '5-8 snin għal 316L.

Ir-rati ta 'pitting fis-servizz tas-sulfit ta' l-aċidu f'150 grad C b'200 ppm klorur huma 0.03-0.08 mm fis-sena. Madankollu, meta l-klorur jaqbeż il-500 ppm (komuni fl-imtieħen kostali li jużaw l-ilma baħar għall-ħasil tal-polpa), ir-rata ta 'pitting ta' S31803 tista 'tiżdied għal 0.10-0.20 mm fis-sena. F'dawn il-kundizzjonijiet, l-aġġornament għal S32205 (il-verżjoni mtejba b'kontroll tal-kompożizzjoni aktar strett u PREN ogħla ta '35-38) jew għal 904L (b'4-5 fil-mija Mo) huwa rakkomandat. Għal diġesturi tas-sulfit ġodda ddisinjati għal 25+ ħajja ta 'servizz ta' sena, l-għażla tal-materjal tipiku hija S32205 għall-iskrins tal-bastiment prinċipali u tad-diġestur, b'904L jew Alloy 825 għaż-żoni l-aktar aggressivi bħas-sistema ta 'għalf taċ-ċippa u t-tubi ta' tisħin minn qabel tal-aċidu.

• Korrużjoni ġenerali fl-aċidu sulfit (pH 1-2, 150 grad C): 0.05-0.20 mm kull sena
• Pitting b'200 ppm klorur f'150 grad C:<0.05 mm per year
• Pitting b'500 ppm klorur f'150 grad C: 0.10-0.20 mm fis-sena (aġġornament rakkomandat)
• Temperatura tas-servizz massima rakkomandata: 160 grad C f'sulfite aċiduż, 170 grad C f'bisulfite
• Ħajja tas-servizz mistennija: 18-22 sena fis-servizz tas-sulfit tipiku

S31803 vs 316L vs S32205 vs 904L vs Alloy 825: Liema Materjal għal Liema Diġestur?

Għal diġesturi Kraft tipiċi li joperaw f'170-180 grad C f'likur abjad, S31803 hija l-aktar għażla ekonomika bl-aħjar proporzjon ta 'kost-prestazzjoni. Għal diġesturi tas-sulfit, S32205 (il-verżjoni mtejba) jew 904L għandhom jiġu kkunsidrati għal kundizzjonijiet ogħla ta 'klorur 'il fuq minn 500 ppm jew temperaturi 'l fuq minn 160 grad C. Għal servizz sever tas-sulfit b'kloruri 'l fuq minn 1000 ppm, Alloy 825 isir l-għażla preferuta minkejja spiża ogħla.

L-għażla tal-materjal għas-servizz tad-diġestur teħtieġ l-ibbilanċjar tar-reżistenza għall-korrużjoni, il-proprjetajiet mekkaniċi, l-iwweldjar, id-disponibbiltà u l-ispiża. It-tabella hawn taħt tiġbor fil-qosor il-fatturi ewlenin tad-deċiżjoni għas-sitt materjali l-aktar komunement ikkunsidrati. S31803 jokkupa pożizzjoni unika minħabba li joffri 80-90 fil-mija tar-reżistenza għall-korrużjoni ta 'ligi ogħla tan-nikil bi bejn wieħed u ieħor nofs l-ispiża.

Il-verżjoni mtejba S32205 (UNS S32205, mibjugħa wkoll bħala SAF 2205) hija dejjem aktar speċifikata għal diġesturi ġodda minħabba li għandha limiti ta 'kompożizzjoni aktar stretti, PREN minimu ogħla (35-38 vs 32-35), u reżistenza aħjar għall-korrużjoni lokalizzata. Għal diġesturi li jimmaniġġjaw il-firxa sħiħa tal-kundizzjonijiet tal-proċess tal-polpa u l-karta, l-għażla tipika hija: (1) Azzar tal-karbonju b'kisja tal-gomma jew injezzjoni ta 'inibitur għal tagħmir mhux kritiku b'limiti ta' temperatura; (2) S31803 jew S32205 għal diġesturi standard Kraft u bisulfite; (3) 904L għal diġesturi tas-sulfite tal-aċidu b'klorur għoli; (4) Liga 825 għall-aktar servizz sever tas-sulfit tal-aċidu b'kontaminazzjoni tal-klorur minn ilma salmastru.

