Duplex S31803 u celulozi i papiru: otpornost na koroziju u kraft i sulfitnim digestorima

Duplex S31803(UNS S31803, 22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) je radni konj od nerđajućeg čelika za moderne digestore celuloze i papira. Otporan je na pucanje od korozije od kaustičnog naprezanja u Kraft bijeloj tečnosti do 180 stepeni C i udubljenja u sulfitnoj tečnosti sa kontaminacijom hloridom, pružajući 20-30 godina radnog veka uz 30-50 procenata premije u odnosu na 316L, ali 40-60 procenata niži TCO za 20 godina.

Zašto fabrike celuloze i papira biraju S31803 preko 304L i 316L za digestore?

S31803 zamjenjuje 304L i 316L u digestoru jer pruža 2-3x duži vijek trajanja uz samo 30-50 posto veću cijenu materijala, istovremeno odolijevajući pucanju od korozije koja uništava 316L u kraft digestorima i hloridnim rupicama koje napadaju 316L u sulfitnim digestorima.

Digestori za celulozu i papir su u suštini velike posude pod pritiskom koje kuvaju sečku na visokoj temperaturi u agresivnim hemikalijama. Dva dominantna procesa, kraft (alkalni) i sulfit (kiseli), stvaraju dva vrlo različita okruženja korozije. Standardni austenitni razredi kao što su 304L i 316L bili su istorijski izbori, ali dokumentovani kvarovi na terenu 1980-ih i 1990-ih (TAPPI Journal, 1992; Outokumpu Corrosion Handbook) su pokazali da je 316L pretrpio nagrizajuće naprezanje od korozije kao što je pucanje na niskoj temperaturi Krafta i niskoj temperaturi Krafta. udubljenje u sulfitnoj tečnosti sa kontaminacijom hloridom.

S31803 je ušao u upotrebu u digestoru ranih 1980-ih i od tada je postao industrijski standard za nove digestore i velike rekonstrukcije jer njegova dupleksna mikrostruktura (oko 50 posto ferita, 50 posto austenita) kombinuje otpornost na hlorid feritnih klasa sa žilavošću i lakoćom izrade austenitnih klasa. Moderni mlinovi navode da su digestori S31803 i dalje u upotrebi nakon 25-30 godina sa zanemarljivim gubitkom debljine stijenke, dok uporedivi digestori 316L zahtijevaju velike popravke ili zamjenu svakih 10-15 godina.

Izvor: TAPPI Journal Vol. 75, No. 3 (1992); Outokumpu Priručnik o koroziji, 10. izdanje, Odjeljak 7.3; Priručnik ASM, tom 13A, Korozija, 2003.

Šta je S31803 Duplex nerđajući čelik i kako njegova struktura otporna na koroziju?

S31803 je od 22 posto hroma, 5 posto nikla, 3 posto molibdena, 0,15 posto dušika dupleks nehrđajući čelik (UNS S31803) s uravnoteženom ferit-austenitnom mikrostrukturom koja pruža i otpornost na kloridne rupice (PREN i otpornost na korokaustične naprezanja od 32-35) 304L i 316L.

Otpornost na koroziju S31803 dolazi od precizne kombinacije legirajućih elemenata i njegove dvofazne mikrostrukture. Krom (21-23 posto) stvara stabilan pasivni film koji štiti od opće korozije i oksidacije. Molibden (2,5-3,5 posto) dramatično poboljšava otpornost na hloridnu pitting i koroziju u pukotinama. Azot (0,08-0,20 procenata) stabilizuje austenitnu fazu, podiže ekvivalentni broj otpornosti na taloženje (PREN) i povećava čvrstoću kroz ojačavanje intersticijalnog čvrstog rastvora.

Nizak sadržaj nikla (4,5-6,5 procenata) u poređenju sa 316L (10-14 procenata) i feritna faza doprinose većoj otpornosti na pucanje korozijom od kaustičnog stresa. PREN vrijednost, izračunata kao Cr postotak plus 3,3 puta Mo posto plus 16 puta N posto, je 32-35 za S31803, u poređenju sa 23-26 za 316L. Ovaj otprilike 30-40 posto veći PREN direktno se prevodi na niže stope pittinga u sredinama koje sadrže hlorid, kao što su digestori sulfita.

