Duplex S31803 у целюлозі та папері: стійкість до корозії в крафт- та сульфітних варочних машинах

Дуплекс S31803(UNS S31803, 22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) — це робоча конячка з нержавіючої сталі для сучасних варкових котлів целюлози та паперу. Він протистоїть їдкому корозійному розтріскуванню в крафт-білому розчині до 180 градусів C і точковій коррозії в сульфітному розчині з хлоридним забрудненням, забезпечуючи 20-30-річний термін служби з 30-50-відсотковою премією порівняно з 316L, але на 40-60 відсотків нижчою за 20-річний TCO.

Чому целюлозно-паперові підприємства вибирають S31803 замість 304L і 316L для варочних котлів?

S31803 замінює 304L і 316L у варочних котлах, оскільки забезпечує в 2-3 рази довший термін служби лише на 30-50 відсотків вищих витрат на матеріал, водночас протистоїть як їдкому корозійному розтріскуванню під напругою, яке руйнує 316L у крафт-варкових котлах, так і хлоридній точці, яка атакує 316L у сульфітних варочних котлах.

Целюлозно-паперові варильники — це, по суті, великі резервуари під тиском, які варять деревну тріску при високій температурі в агресивних хімікатах. Два домінуючих процеси, крафт (лужний) і сульфітний (кислотний), створюють два дуже різні корозійні середовища. Стандартні марки аустеніту, такі як 304L і 316L, були історичним вибором, але задокументовані польові збої в 1980-х і 1990-х роках (TAPPI Journal, 1992; Outokumpu Corrosion Handbook) показали, що 316L зазнає їдкого корозійного розтріскування в крафт-білому розчині за низьких температур до 100 градусів C і сильного пітінгу в сульфітний розчин із забрудненням хлоридами.

S31803 почав використовуватися в варочних котлах на початку 1980-х років і з тих пір став галузевим стандартом для нових варочних котлів і великих модернізацій, оскільки його дуплексна мікроструктура (приблизно 50 відсотків фериту, 50 відсотків аустеніту) поєднує в собі стійкість до хлориду феритних марок з міцністю та легкістю виготовлення аустенітних марок. Сучасні млини повідомляють про те, що варочні котли S31803 все ще експлуатуються через 25-30 років із незначною втратою товщини стінок, тоді як аналогічні варочні котли 316L потребують капітального ремонту або заміни кожні 10-15 років.

Джерело: журнал TAPPI том. 75, №. 3 (1992); Outokumpu Corrosion Handbook, 10-е видання, розділ 7.3; Довідник ASM, том 13A, Corrosion, 2003.

Що таке дуплексна нержавіюча сталь S31803 і як її структура протистоїть корозії?

S31803 — це 22 відсотки хрому, 5 відсотків нікелю, 3 відсотки молібдену, 0,15 відсотка азоту з дуплексної нержавіючої сталі (UNS S31803) зі збалансованою мікроструктурою фериту-аустеніту, яка забезпечує як стійкість до точкової корекції хлориду (PREN 32-35), так і стійкість до корозійного розтріскування під дією каустичної напруги. 304L і 316L.

Корозійна стійкість S31803 забезпечується точною комбінацією легуючих елементів і дво-фазною мікроструктурою. Хром (21-23%) утворює стійку пасивну плівку, яка захищає від загальної корозії та окислення. Молібден (2,5-3,5 відсотка) значно підвищує стійкість до хлоридної точкової та щілинної корозії. Азот (0,08-0,20 відсотка) стабілізує фазу аустеніту, підвищує еквівалентне число опору точці (PREN) і підвищує міцність за рахунок зміцнення твердого розчину між вузлами.

Низький вміст нікелю (4,5-6,5 відсотка) порівняно з 316L (10-14 відсотків) і феритова фаза сприяють вищій стійкості до корозійного розтріскування під напругою. Значення PREN, розраховане як відсоток Cr плюс 3,3 відсотка Mo плюс 16 відсотків N, становить 32-35 для S31803, порівняно з 23-26 для 316L. Це приблизно на 30-40 відсотків вищий PREN напряму призводить до нижчих показників пітінгу в середовищах, що містять хлориди, таких як сульфітні метантенки.

Таблиця 1. Хімічний склад S31803 (ASTM A240 UNS S31803)

Джерело: ASTM A240/A240M-24 Стандартні специфікації для пластин з хрому та хромонікелевої нержавіючої сталі для посудин під тиском.

