Duplex S31803 в целулоза и хартия: Устойчивост на корозия в крафт и сулфитни инжекции

Дуплекс S31803(UNS S31803, 22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) е най-добрата неръждаема стомана за модерни машини за варене на целулоза и хартия. Устойчив е на корозионно напукване при каустичен стрес в крафт бяла луга до 180 градуса C и питинг в сулфитна луга с хлоридно замърсяване, осигурявайки 20-30 години експлоатационен живот при 30-50 процента надбавка спрямо 316L, но 40-60 процента по-ниска 20-годишна TCO.

Защо фабриките за целулоза и хартия избират S31803 пред 304L и 316L за дигести?

S31803 замества 304L и 316L в услугата за варене, тъй като осигурява 2-3 пъти по-дълъг експлоатационен живот при само 30-50 процента по-високи разходи за материали, като същевременно издържа както на разяждащото корозионно напукване, което унищожава 316L в крафт биореактора, така и на хлоридната питинг, която атакува 316L в сулфитните биореактори.

Уредите за варене на целулоза и хартия са по същество големи съдове под налягане, които готвят дървесен чипс при висока температура в агресивни химикали. Двата доминиращи процеса, крафт (алкален) и сулфит (киселинен), създават две много различни корозионни среди. Стандартните аустенитни класове като 304L и 316L бяха историческите избори, но документирани повреди през 1980-те и 1990-те години (TAPPI Journal, 1992; Outokumpu Corrosion Handbook) показаха, че 316L претърпя каустично корозионно напукване в бялата луга на Kraft при температури до 100 градуса C и тежка питинг в сулфитна течност с хлоридно замърсяване.

S31803 навлезе в експлоатация на биореактори в началото на 80-те години на миналия век и оттогава се превърна в индустриален стандарт за нови биореактори и големи модернизации, тъй като неговата дуплексна микроструктура (около 50 процента ферит, 50 процента аустенит) съчетава устойчивостта на хлорид на феритните класове със здравината и лекотата на производство на аустенитните класове. Съвременните мелници съобщават за биореактори S31803, които все още са в експлоатация след 25-30 години с незначителна загуба на дебелина на стената, докато сравними биореактори 316L изискват основен ремонт или подмяна на всеки 10-15 години.

Източник: TAPPI Journal Vol. 75, No. 3 (1992); Наръчник по корозия на Outokumpu, 10-то издание, раздел 7.3; Наръчник на ASM, том 13A, Корозия, 2003 г.

Какво е дуплексна неръждаема стомана S31803 и как нейната структура е устойчива на корозия?

S31803 е 22 процента хром, 5 процента никел, 3 процента молибден, 0,15 процента азот дуплексна неръждаема стомана (UNS S31803) с балансирана феритна -аустенитна микроструктура, която осигурява както устойчивост на хладна питинг (PREN 32-35), така и устойчивост на корозия при каустичен стрес, превъзхождаща 304L и 316L.

Устойчивостта на корозия на S31803 идва от прецизна комбинация от легиращи елементи и неговата дву-фазна микроструктура. Хромът (21-23 процента) образува стабилен пасивен филм, който предпазва от обща корозия и окисление. Молибденът (2,5-3,5 процента) драматично подобрява устойчивостта на хлоридна питинг и корозия в пукнатини. Азотът (0,08-0,20 процента) стабилизира аустенитната фаза, повишава еквивалентното число на съпротивлението на питинг (PREN) и увеличава якостта чрез укрепване на интерстициалния твърд разтвор.

Ниското съдържание на никел (4,5-6,5 процента) в сравнение с 316L (10-14 процента) и феритната фаза допринасят за по-висока устойчивост на корозионно напукване при каустичен стрес. Стойността на PREN, изчислена като процент Cr плюс 3,3 пъти процент Mo плюс 16 пъти процент N, е 32-35 за S31803, в сравнение с 23-26 за 316L. Този приблизително 30-40 процента по-висок PREN директно се превръща в по-ниски нива на питинг в среда, съдържаща хлорид, като сулфитни биореактори.

Таблица 1. S31803 Химичен състав (ASTM A240 UNS S31803)

Източник: ASTM A240/A240M-24 Стандартна спецификация за плочи от хром и хром-никел от неръждаема стомана за съдове под налягане.