Tabela 1. S31803 Hemijski sastav (ASTM A240 UNS S31803)

Izvor: ASTM A240/A240M-24 Standardna specifikacija za hrom i hrom-nikl ploče od nerđajućeg čelika za posude pod pritiskom.

Tabela 2. S31803 Mehanička svojstva na sobnoj temperaturi i temperaturama digestora

Izvor: ASTM A240-24; Outokumpu 2205/S31803 Datasheet; Baza podataka Industeel/Waterhouse.

Koje izazove korozije stvaraju kraft digestori?

Kraft digestori kombinuju visoku temperaturu (170-180 stepeni C), jako alkalnu belu tečnost (8-12 procenata NaOH, 2-4 procenta Na2S, pH iznad 13) i ciklički pritisak kako bi se stvorila dva primarna načina kvara: nagrizajuće koroziono pucanje (CSCC) i opšta korozija, od kojih oba uzrokuju samo trajni radni vek i napadaju36 8-15 godina.

Kraft proces kuva drvnu sečku u mešavini natrijum hidroksida (NaOH) i natrijum sulfida (Na2S), poznatoj kao bela tečnost, na 170-180 stepeni C tokom 1-3 sata. Nakon kuhanja, dobivena crna tekućina sadrži otopljeni lignin, hemicelulozu i zaostalu lužinu. Oba okruženja su vrlo korozivna za standardne austenitne nerđajuće čelike.

Pucanje od korozije pod kaustičnim naprezanjem je dominantan način kvara za 304L i 316L u bijeloj tečnosti. Prag za CSCC u 50 procenata NaOH na 100 stepeni C je znatno ispod radnih uslova Kraft digestora, a naprezanje usled ciklusa pritiska ubrzava iniciranje pukotine. Opšte stope korozije za 304L u bijeloj tečnosti na 180 stepeni C su 0,1-0,3 mm godišnje, a za 316L su 0,05-0,15 mm godišnje. Tokom projektnog vijeka od 20 godina, ovo troši 2-3 mm od tipičnog 6-10 mm dodatka korozije. Strana crne tečnosti je još agresivnija zbog rastvorenih organskih materija, sulfidnih jona i viših temperatura u nekoj opremi.

Tabela 3. Načini korozije kraft digestera prema materijalu (usluga bijelog likera)

Izvor: TAPPI Journal 1992-2010 studije korozije; Digest od nerđajućeg čelika AISI; Sandvik duplex digester izvještaji o iskustvu.

Koje izazove korozije stvaraju digestori sulfita?

Sulfitni digestori rade na 130-160 stepeni C u kiselim rastvorima bisulfita ili sumporne kiseline (pH 1-5, 4-8 procenata ukupnog SO2) sa kontaminacijom hloridom od pranja pulpe, stvarajući okruženje u kojem dominira opšta korozija, rupičasto i intergranularni napad, a ne piting, a ne napregnuta korozija, ali i dalje dolazi do pucanja1 zbog korozije1 5-10 godina.

Sulfitni proces koristi sumpornu kiselinu (H2SO3) i bisulfitne ione (HSO3-) za otapanje lignina iz drvne sječke. Kiselina za kuhanje se obično priprema apsorbiranjem SO2 u vodu, dajući otopinu od 4-8 posto ukupnog SO2 sa pH u rasponu od 1 (kiseli sulfit) do 4-5 (bisulfit). Tokom kuvanja, pH obično raste kako se kiselina troši, ali joni hlorida ulaze u sistem iz vode za pranje i iz samog drveta (posebno u primorskim regionima). Uobičajeni nivoi klorida u sulfitnoj kiselini za kuhanje kreću se od 50-500 ppm, ali mogu premašiti 1000 ppm kada se koristi boćata voda.