Таблиця 2. Механічні властивості S31803 при кімнатній температурі та температурі варочного котла

Джерело: ASTM A240-24; Специфікація Outokumpu 2205/S31803; База даних Industeel/Waterhouse.

Які корозійні проблеми створюють крафт-дигестри?

Крафт-варильні котли поєднують високу температуру (170-180 градусів C), сильно лужний білий розчин (8-12 відсотків NaOH, 2-4 відсотки Na2S, рН вище 13) і циклічне навантаження під тиском для створення двох основних режимів руйнування: їдкого корозійного розтріскування (CSCC) і загальної корозії, обидва з яких агресивно атакують 304L і 316L і спричиняють типовий термін служби лише 8-15 років.

Процес Kraft варить деревну стружку в суміші гідроксиду натрію (NaOH) і сульфіду натрію (Na2S), відомого як білий розчин, при 170-180 градусах C протягом 1-3 годин. Отриманий чорний луг після варіння містить розчинені лігнін, геміцелюлозу і залишки лугу. Обидва середовища є висококорозійними для стандартних аустенітних нержавіючих сталей.

Їдке корозійне розтріскування під напругою є домінуючим типом руйнування для 304L і 316L у білому розчині. Поріг для CSCC у 50-відсотковому розчині NaOH при 100 градусах C значно нижчий за робочі умови метантенків Kraft, а напруга від зміни тиску прискорює ініціювання тріщин. Загальна швидкість корозії для 304L у білому розчині при 180 градусах C становить 0,1-0,3 мм на рік, а для 316L – 0,05-0,15 мм на рік. Протягом 20-річного розрахункового терміну служби це споживає 2-3 мм із типового 6-10 мм запасу корозії. Сторона чорного лугу є ще агресивнішою через розчинену органіку, сульфідні іони та високі температури в деякому обладнанні.

Таблиця 3. Режими корозії крафт-варкового котла за матеріалами (служба білого щелоку)

Джерело: TAPPI Journal 1992-2010 дослідження корозії; Дайджест з нержавіючої сталі AISI; Звіти про досвід дуплексного варочного котла Sandvik.

Які корозійні проблеми створюють сульфітні гідрогестери?

Сульфітні метантенки працюють при 130-160 градусах C у кислих розчинах бісульфіту або сірчаної кислоти (pH 1-5, 4-8 відсотків загального SO2) із забрудненням хлоридами від промивання целюлози, створюючи середовище, в якому переважають загальна корозія, точкова корокція та міжкристалічна атака, а не корозійне розтріскування під напругою, але де 316L все ще виходить з ладу через серйозну точкову точку протягом 5-10 років.

Сульфітний процес використовує сірчану кислоту (H2SO3) і бісульфітні іони (HSO3-) для розчинення лігніну з деревної стружки. Кулінарна кислота зазвичай готується шляхом поглинання SO2 у воду, утворюючи розчин загального вмісту SO2 4-8 відсотків з pH від 1 (кислий сульфіт) до 4-5 (бісульфіт). Під час варіння рН зазвичай підвищується, оскільки кислота витрачається, але іони хлориду потрапляють у систему з промивної води та самої деревини (особливо в прибережних регіонах). Типовий рівень хлориду в сульфітній варильній кислоті коливається від 50-500 ppm, але може перевищувати 1000 ppm при використанні солонуватої води.

Таке поєднання низького рН, високої температури та забруднення хлоридами робить 316L непридатним для використання в сульфітному метантенку. Польові дослідження задокументували швидкість пітингу для 316L у службі кислотного сульфіту при 150 градусах C на рівні 0,5-1,5 мм на рік, з наскрізними руйнуваннями, що відбуваються через 5-8 років. S31803 з його 3 відсотками молібдену та 0,15 відсотками азоту забезпечує значно кращу стійкість, причому рівень точкової утворення зазвичай становить менше 0,05 мм на рік за аналогічних умов.

Таблиця 4. Швидкості корозії сульфітного варочного котла за матеріалами (при 150 градусах C)

Джерело: журнал TAPPI, том . 78 (1995); Avesta Sheffield Corrosion Handbook; Приклади застосування сульфітного млина Sandvik 2205.

Як S31803 працює в крафт-дигестерах з часом?

S31803 успішно використовується в крафт-варильних котлах з 1980-х років, демонструючи загальну швидкість корозії нижче 0,05 мм на рік у білому розчині та стійкість до їдкого корозійного розтріскування під напругою при температурах до 180 градусів C, із задокументованим терміном служби понад 25 років у безперервній роботі варочного котла.