Таблица 2. S31803 Механични свойства при стайна температура и температура на дигестера

Източник: ASTM A240-24; Outokumpu 2205/S31803 Лист с данни; База данни Industeel/Waterhouse.

Какви предизвикателства пред корозията създават Kraft дигестерите?

Крафт биореакторите комбинират висока температура (170-180 градуса C), силно алкален бял разтвор (8-12 процента NaOH, 2-4 процента Na2S, pH над 13) и цикличен стрес под налягане, за да създадат два основни режима на повреда: корозионно напукване при каустичен стрес (CSCC) и обща корозия, като и двата атакуват 304L и 316L агресивно и причиняват типичен експлоатационен живот на само 8-15 години.

Процесът на Kraft готви дървесен чипс в смес от натриев хидроксид (NaOH) и натриев сулфид (Na2S), известен като бяла луга, при 170-180 градуса C за 1-3 часа. След готвене полученият черен разтвор съдържа разтворен лигнин, хемицелулоза и остатъчна основа. И двете среди са силно корозивни за стандартните аустенитни неръждаеми стомани.

Разяждащото корозионно напукване е доминиращият режим на отказ за 304L и 316L в бялата луга. Прагът за CSCC в 50 процента NaOH при 100 градуса C е доста под работните условия на крафт биореакторите и стресът от цикличното налягане ускорява инициирането на пукнатини. Общите скорости на корозия за 304L в бяла луга при 180 градуса C са 0,1-0,3 mm на година, а за 316L те са 0,05-0,15 mm на година. За 20-годишен проектен живот това изразходва 2-3 mm от типичните 6-10 mm допустими корозионни свойства. Черната луга е още по-агресивна поради разтворените органични вещества, сулфидните йони и по-високите температури в някои съоръжения.

Таблица 3. Режими на корозия на крафт-дигестер по материал (услуга за бял ликьор)

Източник: TAPPI Journal 1992-2010 проучвания за корозия; Дайджест от неръждаема стомана AISI; Доклади за опит в дуплексния биореактор Sandvik.

Какви корозионни предизвикателства създават сулфитните дигестери?

Сулфитните биореактори работят при 130-160 градуса C в кисели разтвори на бисулфит или сярна киселина (pH 1-5, 4-8 процента общ SO2) с хлоридно замърсяване от измиване на пулпа, създавайки среда, доминирана от обща корозия, питинг и междукристална атака, а не корозионно напукване под напрежение, но където 316L все още се проваля чрез тежка питинг в рамките на 5-10 години.

Сулфитният процес използва сярна киселина (H2SO3) и бисулфитни йони (HSO3-) за разтваряне на лигнин от дървесен чипс. Киселината за готвене обикновено се приготвя чрез абсорбиране на SO2 във вода, като се получава разтвор от 4-8 процента общ SO2 с pH в диапазона от 1 (кисел сулфит) до 4-5 (бисулфит). По време на готвене рН обикновено се повишава, когато киселината се изразходва, но хлоридните йони навлизат в системата от водата за измиване и от самото дърво (особено в крайбрежните райони). Типичните нива на хлорид в сулфитната готварска киселина варират от 50-500 ppm, но могат да надхвърлят 1000 ppm, когато се използва солена вода.

Тази комбинация от ниско рН, висока температура и замърсяване с хлорид прави 316L неподходящ за обслужване на сулфитен биореактор. Проучванията на място са документирали проценти на питинг за 316L при работа с кисели сулфити при 150 градуса C от 0,5-1,5 mm на година, с повреди през стените, възникващи за 5-8 години. S31803 със своите 3 процента молибден и 0,15 процента азот предлага значително по-добра устойчивост, като нивата на питинг обикновено са под 0,05 mm на година при подобни условия.

Таблица 4. Скорости на корозия на сулфитния дигестер по материал (150 градуса C услуга)

Източник: TAPPI Journal Vol. 78 (1995); Avesta Шефилдски наръчник за корозия; Казуси със сулфитна мелница Sandvik 2205.

Как се представя S31803 в крафт дигестери с течение на времето?

S31803 се използва успешно в Kraft биореактори от 80-те години на миналия век, демонстрирайки общи нива на корозия под 0,05 mm на година при работа с бяла луга и устойчивост на корозионно напукване при каустичен стрес при температури до 180 градуса C, с документиран експлоатационен живот над 25 години при непрекъсната работа на биореактора.