Ova kombinacija niskog pH, visoke temperature i kontaminacije hloridima čini 316L neprikladnim za servis sulfitnog digestora. Terenske studije su dokumentovale stope pittinga za 316L u kiselom sulfitnom radu na 150 stepeni C od 0,5-1,5 mm godišnje, sa kvarovima kroz zid koji se javljaju za 5-8 godina. S31803 sa svojih 3 posto molibdena i 0,15 posto dušika nudi znatno bolju otpornost, sa stopama udubljenja obično ispod 0,05 mm godišnje pod sličnim uvjetima.

Tabela 4. Stope korozije sulfitnog digestora prema materijalu (150 stepeni C servis)

Izvor: TAPPI Journal Vol. 78 (1995); Avesta Sheffield Corrosion Handbook; Studije slučaja Sandvik 2205 mlin sulfita.

Kako se S31803 s vremenom ponaša u kraft digestorima?

S31803 se uspješno koristi u Kraft digestorima od 1980-ih, pokazujući opću stopu korozije ispod 0,05 mm godišnje u korištenju bijele tečnosti i otpornost na korozijsko pucanje kaustičnim stresom na temperaturama do 180 stepeni C, sa dokumentiranim vijekom trajanja koji prelazi 25 godina u neprekidnom radu digestora.

Dugoročni-podaci o performansama velikih fabrika celuloze i papira u Sjevernoj Americi, Evropi i Aziji potvrđuju da S31803 pruža pouzdanu uslugu u Kraft digestorima kada je pravilno zavaren i proizveden. Istraživanje Tehničkog udruženja industrije celuloze i papira (TAPPI) iz 2010. godine od 47 digestora izgrađenih s oblogom S31803 ili čvrstom konstrukcijom između 1985. i 2005. pokazalo je: (1) prosječan gubitak debljine stijenke nakon 20 godina rada bio je 0,8 mm na tipičnoj, dozvoljenoj potrošnji bušotine od 10 mm (korozija od 8 posto); (2) nula prijavljenih incidenata pucanja korozije nagrizajućim naponom u komponentama S31803, u poređenju sa stopom kvarova od 23 posto u digestorima 316L tokom istog perioda; (3) nema mjerljivih promjena omjera ferit-austenita nakon 20 godina termičkog ciklusa. Ključni diferencijator performansi je dvofazna-fazna struktura: feritna faza je otporna na kaustičnu SCC, dok austenitna faza pruža žilavost potrebnu da se nosi sa ciklusom pritiska i koncentracijama naprezanja na mlaznicama i granama. S31803 je takođe odobren za upotrebu u kontinualnim digestorima koji rade do 180 stepeni C prema ASME BPVC sekciji VIII, i može se isporučiti kao ploča (ASTM A240), cev (ASTM A790), fitinzi (ASTM A815) i otkovci (ASTM A182) za kompletnu konstrukciju digestora.

• Stopa korozije u bijeloj tečnosti (170-180 stepeni C, 8-12 posto NaOH): 0,01-0,05 mm godišnje
• Stopa korozije u crnoj tečnosti (170-180 stepeni C, bogata sulfidima): 0,02-0,06 mm godišnje
• Dokumentirani vijek trajanja: 25-30+ godina neprekidnog rada digestora
• Prag kaustičnog SCC: nije primećeno ispod 200 stepeni C u normalnom radu digestora
• Odobreno za ASME BPVC konstrukciju Sekcija VIII na projektnim temperaturama do 180 stepeni C

Kako se S31803 ponaša u digestorima sulfita i koja su ograničenja?

S31803 pruža odličnu otpornost na koroziju sulfitnog digestora sa općim stopama korozije od 0,05-0,20 mm godišnje u kiselim sulfitima na 150 stupnjeva C i stopama pittinga obično ispod 0,05 mm godišnje, iako 904L ili poboljšani razred S32205 treba uzeti u obzir za uslove iznad 50 ppm hlorida iznad 50 ppm C.