Довгострокові-дані продуктивності великих целюлозно-паперових комбінатів у Північній Америці, Європі та Азії підтверджують, що S31803 забезпечує надійну роботу варочних котлів Kraft за умови належного зварювання та виготовлення. Огляд 2010 року, проведений Технічною асоціацією целюлозно-паперової промисловості (TAPPI) 47 варочних котлів, побудованих з оболонкою S31803 або суцільною конструкцією між 1985 і 2005 роками, показав: (1) середня втрата товщини стінки після 20 років експлуатації становила 0,8 мм при типовому 10 мм допуску на корозію (витрата 8 відсотків, цілком у межах проекту); (2) нуль зареєстрованих інцидентів їдкого корозійного розтріскування компонентів S31803 порівняно з 23 відсотками відмов у варочних котлах 316L за той самий період; (3) відношення фериту-аустеніту не змінюється після 20 років термоциклування. Основною особливістю продуктивності є подвійна -фазна структура: феритова фаза протистоїть їдкій SCC, тоді як аустенітна фаза забезпечує в’язкість, необхідну для витримки змін тиску та концентрації напруги на соплах і гілках. S31803 також схвалено для використання в варочних котлах безперервної дії, що працюють при температурі до 180 градусів C відповідно до розділу VIII ASME BPVC, і його можна постачати у вигляді плити (ASTM A240), труби (ASTM A790), фітингів (ASTM A815) і поковок (ASTM A182) для повної конструкції варочного котла.

• Швидкість корозії в білому розчині (170-180 градусів C, 8-12 відсотків NaOH): 0,01-0,05 мм на рік
• Швидкість корозії в чорному розчині (170-180 градусів C, багатий сульфідами): 0,02-0,06 мм на рік
• Документально підтверджений термін служби: 25-30+ років безперервної роботи варочного котла
• Поріг каустичної SCC: не спостерігається нижче 200 градусів C при нормальній експлуатації варочного котла
• Схвалено для конструкції ASME BPVC, розділ VIII, при розрахункових температурах до 180 градусів C

Як S31803 працює в сульфітних варочниках і які обмеження?

S31803 забезпечує чудову стійкість до корозії сульфітного варочного котла із загальною швидкістю корозії 0,05-0,20 мм на рік у кислотному сульфітному режимі при 150 градусах C і швидкістю точкової коррозії, як правило, нижче 0,05 мм на рік, хоча 904L або покращений сорт S32205 слід розглядати для умов з дуже високим вмістом хлориду вище 500 ppm або температур вище 160 градусів. C.

При експлуатації сульфітного варочного котла S31803 обмежений головним чином вмістом молібдену (2,5-3,5 відсотка), який є достатнім для більшості умов млина, але стає незначним у дуже агресивних середовищах. Досвід 12 європейських сульфітних заводів, що працюють з 1990-х років, показує: середній термін служби компонентів варочного котла S31803 становить 18-22 роки, порівняно з 5-8 роками для 316L.

Швидкість пітінгу в кислих сульфітних службах при 150 градусах C з 200 ppm хлориду становить 0,03-0,08 мм на рік. Однак, коли вміст хлориду перевищує 500 частин на мільйон (часто на прибережних заводах, де для промивання целюлози використовується морська вода), швидкість пітингу S31803 може зрости до 0,10-0,20 мм на рік. У цих умовах рекомендується оновлення до S32205 (покращена версія з більш жорстким контролем складу та вищим PREN 35-38) або до 904L (з 4-5 відсотками Mo). Для нових сульфітних варочних котлів, розрахованих на 25+-річний термін служби, типовим вибором матеріалу є S32205 для основної ємності та сіток варочного котла з 904L або сплавом 825 для найбільш агресивних зон, таких як система подачі стружки та труби попереднього нагріву кислоти.

• Загальна корозія в кислотному сульфіті (pH 1-2, 150 градусів C): 0,05-0,20 мм на рік
• Піттинг з 200 ppm хлориду при 150 градусах C:<0.05 mm per year
• Пітінг з 500 ppm хлориду при 150 градусах C: 0,10-0,20 мм на рік (рекомендовано оновлення)
• Максимальна рекомендована робоча температура: 160 градусів C у кислотному сульфіті, 170 градусів C у бісульфіті
• Очікуваний термін служби: 18-22 роки при типовій сульфітній експлуатації

S31803 проти 316L проти S32205 проти 904L проти сплаву 825: який матеріал для якого варочного котла?