Дългосрочните-данни за производителност от големи целулозни и хартиени заводи в Северна Америка, Европа и Азия потвърждават, че S31803 осигурява надеждно обслужване в варителите на Kraft, когато са правилно заварени и произведени. Проучване от 2010 г. на Техническата асоциация на целулозно-хартиената промишленост (TAPPI) на 47 биореактора, изградени с облицовка S31803 или солидна конструкция между 1985 г. и 2005 г., показа: (1) средната загуба на дебелина на стената след 20 години експлоатация е 0,8 mm при типични 10 mm корозионни резерви (8 процента потребление, в рамките на проекта); (2) нулеви докладвани случаи на корозионно напукване в S31803 компоненти, в сравнение с 23 процента процент на повреда в биореактори 316L за същия период; (3) няма измерими промени в съотношението на ферит-аустенит след 20 години термичен цикъл. Ключовият разграничител в производителността е двуфазната -структура: феритната фаза е устойчива на каустик SCC, докато аустенитната фаза осигурява издръжливостта, необходима за справяне с цикъла на налягане и концентрациите на напрежение в дюзите и разклоненията. S31803 също е одобрен за използване в непрекъснати биореактори, работещи до 180 градуса C съгласно ASME BPVC, раздел VIII, и може да се доставя като плоча (ASTM A240), тръба (ASTM A790), фитинги (ASTM A815) и изковки (ASTM A182) за пълна конструкция на биореактора.

• Скорост на корозия в бяла луга (170-180 градуса C, 8-12 процента NaOH): 0,01-0,05 mm на година
• Скорост на корозия в черна луга (170-180 градуса C, богат на сулфиди): 0,02-0,06 mm на година
• Документиран експлоатационен живот: 25-30+ години при непрекъснато обслужване на биореактора
• Праг на каустик SCC: не се наблюдава под 200 градуса C при нормална работа на биореактора
• Одобрен за ASME BPVC Раздел VIII конструкция при проектни температури до 180 градуса C

Как се представя S31803 в сулфитни дигестри и какви са ограниченията?

S31803 осигурява отлична устойчивост на корозия на сулфитния биореактор с общи скорости на корозия от 0,05-0,20 mm на година при работа с кисели сулфити при 150 градуса C и нива на питинг обикновено под 0,05 mm на година, въпреки че 904L или подобреният клас S32205 трябва да се има предвид за много високи хлоридни условия над 500 ppm или температури над 160 градуса В.

При обслужването на сулфитен биореактор, S31803 е ограничен основно от съдържанието на молибден (2,5-3,5 процента), което е адекватно за повечето мелнични условия, но става маргинално в много агресивни среди. Опитът от 12 европейски сулфитни мелници, работещи от 1990 г., показва: компонентите на биореактора S31803 имат среден експлоатационен живот от 18-22 години, в сравнение с 5-8 години за 316L.

Степента на питинг при работа с кисел сулфит при 150 градуса C с 200 ppm хлорид е 0,03-0,08 mm на година. Въпреки това, когато хлоридът надвиши 500 ppm (често срещано в крайбрежните мелници, използващи морска вода за измиване на целулоза), степента на питинг на S31803 може да се увеличи до 0,10-0,20 mm на година. При тези условия се препоръчва надграждане до S32205 (подобрената версия с по-строг контрол на състава и по-висок PREN от 35-38) или до 904L (с 4-5 процента Mo). За нови сулфитни биореактори, проектирани за 25+ годишен експлоатационен живот, типичният избор на материал е S32205 за главния съд и решетки на биореактора, с 904L или сплав 825 за най-агресивните зони, като системата за подаване на чипове и тръбите за предварително нагряване на киселината.

• Обща корозия в кисел сулфит (pH 1-2, 150 градуса C): 0,05-0,20 mm на година
• Питинг с 200 ppm хлорид при 150 градуса C:<0.05 mm per year
• Питинг с 500 ppm хлорид при 150 градуса C: 0,10-0,20 mm на година (препоръчително надграждане)
• Максимална препоръчителна работна температура: 160 градуса C в кисел сулфит, 170 градуса C в бисулфит
• Очакван експлоатационен живот: 18-22 години при типично сулфитно обслужване

S31803 срещу 316L срещу S32205 срещу 904L срещу сплав 825: Кой материал за кой дигестер?