U radu sulfitnog digestora, S31803 je prvenstveno ograničen sadržajem molibdena (2,5-3,5 posto) koji je adekvatan za većinu uslova u mlinu, ali postaje marginalan u vrlo agresivnom okruženju. Iskustvo na terenu iz 12 evropskih mlinova sulfita koji rade od 1990-ih pokazuje: Komponente digestora S31803 imaju prosječan vijek trajanja od 18-22 godine, u poređenju sa 5-8 godina za 316L.

Stope pitinga u kiselom sulfitnom servisu na 150 stepeni C sa 200 ppm hlorida su 0,03-0,08 mm godišnje. Međutim, kada klorid pređe 500 ppm (uobičajeno u obalnim mlinovima koji koriste morsku vodu za pranje pulpe), stopa udubljenja S31803 može se povećati na 0,10-0,20 mm godišnje. U ovim uslovima, preporučuje se nadogradnja na S32205 (poboljšana verzija sa strožom kontrolom sastava i višim PREN od 35-38) ili na 904L (sa 4-5 posto Mo). Za nove sulfitne digestore dizajnirane za 25+ godina radnog vijeka, tipičan izbor materijala je S32205 za glavnu posudu i sita digestora, sa 904L ili legurom 825 za najagresivnije zone kao što su sistem za dovod strugotine i cijevi za predgrijavanje kiseline.

• Opća korozija u kiselom sulfitu (pH 1-2, 150 stepeni C): 0,05-0,20 mm godišnje
• Pitting sa 200 ppm hlorida na 150 stepeni C:<0.05 mm per year
• Pitting sa 500 ppm hlorida na 150 stepeni C: 0,10-0,20 mm godišnje (preporučuje se nadogradnja)
• Maksimalna preporučena radna temperatura: 160 stepeni C u kiselom sulfitu, 170 stepeni C u bisulfitu
• Očekivani vijek trajanja: 18-22 godine u tipičnom sulfitnom radu

S31803 vs 316L vs S32205 vs 904L vs legure 825: Koji materijal za koji digestor?

Za tipične Kraft digestore koji rade na 170-180 stepeni C u bijeloj tečnosti, S31803 je najekonomičniji izbor sa najboljim omjerom cijene i učinka. Za digestore sulfita, S32205 (poboljšana verzija) ili 904L treba uzeti u obzir za uslove sa višim hloridima iznad 500 ppm ili temperature iznad 160 stepeni C. Za teške sulfite sa hloridima iznad 1000 ppm, legura 825 postaje poželjan izbor uprkos višoj ceni.

Odabir materijala za servis digestora zahtijeva balansiranje otpornosti na koroziju, mehaničkih svojstava, zavarljivosti, dostupnosti i cijene. Tabela u nastavku sumira ključne faktore odluke za šest najčešće razmatranih materijala. S31803 zauzima jedinstvenu poziciju jer nudi 80-90 posto otpornosti na koroziju viših legura nikla uz otprilike upola nižu cijenu.

Poboljšana verzija S32205 (UNS S32205, također se prodaje kao SAF 2205) je sve više specificirana za nove digestore jer ima strože granice sastava, veći minimalni PREN (35-38 naspram 32-35) i bolju otpornost na lokaliziranu koroziju. Za digestore koji rukuju punim spektrom uslova procesa celuloze i papira, tipičan izbor je: (1) Ugljični čelik sa gumenom oblogom ili ubrizgavanjem inhibitora za nekritičnu opremu sa temperaturnim granicama; (2) S31803 ili S32205 za standardne kraft i bisulfitne digestore; (3) 904L za digestore kiselog sulfita sa visokim sadržajem hlorida; (4) Legura 825 za najtežu upotrebu kiselinskih sulfita sa kontaminacijom hloridom iz boćate vode.

Tabela 5. Matrica za odabir materijala za digestore celuloze i papira

Izvor: ASM Handbook Vol. 13A Corrosion (2003); Outokumpu Corrosion Handbook 10th ed.; TAPPI Engineering Manuals; zbirno iskustvo u mlinu 1985-2020.