Tabella 5. Matriċi tal-Għażla tal-Materjal għal Diġesturi tal-Polpa u tal-Karta

Sors: ASM Handbook Vol. 13A Corrosion (2003); Outokumpu Korrużjoni Manwal 10 ed.; TAPPI Manwali tal-Inġinerija; esperjenza tal-mitħna aggregata 1985-2020.

Kif S31803 Għandu jiġi wweldjat għal Servizz ta 'Digester?

S31803 għas-servizz tad-diġestur għandu jkun iwweldjat b'metall tal-mili ER2209, input tas-sħana kkontrollata ta '0.5{4}}2.0 kJ/mm, temperatura interpass taħt il-150 grad C, u ttemprar ta' soluzzjoni ta 'wara-weldjatura f'1020-1100 grad C għal formazzjoni ottimali ta' ferrite biex tiġi evitata l-fażi ottimali tal-bilanċi fil-formazzjoni tal-ferrite u sigma-austenite. żona affettwata mis-sħana.

L-iwweldjar huwa l-aktar pass kritiku fil-fabbrikazzjoni ta 'diġesturi S31803 minħabba li l-proċedura ħażina tista' teqred ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-metall bażiku. Ir-regoli ewlenin huma: (1) Uża metall tal-mili ER2209 (li jaqbel mal-kompożizzjoni 22Cr-9Ni-3Mo) minħabba li fillers ER308L jew ER316L se joħolqu ċelluli ta 'korrużjoni galvanika fis-servizz tad-diġestur; (2) Illimita l-input tas-sħana għal 0.5-2.0 kJ/mm biex jipprevjeni t-tkabbir eċċessiv tal-qamħ fil-HAZ, li jwassal għal arrikkiment tal-ferrite u toughness mnaqqsa; (3) Żomm it-temperatura interpass taħt il-150 grad C (preferibbilment taħt il-100 grad C) biex tevita preċipitazzjoni tal-fażi sigma fil-medda ta '600-900 grad C; (4) Għal pjanċi ħoxnin ta 'aktar minn 25 mm, wettaq ittemprar ta' soluzzjoni f'1020-1100 grad C segwit minn tkessiħ rapidu tal-ilma biex tirrestawra l-istruttura duplex; (5) Uża 99.99 fil-mija gass ta 'rinforz ta' argon pur b'ossiġnu taħt 50 ppm biex tevita l-ossidazzjoni tal-pass ta 'l-għerq. It-trattament tas-sħana ta 'wara l-iwweldjar f'600-900 grad C għandu jiġi evitat b'mod strett minħabba li din hija l-firxa tat-temperatura fejn il-fażijiet sigma u chi jippreċipitaw malajr f'S31803, li jikkawżaw fragilità severa u telf ta' reżistenza għall-korrużjoni. L-ittemprar tas-soluzzjoni segwit minn tkessiħ rapidu huwa l-uniku trattament bis-sħana sikur.

Tabella 6. Parametri ta 'l-Iwweldjar S31803 għal Servizz ta' Digester

Sors: AWS D1.6 Kodiċi tal-Iwweldjar Strutturali - Stainless Steel; Manwal tal-Iwweldjar Outokumpu għal Azzar Stainless Duplex; Linji gwida għall-iwweldjar Sandvik 2205.

Studju ta 'Każ: Sostituzzjoni tal-Liner tad-Diġestur Kontinwu ta' Kraft Mill

Mitħna Kraft tal-Amerika ta 'Fuq issostitwiet il-komponenti tal-inforra tad-diġestur 316L b'S31803 fl-2010; wara 14-il sena ta 'servizz kontinwu f'175 grad C f'likur abjad u iswed, stħarriġ tal-ħxuna ultrasoniku ma wrew l-ebda telf ta' ħajt li jista 'jitkejjel u l-ebda avvenimenti ta' qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku, li vvalidaw S31803 bħala l-istandard għal kostruzzjoni ġdida ta 'diġestur Kraft.