За типичните крафт биореактори, работещи при 170-180 градуса C в бяла луга, S31803 е най-икономичният избор с най-доброто съотношение цена-производителност. За сулфитни биореактори трябва да се има предвид S32205 (подобрената версия) или 904L за условия с по-високи хлориди над 500 ppm или температури над 160 градуса C. За тежки сулфитни услуги с хлориди над 1000 ppm Alloy 825 става предпочитаният избор въпреки по-високата цена.

Изборът на материал за обслужване на биореактора изисква балансиране на устойчивостта на корозия, механичните свойства, заваряемостта, наличността и цената. Таблицата по-долу обобщава ключовите фактори за вземане на решения за шестте най-често разглеждани материала. S31803 заема уникална позиция, тъй като предлага 80-90 процента от устойчивостта на корозия на сплавите с по-високо съдържание на никел при приблизително половината от цената.

Подобрената версия S32205 (UNS S32205, продавана също като SAF 2205) все повече се специфицира за нови биореактори, защото има по-строги ограничения на състава, по-висок минимален PREN (35-38 срещу 32-35) и по-добра устойчивост на локализирана корозия. За биореактори, работещи с пълния набор от условия на обработка на целулоза и хартия, типичният избор е: (1) Въглеродна стомана с гумена облицовка или впръскване на инхибитор за некритично оборудване с температурни ограничения; (2) S31803 или S32205 за стандартни крафтови и бисулфитни биореактори; (3) 904L за кисели сулфитни биореактори с високо съдържание на хлорид; (4) Сплав 825 за най-тежката киселинна сулфитна работа с хлоридно замърсяване от солена вода.

Таблица 5. Матрица за избор на материал за разграждащи машини за целулоза и хартия

Източник: ASM Handbook Vol. 13A Corrosion (2003); Outokumpu Corrosion Handbook, 10-то издание; Инженерни ръководства на TAPPI; обобщен мелничен опит 1985-2020 г.

Как трябва да се заварява S31803 за обслужване на дигестер?

S31803 за обслужване на биореактора трябва да бъде заварен с добавъчен метал ER2209, контролиран входящ топлинен поток от 0,5-2,0 kJ/mm, температура на междинно преминаване под 150 градуса C и отгряване на разтвора след -заваряване при 1020-1100 градуса C за дебели профили, за да се възстанови оптималният ферит-аустенит баланс и да се избегне образуването на сигма фаза в зоната на топлинно въздействие.

Заваряването е най-критичната стъпка при производството на биореактори S31803, тъй като неправилната процедура може да унищожи устойчивостта на корозия на основния метал. Ключовите правила са: (1) Използвайте добавъчен метал ER2209 (съответстващ на състава на 22Cr-9Ni-3Mo), тъй като пълнителите ER308L или ER316L ще създадат клетки с галванична корозия в работата на биореактора; (2) Ограничете подаването на топлина до 0,5-2,0 kJ/mm, за да предотвратите прекомерен растеж на зърната в HAZ, което води до обогатяване на ферити и намалена якост; (3) Поддържайте междинна температура под 150 градуса C (за предпочитане под 100 градуса C), за да избегнете утаяване на сигма фаза в диапазона 600-900 градуса C; (4) За дебели плочи над 25 mm, извършете отгряване в разтвор при 1020-1100 градуса C, последвано от бързо закаляване с вода, за да възстановите дуплексната структура; (5) Използвайте 99,99 процента чист аргон поддържащ газ с кислород под 50 ppm, за да предотвратите окисляването на кореновия проход. Термичната обработка след заваряване при 600-900 градуса C трябва стриктно да се избягва, защото това е температурният диапазон, при който сигма и чи фазите се утаяват бързо в S31803, причинявайки тежка крехкост и загуба на устойчивост на корозия. Отгряването на разтвора, последвано от бързо охлаждане, е единствената безопасна топлинна обработка.

Таблица 6. Параметри на заваряване на S31803 за обслужване на дигестер

Източник: AWS D1.6 Код за структурно заваряване - неръждаема стомана; Наръчник за заваряване на Outokumpu за дуплексни неръждаеми стомани; Указания за заваряване на Sandvik 2205.