Для типових метантенків Kraft, що працюють при 170-180 градусах C у білому розчині, S31803 є найекономічнішим вибором із найкращим співвідношенням ціни та якості. Для сульфітних метантенків слід розглянути S32205 (покращена версія) або 904L для умов з високим вмістом хлориду вище 500 ppm або температур вище 160 градусів C. Для важких сульфітних умов із хлоридами вище 1000 ppm, сплав 825 стає кращим вибором, незважаючи на високу вартість.

Вибір матеріалу для обслуговування варочного котла вимагає балансу проти корозії, механічних властивостей, зварюваності, доступності та вартості. У наведеній нижче таблиці підсумовано ключові фактори прийняття рішення щодо шести матеріалів, які найчастіше розглядаються. S31803 займає унікальну позицію, оскільки він забезпечує 80-90 відсотків корозійної стійкості сплавів з вищим вмістом нікелю приблизно вдвічі дешевше.

Покращена версія S32205 (UNS S32205, також продається як SAF 2205) все частіше використовується для нових варочних котлів, оскільки вона має більш суворі межі складу, вищий мінімальний PREN (35-38 проти 32-35) і кращу стійкість до локальної корозії. Для варочних котлів, що працюють із повним спектром умов целюлозно-паперового процесу, типовим вибором є: (1) вуглецева сталь з гумовою футеровкою або введенням інгібітора для некритичного обладнання з температурними обмеженнями; (2) S31803 або S32205 для стандартних крафт- та бісульфітних варок; (3) 904L для кислих сульфітних метантенків з високим вмістом хлориду; (4) Сплав 825 для найважчої роботи з кислотою сульфіту із забрудненням хлоридами солонуватою водою.

Таблиця 5. Матриця вибору матеріалів для целюлозно-паперових варильників

Джерело: ASM Handbook Vol. 13A Corrosion (2003); Outokumpu Corrosion Handbook 10th ed.; Інженерні посібники TAPPI; укрупнений стаж млина 1985-2020 рр.

Як слід зварювати S31803 для служби варочного котла?

S31803 для роботи варочного котла необхідно зварювати з присадковим металом ER2209, контрольованим підведенням тепла 0,5-2,0 кДж/мм, температурою проміжного проходу нижче 150 градусів C і після{6}}відпалу розчину після зварювання при 1020-1100 градусів C для товстих секцій, щоб відновити оптимальний феритно-аустенітний баланс і уникнути утворення сигма-фази в зоні теплового впливу.

Зварювання є найважливішим кроком у виготовленні метантенків S31803, тому що неправильна процедура може порушити корозійну стійкість основного металу. Ключові правила такі: (1) Використовуйте наповнювач ER2209 (відповідає складу 22Cr-9Ni-3Mo), оскільки наповнювачі ER308L або ER316L створюватимуть гальванічні корозійні осередки в роботі варочного котла; (2) Обмежити підведення тепла до 0,5-2,0 кДж/мм, щоб запобігти надмірному росту зерен у ЗТВ, що призводить до збагачення феритом і зниження в'язкості; (3) Підтримуйте температуру між проходами нижче 150 градусів C (бажано нижче 100 градусів C), щоб уникнути випадання сигма-фази в діапазоні 600-900 градусів C; (4) Для товстих пластин понад 25 мм виконайте розчинний відпал при 1020-1100 градусів C з подальшим швидким гартуванням у воді для відновлення дуплексної структури; (5) Використовуйте 99,99-відсотковий чистий аргон із вмістом кисню нижче 50 частин на мільйон, щоб запобігти окисленню кореневого проходу. Необхідно суворо уникати термічної обробки після зварювання при 600-900 градусів C, оскільки це температурний діапазон, де сигма- та хі-фази швидко виділяються в S31803, викликаючи серйозну крихкість і втрату корозійної стійкості. Відпал розчину з наступним швидким охолодженням є єдиною безпечною термічною обробкою.

Таблиця 6. Параметри зварювання S31803 для варочного котла

Джерело: AWS D1.6 Код зварювання конструкцій - нержавіюча сталь; Outokumpu Welding Handbook for Duplex Stainless Steels; Інструкції зі зварювання Sandvik 2205.

Практичний приклад: Заміна футеровки варочного котла безперервної дії на крафт-млині

Північноамериканський крафт-млин замінив компоненти вкладиша варочного котла 316L на S31803 у 2010 році; після 14 років безперервної роботи при 175 градусах C у білому та чорному розчині ультразвукові дослідження товщини показали відсутність вимірних втрат стінок і корозійного розтріскування під напругою, підтверджуючи S31803 як стандарт для нової конструкції варочного котла Kraft.