Il-mitħna ħadmet diġestur Kamyr kontinwu li jipproduċi 1,500 tunnellata ta' polpa mnixxfa bl-arja-kuljum, b'likur abjad f'temperatura ta' 175 grad C u konċentrazzjoni ta' NaOH ta' 10 fil-mija. Il-komponenti oriġinali tal-inforra 316L kienu sofrew żewġ fallimenti tas-CSCC fl-2008 u l-2009, li kienu jeħtieġu tiswijiet ta 'emerġenza li jiswew 1.2 miljun dollaru f'ħin ta' waqfien u iwweldjar. Fl-2010, il-mitħna għażlet li tissostitwixxi s-sezzjoni ta 'l-inforra tad-diġestur ta' fuq (madwar 8 tunnellati ta 'pjanċa) b'S31803 miksi ma' rinforz ta 'l-azzar tal-karbonju. Is-sostituzzjoni kienet iwweldjata b'mili ER2209, input tas-sħana kkontrollat ​​għal 1.0-1.8 kJ/mm, interpass taħt il-120 grad C, u soluzzjoni ta '1050 grad C anneal fuq is-sezzjonijiet tal-pjanċa ħoxna. Stħarriġ annwali tal-ħxuna ultrasonika mill-2010 sal-2024 ma wrew l-ebda telf ta 'ħajt li jista' jitkejjel (inċertezza tal-kejl flimkien jew nieqes 0.2 mm). L-ispezzjoni tal-2024 inkludiet ukoll kejl tal-għadd tal-ferrite fuq uċuħ tal-weldjatura esposti, li wrew valuri ta '45-55 fil-mija, u kkonfermaw li l-istruttura duplex baqgħet intatta. Ibbażat fuq din l-esperjenza, il-mitħna standardizzat S31803 għall-komponenti ġodda kollha tad-diġestur u r-retrofits maġġuri.

Sors: Każ fuq il-post ipprovdut mill-klijent JN Alloy, anonimizzat. Data operattiva verifikata permezz tat-tim ta 'inġinerija tal-mitħna.

Studju ta' Każ: Aġġornament tal-Basket tal-Iskrin tad-Diġestur tal-Mitħna tas-Sulfite

Mitħna tas-sulfit Ewropea aġġornata minn 316L għal S31803 għal qfief tal-iskrin tad-diġestur fl-2008, kisbet żieda ta '3x fil-ħajja tas-servizz (minn 4 snin għal aktar minn 12-il sena) u tnaqqas l-ispejjeż annwali tal-manutenzjoni tal-iskrin b'madwar 60 fil-mija, u turi l-proposta ta' valur qawwi ta 'S31803 fis-servizz tas-sulfite tal-aċidu.

Il-mitħna topera diġestur tas-sulfite tal-lott li jipproduċi polpa li tinħall f'145 grad C b'aċidu tat-tisjir pH 1.5-2.0 u kontaminazzjoni tal-klorur ta '150-250 ppm minn sorsi tal-ilma lokali. Il-basktijiet oriġinali tal-iskrin 316L sofrew fallimenti severi ta 'pitting u permezz tal-ħajt wara 3-4 snin ta' servizz, li jeħtieġu sostituzzjoni annwali bi spiża ta '180,000 dollaru fis-sena f'materjali u produzzjoni mitlufa. Fl-2008, il-mitħna aġġornat għal qfief tal-iskrin S31803 fabbrikati minn pjanċa ASTM A240 u appoġġi wweldjati b'ER2209. Wara 12-il sena ta 'servizz, l-ispezzjoni tal-2020 wriet fond ta' pitting ta '0.3-0.5 mm biss fuq il-pjanċa oriġinali ta' 6 mm, mingħajr ħsarat mill-ħajt.

Il-ħajja li fadal stmata hija 8-10 ​​snin addizzjonali. Analiżi tal-ispiża annwali: L-ispiża inizjali S31803 kienet 1.5x l-ispiża 316L (50,000 dollaru vs 33,000 dollaru), iżda l-ħajja tas-servizz ittriplikat, li tagħti tnaqqis fl-ispiża tal-materjal għal kull sena ta '50 fil-mija. Flimkien ma 'l-eliminazzjoni ta' waqfien mhux ippjanat, l-iffrankar annwali totali kien ta 'madwar 110,000 dollaru. Il-mitħna sussegwentement speċifikat S31803 għall-interns kollha tad-diġestur inklużi viti tal-għalf taċ-ċippa, skrins taċ-ċirkolazzjoni, u diffużuri tat-tank tal-blow.