Kako treba zavariti S31803 za servis digestera?

S31803 za servis digestora mora biti zavaren sa dodatnim metalom ER2209, kontrolisanim unosom toplote od 0,5-2,0 kJ/mm, međuprolaznom temperaturom ispod 150 stepeni C, i nakon-žarenjem rastvora nakon zavarivanja na 1020-1100 stepeni C i vratiti optimalnu ravnotežu debele faze sifera na deblji presek formiranje u zoni zahvaćenom toplotom.

Zavarivanje je najkritičniji korak u proizvodnji digestora S31803 jer pogrešna procedura može uništiti otpornost osnovnog metala na koroziju. Ključna pravila su: (1) Koristite ER2209 metal za punjenje (koji odgovara sastavu 22Cr-9Ni-3Mo) jer će ER308L ili ER316L punila stvoriti ćelije galvanske korozije u digestoru; (2) Ograničiti unos topline na 0,5-2,0 kJ/mm kako bi se spriječio prekomjerni rast zrna u HAZ-u, što dovodi do obogaćivanja ferita i smanjene žilavosti; (3) Održavajte međuprolaznu temperaturu ispod 150 stepeni C (poželjno ispod 100 stepeni C) da biste izbegli precipitaciju sigma faze u opsegu od 600-900 stepeni C; (4) Za debele ploče preko 25 mm, izvršite žarenje rastvorom na 1020-1100 stepeni C nakon čega sledi brzo gašenje vodom da biste obnovili dupleks strukturu; (5) Koristite 99,99 posto čistog plina argona sa kisikom ispod 50 ppm kako biste spriječili oksidaciju korijenskog prolaza. Termička obrada nakon zavarivanja na 600-900 stepeni C mora se striktno izbjegavati jer je to temperaturni raspon u kojem se sigma i chi faze brzo talože u S31803, uzrokujući ozbiljno krhkost i gubitak otpornosti na koroziju. Žarenje otopinom praćeno brzim hlađenjem je jedina sigurna toplinska obrada.

Tabela 6. S31803 Parametri zavarivanja za servis digestera

Izvor: AWS D1.6 Šifra strukturalnog zavarivanja - Nerđajući čelik; Outokumpu priručnik za zavarivanje za duple nerđajuće čelike; Sandvik 2205 smjernice za zavarivanje.

Studija slučaja: Zamjena kontinualnog digestera u Kraft mlinu

Sjevernoamerički Kraft mlin zamijenio je komponente obloge digestora 316L sa S31803 2010. godine; nakon 14 godina neprekidnog rada na 175 stepeni C u bijeloj i crnoj tečnosti, ultrazvučna ispitivanja debljine pokazala su da nema mjerljivog gubitka stijenke i pojave pucanja zbog korozije, potvrđujući S31803 kao standard za novu konstrukciju Kraft digestora.

Mlin je radio kontinuirani digestor Kamyr koji je proizvodio 1.500 zračno{2}}osušenih tona pulpe dnevno, s bijelim likvorom na 175 stepeni C i koncentracijom NaOH od 10%. Originalne komponente košuljice 316L pretrpjele su dva kvara CSCC-a 2008. i 2009. godine, što je zahtijevalo hitne popravke koje su koštale 1,2 miliona dolara zastoja i zavarivanja. U 2010. mlin je odlučio zamijeniti gornji dio obloge digestora (otprilike 8 tona ploče) s podlogom od ugljičnog čelika S31803. Zamjena je zavarena punilom ER2209, ulaz topline kontroliran na 1,0-1,8 kJ/mm, međuprolaz ispod 120 stupnjeva C i žarenje otopinom na 1050 stupnjeva C na dijelovima debljih ploča. Godišnja ultrazvučna ispitivanja debljine od 2010. do 2024. nisu pokazala mjerljive gubitke na zidu (mjerna nesigurnost plus ili minus 0,2 mm). Inspekcija 2024. godine uključila je i mjerenja broja ferita na izloženim površinama zavara, koja su pokazala vrijednosti od 45-55 posto, potvrđujući da je dupleks struktura ostala netaknuta. Na osnovu ovog iskustva, mlin je standardizirao S31803 za sve nove komponente digestora i velike retrofite.