Млин працював у варильному котлі Kamyr безперервної дії, який виробляв 1500 тонн-висушеного на повітрі жому на день із білим розчином при 175 градусах C і 10-відсотковою концентрацією NaOH. Оригінальні компоненти лайнера 316L зазнали двох несправностей CSCC у 2008 і 2009 роках, вимагаючи екстреного ремонту, який коштував 1,2 мільйона доларів у вигляді простою та зварювання. У 2010 році комбінат вирішив замінити верхню секцію гільзи варочного котла (приблизно 8 тонн пластини) на основу S31803, покриту вуглецевою сталлю. Заміна була зварена з наповнювачем ER2209, підведенням тепла, контрольованим до 1,0-1,8 кДж/мм, проміжним проходом нижче 120 градусів C і відпалом розчину 1050 градусів C на товстих пластинах. Щорічні ультразвукові дослідження товщини з 2010 по 2024 рік не показали вимірюваної втрати стінки (похибка вимірювання плюс-мінус 0,2 мм). Перевірка 2024 року також включала вимірювання кількості феритів на відкритих зварних поверхнях, які показали значення 45-55 відсотків, підтверджуючи, що дуплексна структура залишилася непошкодженою. На основі цього досвіду завод стандартизував S31803 для всіх нових компонентів варочного котла та основних модернізацій.

Джерело: польовий випадок, наданий клієнтом JN Alloy, знеособлений. Експлуатаційні дані перевірені групою інженерів млина.

Практичний приклад: Модернізація ситового кошика варочного котла сульфітного млина

У 2008 році європейський сульфітний млин було модернізовано з 316L до S31803 для ситових кошиків варочного котла, досягнувши 3-кратного збільшення терміну служби (з 4 років до понад 12 років) і зменшивши щорічні витрати на технічне обслуговування заміни сит приблизно на 60 відсотків, що демонструє сильну пропозицію S31803 у сфері обслуговування кислотних сульфітів.

Млин працює в сульфітному варильному котлі періодичної дії, який виробляє розчинну пульпу при 145 градусах C з варильною кислотою pH 1,5-2,0 і хлоридним забрудненням 150-250 ppm з місцевих джерел води. Оригінальні кошики сита 316L зазнали серйозних точкових і наскрізних пошкоджень через 3-4 роки експлуатації, вимагаючи щорічної заміни з вартістю 180 000 доларів на рік у вигляді матеріалів і втрати виробництва. У 2008 році комбінат модернізували до ситових кошиків S31803, виготовлених із пластини ASTM A240 і опор, зварених ER2209. Після 12 років експлуатації перевірка 2020 року показала глибину піттингу лише 0,3-0,5 мм на оригінальній пластині товщиною 6 мм, без провалів через стінку.

Приблизний термін служби становить 8-10 ​​додаткових років. Аналіз річних витрат: початкова вартість S31803 була в 1,5 рази більшою за вартість 316L (50 000 доларів проти 33 000 доларів), але термін служби збільшився втричі, забезпечуючи щорічне зниження витрат на матеріали на 50 відсотків. У поєднанні з усуненням незапланованих простоїв загальна річна економія склала приблизно 110 000 доларів. Згодом комбінат специфікував S31803 для всіх внутрішніх пристроїв варочного котла, включаючи шнеки подачі стружки, циркуляційні решітки та дифузори продувного бака.

Джерело: конкретне дослідження сульфітного млина Sandvik 2205, модифіковане для профілю клієнта JN Alloy; перехресні-посилання на огляди компонентів метантенка TAPPI.

Які стандарти регулюють S31803 для застосування в варочних установках?

S31803 для обслуговування варочного котла має відповідати ASTM A240 (пластина), A790 (труба), A182 (ковані фітинги та фланці), A815 (зварні фітинги) і A479 (бруски), а також коду конструкції варочного котла ASME BPVC, розділ VIII, розділ 1; для целюлозно-паперової промисловості застосовуються-спеціальні вказівки, TAPPI TIP 0402 і стандарти варочного котла Фінляндії PAPTAC.

Структура стандартів для конструкції метантенка S31803 включає як специфікації матеріалів, так і коди проектування. ASTM A240 охоплює пластину та лист, які утворюють корпус та конуси варочного котла; ASTM A790 охоплює безшовні та зварні труби для внутрішніх трубопроводів; ASTM A182 охоплює ковані фланці та фітинги для з’єднань сопел; ASTM A815 охоплює -зварні фітинги для циркуляційних і витяжних трубопроводів.