Sors: Studju tal-każ tal-mitħna tas-sulfit Sandvik 2205, modifikat għall-profil tal-klijent JN Alloy; cross-referenza ma' stħarriġ tal-komponenti tad-diġestur TAPPI.

Liema Standards jirregolaw S31803 għal Applikazzjonijiet ta' Diġestur?

S31803 għas-servizz tad-diġestur għandu jikkonforma ma 'ASTM A240 (pjanċa), A790 (pajp), A182 (fittings u flanġijiet falsifikati), A815 (fittings iwweldjati butt-), u A479 (vireg), u l-kodiċi tad-disinn tad-diġestur ASME BPVC Taqsima VIII Diviżjoni 1; għall-gwida speċifika tal-industrija tal-polpa u tal-karta-, japplikaw TAPPI TIP 0402 u l-istandards Finlandiżi tad-diġestur PAPTAC.

Il-qafas tal-istandards għall-kostruzzjoni tad-diġestur S31803 jinkludi kemm speċifikazzjonijiet materjali kif ukoll kodiċi tad-disinn. ASTM A240 tkopri l-pjanċa u l-folja li jiffurmaw il-qoxra u l-koni tad-diġestur; ASTM A790 tkopri pajp mingħajr saldatura u wweldjat għal pajpijiet interni; ASTM A182 tkopri flanġijiet u fittings foloz għal konnessjonijiet taż-żennuna; ASTM A815 tkopri fittings iwweldjati butt-għaċ-ċirkolazzjoni u l-pajpijiet ta 'estrazzjoni.

Dawn l-istandards kollha jinkludu d-deżinjazzjoni UNS S31803 bir-rekwiżiti tal-kimika u tal-proprjetà mekkanika elenkati fit-Tabelli 1 u 2 hawn fuq. Għad-disinn ta ' reċipjent tal-pressjoni, ASME BPVC Taqsima VIII Diviżjoni 1 tipprovdi r-regoli tad-disinn, tensjonijiet permissibbli, u rekwiżiti ta' kwalifika tal-iwweldjar. S31803 huwa elenkat f'ASME Taqsima II Parti D b'valuri ta' stress permissibbli sa 180 grad C (edizzjoni ASME 2023). Għall-kwalifika tal-iwweldjar, japplika l-Kodiċi tal-Iwweldjar Strutturali AWS D1.6 - Stainless Steel.

Għall-gwida speċifika tal-industrija tal-polpa u l-karta-, TAPPI Technical Information Paper TIP 0402-15 ikopri l-għażla tal-materjal għal tagħmir u diġesturi għall-irkupru kimiku, u l-gwida Finlandiża tad-disinn tad-diġesturi PAPTAC tipprovdi l-aħjar prattiki Ewropej. Imtieħen fil-ġurisdizzjoni ta 'tagħmir ta' pressjoni (Kanada, Ewropa) għandhom jiżguraw ukoll konformità mad-Direttiva ta 'Tagħmir ta' Pressjoni (PED) jew Canadian Boiler Society (CSA B51) kif applikabbli.

Tabella 7. Standards Applikabbli għas-Servizz S31803 Digester

Sors: ASTM International 2024; Kodiċi ASME tal-bojler u tal-bastiment tal-pressjoni Edizzjoni 2023; TAPPI Dokumenti ta' Informazzjoni Teknika; Standards EN.

X'inhu l-ispiża totali tas-sjieda għal S31803 vs 316L fis-Servizz Digester?

Għalkemm S31803 jiswa 30-50 fil-mija aktar bil-quddiem minn 316L għal applikazzjonijiet ta 'diġestur, il-ħajja tas-servizz tiegħu 2-3x itwal u t-tnaqqis drammatiku fil-perijodi ta' waqfien mhux ippjanat inaqqsu l-ispiża totali ta 'sjieda ta' 20 sena b'40-60 fil-mija, u jagħti perjodu ta 'tpattija ta' 2-3 snin mill-primjum inizjali.