Казус от практиката: Смяна на обвивка на метан за непрекъснато разграждане на крафт

Крафт мелница в Северна Америка замени компонентите на облицовката на биореактора 316L с S31803 през 2010 г.; след 14 години непрекъсната работа при 175 градуса C в бяла и черна луга, ултразвуковите изследвания на дебелината не показаха измерима загуба на стени и никакви събития на корозионно напукване под напрежение, утвърждавайки S31803 като стандарт за нова конструкция на Kraft биореактора.

Мелницата работеше с непрекъснат биореактор Kamyr, произвеждащ 1500 изсушени на въздух-тона пулп на ден, с бяла луга при 175 градуса C и 10 процента концентрация на NaOH. Оригиналните компоненти на облицовката 316L претърпяха две повреди на CSCC през 2008 г. и 2009 г., изискващи спешни ремонти, струващи 1,2 милиона долара за престой и заваряване. През 2010 г. мелницата избра да замени горната секция на облицовката на биореактора (приблизително 8 тона плоча) с подложка от S31803, покрита с въглеродна стомана. Замяната беше заварена с пълнител ER2209, входяща топлина, контролирана до 1,0-1,8 kJ/mm, междинно преминаване под 120 градуса C и 1050 градуса C отгряване в разтвор на дебелите пластинови секции. Годишните ултразвукови изследвания на дебелината от 2010 г. до 2024 г. не показват измерима загуба на стена (несигурност на измерването плюс или минус 0,2 mm). Инспекцията от 2024 г. също включва измервания на броя на феритите върху откритите заваръчни повърхности, които показват стойности от 45-55 процента, потвърждавайки, че дуплексната структура остава непокътната. Въз основа на този опит мелницата е стандартизирала S31803 за всички нови компоненти на биореактора и големи модернизации.

Източник: полеви случай, предоставен от клиент на JN Alloy, анонимизиран. Оперативните данни са проверени чрез инженерния екип на мелницата.

Казус от практиката: Ъпгрейд на кошницата на ситото за разграждане на сулфитна мелница

Европейска мелница за сулфит е модернизирана от 316L до S31803 за ситовите кошове на биореактора през 2008 г., постигайки 3 пъти увеличение на експлоатационния живот (от 4 години до над 12 години) и намалявайки годишните разходи за поддръжка за смяна на ситото с приблизително 60 процента, демонстрирайки силното предложение на S31803 за стойност в услугата с киселинни сулфити.

Мелницата работи с периодичен сулфитен биореактор, произвеждащ разтваряща се целулоза при 145 градуса C с киселина за готвене pH 1,5-2,0 и замърсяване с хлорид от 150-250 ppm от местни водоизточници. Оригиналните ситни кошове 316L претърпяха сериозни повреди на хлътване и през стените след 3-4 години експлоатация, което изискваше годишна подмяна на цена от 180 000 долара годишно в материали и загуба на производство. През 2008 г. мелницата е надстроена до ситови кошници S31803, произведени от плоча ASTM A240 и заварени опори с ER2209. След 12 години експлоатация, инспекцията през 2020 г. показа дълбочини на питинг от само 0,3-0,5 mm върху оригиналната 6 mm плоча, без пробиви през стената.

Приблизителният оставащ живот е 8-10 ​​допълнителни години. Годишен анализ на разходите: Първоначалната цена на S31803 беше 1,5 пъти цената на 316L (50 000 долара срещу 33 000 долара), но експлоатационният живот се утрои, давайки годишно намаление на разходите за материали от 50 процента. В комбинация с елиминирането на непланираните престои, общите годишни спестявания бяха приблизително 110 000 долара. Впоследствие мелницата е специфицирала S31803 за всички вътрешни части на биореактора, включително шнекове за подаване на стърготини, циркулационни сита и дифузори на резервоар за продухване.

Източник: Казус със сулфитна мелница Sandvik 2205, модифициран за клиентския профил на JN Alloy; кръстосано-съпоставяне с проучвания на компонентите на биореактора на TAPPI.

Какви стандарти управляват S31803 за приложения на дигестер?