Izvor: terenski slučaj dao kupac JN Alloy, anonimiziran. Radni podaci provjereni od strane inženjerskog tima mlina.

Studija slučaja: Nadogradnja košare sa ekranom za mlinove sulfita

Europski mlin za sulfite nadograđen je sa 316L na S31803 za korpe za sita digestora 2008. godine, postižući 3x povećanje vijeka trajanja (sa 4 godine na više od 12 godina) i smanjenje godišnjih troškova održavanja zamjene sita za približno 60 posto, demonstrirajući snažnu ponudu S31803 u pogledu usluge kiselog sulfita.

Mlin koristi serijski digestor sulfita koji proizvodi rastvorljivu pulpu na 145 stepeni C sa kiselinom za kuhanje pH 1,5-2,0 i kontaminacijom hloridom od 150-250 ppm iz lokalnih izvora vode. Originalne korpe za sito 316L pretrpjele su ozbiljne rupice i kvarove kroz zid nakon 3-4 godine rada, što je zahtijevalo godišnju zamjenu po cijeni od 180.000 dolara godišnje u materijalu i izgubljenu proizvodnju. U 2008. mlin je nadograđen na S31803 korpe za sito izrađene od ASTM A240 ploče i ER2209 zavarenih nosača. Nakon 12 godina rada, inspekcija 2020. pokazala je dubinu udubljenja od samo 0,3-0,5 mm na originalnoj ploči od 6 mm, bez kvarova kroz zid.

Procijenjeni preostali vijek trajanja je 8-10 ​​dodatnih godina. Godišnja analiza troškova: početni trošak S31803 bio je 1,5 puta veći od cijene 316L (50.000 dolara u odnosu na 33.000 dolara), ali se vijek trajanja utrostručio, što je godišnje smanjilo troškove materijala za 50 posto. U kombinaciji sa eliminacijom neplaniranih zastoja, ukupna godišnja ušteda iznosila je približno 110.000 dolara. Mlin je naknadno specificirao S31803 za sve unutrašnje dijelove digestora, uključujući vijke za dovod strugotine, cirkulacijska sita i difuzore rezervoara za puhanje.

Izvor: Sandvik 2205 studija slučaja mlin sulfita, modifikovana za profil korisnika JN Alloy; unakr-upoređeno sa anketama komponenti TAPPI digestora.

Koji standardi regulišu S31803 za aplikacije digestora?

S31803 za servis digestora treba biti u skladu sa ASTM A240 (ploča), A790 (cijev), A182 (kovani spojevi i prirubnice), A815 (sučeono zavareni spojevi) i A479 (šipke), i kodom dizajna digestora ASME BPVC odjeljak VIII odjeljak 1; za celulozu i papirnu industriju-posebne smjernice, primjenjuju se standardi TAPPI TIP 0402 i finski PAPTAC digester standardi.

Okvir standarda za konstrukciju digestora S31803 uključuje specifikacije materijala i dizajnerske kodove. ASTM A240 pokriva ploču i lim koji formiraju ljusku i čunjeve digestora; ASTM A790 pokriva bešavne i zavarene cijevi za unutrašnje cijevi; ASTM A182 pokriva kovane prirubnice i spojeve za spojeve mlaznica; ASTM A815 pokriva sučeono{6}}varene fitinge za cirkulacijske i odvodne cijevi.

Svi ovi standardi uključuju oznaku UNS S31803 sa zahtjevima za hemiju i mehanička svojstva navedenim u tabelama 1 i 2 iznad. Za projektovanje posude pod pritiskom, ASME BPVC Odeljak VIII Divizija 1 daje pravila projektovanja, dozvoljena naprezanja i zahteve za kvalifikaciju zavarivanja. S31803 je naveden u ASME Odjeljku II Dio D sa dozvoljenim vrijednostima naprezanja do 180 stepeni C (ASME 2023 izdanje). Za kvalifikaciju zavarivanja, primjenjuje se AWS D1.6 šifra strukturalnog zavarivanja - nerđajući čelik.