L-analiżi tal-ispiża totali tal-proprjetà għall-materjali tad-diġestur għandha tikkunsidra mhux biss l-ispiża tal-materjal inizjali iżda wkoll il-fabbrikazzjoni, il-manutenzjoni skedata, il-perijodi ta 'waqfien mhux skedat, u l-ispiża tas-sostituzzjoni. It-tabella hawn taħt turi paragun rappreżentattiv għal sezzjoni tal-inforra tad-diġestur ta’ 10,000 kg fuq 20 sena ta’ servizz.

L-għażla S31803 tiswa 25,000 dollaru aktar fil-materjal inizjali iżda tiffranka 80,000 dollaru f'manutenzjoni skedata, 150,000 dollaru f'waqfien mhux skedat, u 130,000 dollaru fis-sostituzzjoni (peress li 316L ikun jeħtieġ li jiġi sostitwit darba fis-sena 12). L-iffrankar nett ta '20 sena huwa ta' 335,000 dollaru, jew tnaqqis ta '62 fil-mija. Anke b'rata ta 'skont ta' 8 fil-mija, il-valur nett preżenti tat-tfaddil jaqbeż l-200,000 dollaru. Dan il-kalkolu ma jinkludix il-valur ta 'inċidenti ta' sikurezza evitati jew rilaxxi ambjentali, li jkomplu jżidu l-vantaġġ ta 'S31803.

Tabella 8. 20-Sena TCO Paragun: S31803 vs 316L f'Kraft Digester Liner

Sors: JN Analiżi tal-inġinerija tal-liga bbażata fuq data aggregata tal-ispiża tal-mitħna; punti ta 'referenza tal-ispiża tal-manutenzjoni tal-mitħna Kraft tal-Amerika ta' Fuq tipiċi 2018-2024.

Mistoqsijiet Frekwenti Dwar S31803 fis-Servizz tal-Polpa u l-Karta

Q: S31803 huwa l-istess materjal bħal 2205?

A: S31803 huwa essenzjalment il-grad oriġinali 2205 duplex, iżda d-denominazzjoni ppreferuta moderna hija S32205. Id-deżinjazzjoni UNS S31803 ġiet stabbilita fis-snin tmenin, filwaqt li S32205 hija l-kompożizzjoni aġġornata b'limiti aktar stretti fuq kromju, molibdenu u nitroġenu u PREN minimu ogħla. Għal kostruzzjoni ta 'diġestur ġdid, S32205 issa hija l-ispeċifikazzjoni standard; S31803 jibqa' disponibbli b'mod wiesa' u aċċettabbli għal ħafna applikazzjonijiet. Meta tordna, li tispeċifika 'UNS S32205' jew 'Duplex 2205' hija l-konvenzjoni moderna.

Q: S31803 jista 'jissostitwixxi direttament 316L f'diġestur Kraft eżistenti?

A: Iva, S31803 jista 'jissostitwixxi direttament 316L fil-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tad-diġestur Kraft minħabba li għandu saħħa ogħla (li tippermetti ħitan irqaq jew klassifikazzjonijiet ta' pressjoni ogħla) u reżistenza għall-korrużjoni superjuri. Id-disinn ta 'sostituzzjoni għandu jikkunsidra s-saħħa ogħla (sezzjonijiet irqaq possibbli) u l-koeffiċjent ta' espansjoni termali aktar baxxi (inqas ġonot ta 'espansjoni meħtieġa). L-iwweldjar għandu juża mili ER2209 u l-parametri elenkati fit-Tabella 6. Il-komponenti l-ġodda S31803 jistgħu jiġu wweldjati ma '316L eżistenti bl-użu ta' ER2209 bi kwalifika ta 'proċedura bir-reqqa.

Q: X'inhi t-temperatura massima tas-servizz kontinwu għal S31803 f'diġestur?

A: It-temperatura tas-servizz kontinwu massimu rakkomandat għal S31803 f'diġestur hija 180 grad C għal applikazzjonijiet Kraft u 160 grad C għal applikazzjonijiet tas-sulfit. 'il fuq minn 180 grad C, S31803 jgħaddi minn formazzjoni ta' ferrite eċċessiva u riskju ta 'fraġilità ta' 475 grad C jekk jinżamm fil-medda ta '280-500 grad C waqt ċikli ta' tisħin/tkessiħ. Għal servizz tad-diġestur 'il fuq minn 180 grad C, ikkunsidra li taġġorna għal Alloy 825 jew għal duplex tan-nikil ogħla bħal S32520 (Uranus 52N+).