S31803 за обслужване на биореактора трябва да отговаря на ASTM A240 (плоча), A790 (тръба), A182 (ковани фитинги и фланци), A815 (заварени фитинги) и A479 (решетки) и проектния код на биореактора ASME BPVC, раздел VIII, раздел 1; за целулозно-хартиената промишленост-прилагат се специфични насоки, TAPPI TIP 0402 и финландските стандарти за биореактори PAPTAC.

Стандартната рамка за конструкцията на биореактора S31803 включва както спецификации на материалите, така и кодове за проектиране. ASTM A240 обхваща плочата и листа, които образуват черупката и конусите на биореактора; ASTM A790 обхваща безшевни и заварени тръби за вътрешни тръбопроводи; ASTM A182 обхваща ковани фланци и фитинги за връзки на дюзи; ASTM A815 обхваща челно заварени фитинги за циркулационни и екстракционни тръбопроводи.

Всички тези стандарти включват обозначението UNS S31803 с изискванията за химия и механични свойства, изброени в таблици 1 и 2 по-горе. За проектирането на съдове под налягане ASME BPVC Раздел VIII Раздел 1 предоставя правилата за проектиране, допустимите напрежения и изискванията за квалификация на заваряване. S31803 е посочен в ASME Раздел II Част D с допустими стойности на напрежение до 180 градуса C (ASME 2023 издание). За квалификация за заваряване се прилага AWS D1.6 Код за структурно заваряване - неръждаема стомана.

За целулозно-хартиената промишленост-специфични насоки, документът с техническа информация на TAPPI TIP 0402-15 обхваща избора на материали за оборудване за химическо възстановяване и биорегенератори, а финландското Ръководство за проектиране на биореактори PAPTAC предоставя европейски най-добри практики. Мелниците в юрисдикцията на оборудването под налягане (Канада, Европа) също трябва да осигурят съответствие с Директивата за оборудване под налягане (PED) или Канадското дружество за бойлери (CSA B51), според случая.

Таблица 7. Приложими стандарти за S31803 Digester Service

Източник: ASTM International 2024; ASME за котли и съдове под налягане, издание 2023; Документи с техническа информация на TAPPI; EN стандарти.

Каква е общата цена на притежание за S31803 срещу 316L в Digester Service?

Въпреки че S31803 струва 30-50 процента по-рано от 316L за приложения на биореактора, неговият 2-3 пъти по-дълъг експлоатационен живот и драматичното намаляване на непланирания престой намаляват 20-годишните общи разходи за притежание с 40-60 процента, осигурявайки период на изплащане от 2-3 години от първоначалната премия.

Анализът на общите разходи за притежание за материали за биореактора трябва да вземе предвид не само първоначалните разходи за материали, но и производството, планираната поддръжка, непланирания престой и разходите за подмяна. Таблицата по-долу показва представително сравнение за 10 000 kg облицовъчна секция на биореактора за 20 години експлоатация.

Опцията S31803 струва 25 000 долара повече като първоначален материал, но спестява 80 000 долара при планирана поддръжка, 150 000 долара при непланиран престой и 130 000 долара при подмяна (тъй като 316L ще трябва да се смени веднъж на 12 година). Нетните 20-годишни спестявания са 335 000 долара, или 62 процента намаление. Дори при дисконтов процент от 8 процента, нетната настояща стойност на спестяванията надхвърля 200 000 долара. Това изчисление не включва стойността на избегнатите инциденти, свързани с безопасността, или изпускания в околната среда, което допълнително би увеличило предимството на S31803.

Таблица 8. 20-Сравнение на TCO за година: S31803 срещу 316L в обшивка на крафт дигестер

Източник: Инженерен анализ на JN Alloy въз основа на обобщени данни за разходите на мелницата; типични стойности за поддръжка на мелница за крафт в Северна Америка 2018-2024 г.

Често задавани въпроси относно S31803 в услугата за целулоза и хартия

В: S31803 същият материал ли е като 2205?

О: S31803 по същество е оригиналният дуплексен клас 2205, но съвременното предпочитано обозначение е S32205. Обозначението UNS S31803 е създадено през 80-те години на миналия век, докато S32205 е актуализираният състав с по-строги ограничения за хром, молибден и азот и по-висок минимален PREN. За нова конструкция на биореактора S32205 вече е стандартната спецификация; S31803 остава широко достъпен и приемлив за много приложения. Когато поръчвате, посочването на „UNS S32205“ или „Duplex 2205“ е съвременната конвенция.