Za specifične smjernice za celulozu i papirnu{0}}industriju, TAPPI tehnički informativni papir TIP 0402-15 pokriva odabir materijala za opremu za hemijsko obnavljanje i digestore, a finski vodič za dizajn digestora PAPTAC pruža najbolju europsku praksu. Mlinovi u jurisdikciji opreme pod pritiskom (Kanada, Evropa) takođe treba da obezbede usklađenost sa Direktivom o opremi pod pritiskom (PED) ili Kanadskim bojlerskim društvom (CSA B51) prema potrebi.

Tabela 7. Primjenjivi standardi za S31803 servis digestora

Izvor: ASTM International 2024; ASME kod bojlera i posuda pod pritiskom 2023 izdanje; TAPPI Technical Information Papers; EN standardi.

Koliki je ukupni trošak vlasništva za S31803 naspram 316L u servisu digestera?

Iako S31803 košta 30-50 posto više unaprijed od 316L za primjene u digestoru, njegov 2-3x duži vijek trajanja i dramatično smanjenje neplaniranih zastoja smanjuju 20-godišnji ukupni trošak vlasništva za 40-60 posto, pružajući period otplate od 2-3 godine od početne premije.

Analiza ukupnih troškova vlasništva za materijale digestora mora uzeti u obzir ne samo početne troškove materijala već i proizvodnju, planirano održavanje, neplanirane zastoje i troškove zamjene. Donja tabela prikazuje reprezentativno poređenje za dio obloge digestora od 10.000 kg tokom 20 godina rada.

Opcija S31803 košta 25.000 dolara više u početnom materijalu, ali štedi 80.000 dolara u planiranom održavanju, 150.000 dolara u neplaniranom zastoju i 130.000 dolara u zamjeni (pošto bi 316L trebao biti zamijenjen jednom u 12. godini). Neto 20-godišnja ušteda je 335.000 dolara ili smanjenje od 62 posto. Čak i uz diskontnu stopu od 8 posto, neto sadašnja vrijednost štednje premašuje 200.000 dolara. Ovaj proračun ne uključuje vrijednost izbjegnutih sigurnosnih incidenata ili ispuštanja u okoliš, što bi dodatno povećalo prednost S31803.

Tabela 8. 20-Upoređivanje TCO godine: S31803 vs 316L u Kraft Digester Liner-u

Izvor: JN Alloy inženjerska analiza zasnovana na agregiranim podacima o troškovima mljevenja; Tipični standardi troškova održavanja mlina za kraft u Sjevernoj Americi 2018-2024.

Često postavljana pitanja o S31803 u servisu celuloze i papira

P: Da li je S31803 isti materijal kao 2205?

O: S31803 je u suštini originalni 2205 duplex razred, ali moderna preferirana oznaka je S32205. Oznaka UNS S31803 uspostavljena je 1980-ih, dok je S32205 ažurirani sastav sa strožim granicama hroma, molibdena i dušika i višim minimalnim PREN. Za novu konstrukciju digestora, S32205 je sada standardna specifikacija; S31803 ostaje široko dostupan i prihvatljiv za mnoge aplikacije. Prilikom naručivanja, navođenje 'UNS S32205' ili 'Duplex 2205' je moderna konvencija.

P: Može li S31803 direktno zamijeniti 316L u postojećem Kraft digestoru?

O: Da, S31803 može direktno zamijeniti 316L u većini primjena Kraft digestora jer ima veću čvrstoću (omogućuje tanje stijenke ili veće ocjene tlaka) i superiornu otpornost na koroziju. Dizajn zamjene trebao bi uzeti u obzir veću čvrstoću (mogući su tanji dijelovi) i niži koeficijent toplinskog širenja (potrebno je manje dilatacijskih spojeva). Zavarivanje mora koristiti punilo ER2209 i parametre navedene u Tabeli 6. Nove komponente S31803 mogu se zavariti na postojeći 316L koristeći ER2209 uz pažljivu kvalifikaciju procedure.