Q: S31803 jista 'jintuża f'diġesturi tas-sulfit b'kontaminazzjoni għolja tal-klorur?

A: S31803 huwa adattat għal diġesturi tas-sulfit b'kontaminazzjoni tal-klorur sa madwar 500 ppm. Aktar minn 500 ppm klorur, partikolarment fis-servizz tas-sulfite aċiduż f'temperaturi 'l fuq minn 150 grad C, ir-rati ta' pitting jistgħu jaqbżu 0.1 mm fis-sena. F'dawn il-kundizzjonijiet aktar aggressivi, l-aġġornament għal S32205 (id-duplex imtejjeb) jew għal grad super awstenitiku bħal 904L (4-5 fil-mija Mo) jew liga tan-nikil bħal Alloy 825 huwa rakkomandat. L-għażla tal-materjal għandha tkun ibbażata fuq il-valuri attwali mkejla tal-klorur u l-pH fit-temperatura operattiva.

Q: S31803 jeħtieġ trattament tas-sħana wara -weldjatura wara l-fabbrikazzjoni tad-diġestur?

A: S31803 ma jeħtieġx trattament tas-sħana post-weldjatura għal sezzjonijiet irqaq (taħt 20 mm) minħabba li t-tkessiħ rapidu tal-arja jżomm il-bilanċ korrett tal-ferrite-austenite. Għal sezzjonijiet ħoxnin ('il fuq minn 25 mm) fejn l-input tas-sħana tal-iwweldjar jista 'jkun biddel il-bilanċ lejn ferrite eċċessiv, ittemprar ta' soluzzjoni f'1020-1100 gradi C segwit minn tkessiħ rapidu tal-ilma huwa rrakkomandat biex terġa 'tiġi stabbilita l-istruttura ottimali. B'mod kritiku, il-firxa tat-temperatura 600-900 grad C għandha tiġi evitata minħabba li dan jikkawża preċipitazzjoni tal-fażi sigma u fragilità severa. L-uniku trattament bis-sħana sikur għal S31803 huwa ittemprar b'soluzzjoni sħiħa segwit minn tkessiħ rapidu.

Q: Liema metodi ta' ttestjar mhux-distruttivi huma rakkomandati għall-fabbrikazzjoni tad-diġestur S31803?

A: NDT rakkomandat għall-fabbrikazzjoni tad-diġestur S31803 jinkludi: (1) 100 fil-mija ittestjar radjografiku (RT) jew ittestjar ultrasoniku (UT) tal-weldjaturi kollha skont ASME Taqsima VIII; (2) kejl tal-kontenut tal-ferrite bl-użu ta 'feritscope kkalibrat (Fischer MP30 jew ekwivalenti) fuq il-metall bażiku u l-wiċċ tal-weldjatura, b'firxa aċċettabbli 30-70 fil-mija u mira 45-55 fil-mija; (3) ittestjar tal-penetranti taż-żebgħa (PT) tad-difetti kollha tal-wiċċ tal-weldjatura; (4) verifika tal-anneal tas-soluzzjoni permezz tal-ittestjar tal-ebusija (mira 220-280 HB għal S31803); (5) għal servizz f'ambjenti tas-sulfit li fihom il-klorur, ASTM A923 Metodu B (ittestjar tal-korrużjoni) biex tikkonferma r-reżistenza għall-preċipitazzjoni tal-fażi intermetallika.

JN Alloy provvisti ċċertifikati S31803 u S32205 pjanċa tal-istainless steel duplex, pajpijiet, bar, flanġijiet, u fittings għal servizz ta 'diġestur tal-polpa u tal-karta madwar id-dinja. Il-materjali kollha huma fornuti b'EN 10204 3.1/3.2 MTC, traċċabilità sħiħa, u oriġini minn imtieħen ċertifikati ISO 9001-. Ikkuntattjana għal datasheets tekniċi, gwida tal-fabbrikazzjoni, u prezzijiet diretti mill-mitħna.

Email: Info@jnalloy.com|WhatsApp/Telefon: +86-193-3990-0211|Web: www.jnalloy.com