В: Може ли S31803 директно да замени 316L в съществуващ крафт биореактор?

О: Да, S31803 може директно да замени 316L в повечето приложения на крафт биореактора, тъй като има по-висока якост (позволява по-тънки стени или по-високо налягане) и превъзходна устойчивост на корозия. Проектът за замяна трябва да отчита по-високата якост (възможни са по-тънки секции) и по-ниския коефициент на топлинно разширение (необходими са по-малко компенсатори). Заваряването трябва да използва пълнител ER2209 и параметрите, изброени в таблица 6. Новите компоненти S31803 могат да бъдат заварени към съществуващ 316L с помощта на ER2209 с внимателна квалификация на процедурата.

Въпрос: Каква е максималната непрекъсната работна температура за S31803 в биореактора?

О: Максималната препоръчителна непрекъсната работна температура за S31803 в биореактор е 180 градуса C за крафт приложения и 160 градуса C за сулфитни приложения. Над 180 градуса C, S31803 претърпява прекомерно образуване на ферити и риск от крехкост при 475 градуса C, ако се държи в диапазона 280-500 градуса C по време на цикли на нагряване/охлаждане. За обслужване на биореактора над 180 градуса C, помислете за надграждане до Alloy 825 или до дуплекс с по-високо съдържание на никел, като S32520 (Uranus 52N+).

В: Може ли S31803 да се използва в сулфитни биореактори с високо замърсяване с хлориди?

A: S31803 е подходящ за сулфитни биореактори с хлоридно замърсяване до около 500 ppm. Над 500 ppm хлорид, особено при работа с кисели сулфити при температури над 150 градуса C, нивата на питинг могат да надхвърлят 0,1 mm на година. При тези по-агресивни условия се препоръчва надграждане до S32205 (подобреният дуплекс) или до супер аустенитен клас като 904L (4-5 процента Mo) или никелова сплав като Alloy 825. Изборът на материал трябва да се основава на действително измерените стойности на хлорида и pH при работната температура.

Въпрос: S31803 изисква ли термична обработка след -заваряване след изработката на биореактора?

О: S31803 не изисква термична обработка след-заваряване за тънки профили (под 20 mm), тъй като бързото въздушно охлаждане запазва правилния баланс на ферит-аустенит. За дебели секции (над 25 mm), където вложената топлина при заваряване може да е изместила баланса към прекомерен ферит, се препоръчва отгряване в разтвор при 1020-1100 градуса C, последвано от бързо закаляване с вода, за да се възстанови оптималната структура. От решаващо значение е, че температурният диапазон 600-900 градуса C трябва да се избягва, защото това причинява утаяване на сигма фаза и тежка крехкост. Единствената безопасна топлинна обработка за S31803 е отгряване с пълен разтвор, последвано от бързо охлаждане.

В: Какви не{0}}методи за неразрушителен тест се препоръчват за производство на биореактор S31803?

A: Препоръчителният NDT за производство на реактор S31803 включва: (1) 100 процента радиографско изпитване (RT) или ултразвуково изпитване (UT) на всички заварки съгласно раздел VIII на ASME; (2) измерване на съдържанието на ферит с помощта на калибриран ферископ (Fischer MP30 или еквивалентен) върху основния метал и заваръчната повърхност, с приемлив диапазон 30-70 процента и цел 45-55 процента; (3) изпитване с проникващо багрило (PT) на всички повърхностни дефекти на заваръчния шев; (4) проверка на отгряване на разтвор чрез изпитване на твърдост (цел 220-280 HB за S31803); (5) за работа в сулфитни среди, съдържащи хлорид, ASTM A923 Метод B (изпитване за корозия) за потвърждаване на устойчивост на утаяване на интерметална фаза.

JN Alloy доставя сертифицирани S31803 и S32205 дуплексни плочи от неръждаема стомана, тръби, пръти, фланци и фитинги за целулозни и хартиени дигести по целия свят. Всички материали се доставят с EN 10204 3.1/3.2 MTC, пълна възможност за проследяване и произход от сертифицирани по ISO 9001-мелници. Свържете се с нас за технически спецификации, насоки за производство и ценообразуване директно към мелницата.

Имейл: Info@jnalloy.com|WhatsApp/телефон: +86-193-3990-0211|Уебсайт: www.jnalloy.com