P: Koja je maksimalna kontinuirana temperatura rada za S31803 u digestoru?

O: Maksimalna preporučena temperatura kontinuiranog rada za S31803 u digestoru je 180 stepeni C za Kraft aplikacije i 160 stepeni C za aplikacije sulfita. Iznad 180 stepeni C, S31803 podleže prekomernom formiranju ferita i riziku od 475 stepeni C ako se drži u opsegu od 280-500 stepeni C tokom ciklusa grejanja/hlađenja. Za rad digestora iznad 180 stepeni C, razmislite o nadogradnji na Alloy 825 ili na dupleks više nikla kao što je S32520 (Uran 52N+).

P: Može li se S31803 koristiti u sulfitnim digestorima s visokom kontaminacijom hloridima?

O: S31803 je pogodan za sulfitne digestore sa kontaminacijom hloridima do oko 500 ppm. Iznad 500 ppm hlorida, posebno u kiselim sulfitnim servisima na temperaturama iznad 150 stepeni C, stope pittinga mogu premašiti 0,1 mm godišnje. U ovim agresivnijim uslovima, preporučuje se nadogradnja na S32205 (poboljšani dupleks) ili na super austenitni razred kao što je 904L (4-5 posto Mo) ili leguru nikla kao što je legura 825. Izbor materijala treba da se zasniva na stvarno izmerenim vrednostima hlorida i pH na radnoj temperaturi.

P: Da li S31803 zahtijeva toplinsku obradu nakon-zavarivanja nakon proizvodnje digestora?

O: S31803 ne zahtijeva termičku obradu nakon-zavarivanja za tanke preseke (ispod 20 mm) jer brzo hlađenje zrakom zadržava ispravan balans ferit-austenita. Za debele preseke (iznad 25 mm) gde je unos toplote zavarivanja možda pomerio ravnotežu prema prekomernom feritu, preporučuje se žarenje rastvora na 1020-1100 stepeni C nakon čega sledi brzo gašenje vodom da bi se povratila optimalna struktura. Kritično je da se temperaturni opseg od 600-900 stepeni C mora izbjegavati jer to uzrokuje precipitaciju sigma faze i ozbiljno krhkost. Jedina sigurna termička obrada za S31803 je žarenje u punom rastvoru nakon čega slijedi brzo hlađenje.

P: Koje ne-metode ispitivanja bez razaranja se preporučuju za proizvodnju digestora S31803?

O: Preporučeni NDT za proizvodnju digestora S31803 uključuje: (1) 100 posto radiografsko ispitivanje (RT) ili ultrazvučno ispitivanje (UT) svih zavarenih spojeva prema ASME Odjeljku VIII; (2) mjerenje sadržaja ferita pomoću kalibriranog feritoskopa (Fischer MP30 ili ekvivalentnog) na osnovnom metalu i površini zavara, sa prihvatljivim opsegom 30-70 posto i ciljanim 45-55 posto; (3) ispitivanje penetrantima boje (PT) svih oštećenja površine zavara; (4) provjera žarenja otopinom kroz ispitivanje tvrdoće (cilj 220-280 HB za S31803); (5) za rad u okruženjima koja sadrže hlorid sulfita, ASTM A923 Metoda B (testiranje korozije) za potvrdu otpornosti na taloženje intermetalne faze.

JN Alloy isporučuje certificirane S31803 i S32205 dupleks ploče od nehrđajućeg čelika, cijevi, šipke, prirubnice i fitinge za usluge digestora celuloze i papira širom svijeta. Svi materijali se isporučuju sa EN 10204 3.1/3.2 MTC, potpunom sljedivosti i porijeklom iz mlinova sa certifikatom ISO 9001-. Kontaktirajte nas za tehničke listove, uputstva za proizvodnju i direktne cene za mlin.

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