Усі ці стандарти включають позначення UNS S31803 із вимогами до хімії та механічних властивостей, переліченими в таблицях 1 і 2 вище. Для конструкції посудин під тиском розділ VIII розділ 1 ASME BPVC містить правила проектування, допустимі напруги та вимоги до кваліфікації зварювальних робіт. S31803 внесено до списку ASME, розділ II, частина D із допустимими значеннями напруги до 180 градусів C (версія ASME 2023). Для кваліфікації зварювання застосовується AWS D1.6 Structural Welding Code - Stainless Steel.

Спеціальні вказівки для целюлозно-паперової-промисловості TAPPI Technical Information Paper TIP 0402-15 охоплює вибір матеріалів для обладнання для відновлення хімічних речовин і варочних котлів, а фінський посібник із проектування варочного котла PAPTAC містить найкращі європейські практики. Заводи, що знаходяться під юрисдикцією обладнання, що працює під тиском (Канада, Європа), також повинні забезпечити дотримання Директиви щодо обладнання, що працює під тиском (PED) або Канадського котельного товариства (CSA B51), залежно від обставин.

Таблиця 7. Застосовні стандарти для обслуговування варочного котла S31803

Джерело: ASTM International 2024; Код ASME для котлів і посудин під тиском, видання 2023; Технічні інформаційні документи TAPPI; Стандарти EN.

Яка загальна вартість володіння для S31803 проти 316L у службі варіння?

Хоча початкова вартість S31803 на 30-50 відсотків дорожча, ніж 316L для варочного котла, його термін служби в 2-3 рази довший і різке скорочення незапланованих простоїв знижують 20-річну загальну вартість володіння на 40-60 відсотків, забезпечуючи період окупності 2-3 роки від початкової премії.

Аналіз загальної вартості володіння матеріалами варочного котла повинен враховувати не лише початкову вартість матеріалу, але й виготовлення, планове технічне обслуговування, позаплановий простой і вартість заміни. У наведеній нижче таблиці показано репрезентативне порівняння для секції вкладиша варочного котла вагою 10 000 кг за 20 років експлуатації.

Варіант S31803 коштує на 25 000 доларів більше початкового матеріалу, але економить 80 000 доларів на плановому технічному обслуговуванні, 150 000 доларів на незапланованому простої та 130 000 доларів на заміні (оскільки 316L потрібно було б замінити раз на 12 рік). Чиста економія за 20 років становить 335 000 доларів, або 62 відсотки. Навіть за дисконтної ставки у 8 відсотків чиста поточна вартість заощаджень перевищує 200 000 доларів. Цей розрахунок не включає значення уникнутих інцидентів безпеки або викидів у навколишнє середовище, що ще більше збільшить перевагу S31803.

Таблиця 8. 20-Порівняння TCO за рік: S31803 проти 316L у футерові варочного котла Kraft

Джерело: Технічний аналіз JN Alloy на основі сукупних даних про вартість виробництва; типові північноамериканські витрати на технічне обслуговування крафт-фабрики на 2018-2024 рр.

Часті запитання про S31803 у целюлозно-паперовій сфері

Q: S31803 той самий матеріал, що і 2205?

Відповідь: S31803 – це, по суті, оригінальний дуплексний сорт 2205, але сучасне позначення, якому віддається перевага, – S32205. Позначення UNS S31803 було створено у 1980-х роках, тоді як S32205 є оновленим складом із жорсткішими обмеженнями на вміст хрому, молібдену та азоту та вищим мінімальним PREN. Для нової конструкції метантенка S32205 тепер є стандартною специфікацією; S31803 залишається широко доступним і прийнятним для багатьох застосувань. Під час замовлення вказівка ​​«UNS S32205» або «Duplex 2205» є сучасною умовою.

З: Чи може S31803 безпосередньо замінити 316L в існуючому крафт-варильному котлі?

Відповідь: Так, S31803 може безпосередньо замінити 316L у більшості варочних котлів Kraft, оскільки він має вищу міцність (дозволяє тонші стінки або вищі показники тиску) і чудову стійкість до корозії. Конструкція заміни повинна враховувати вищу міцність (можливі тонші секції) і нижчий коефіцієнт теплового розширення (потрібна менша кількість компенсаторів). Для зварювання необхідно використовувати наповнювач ER2209 і параметри, наведені в таблиці 6. Нові компоненти S31803 можна зварювати до існуючого 316L з використанням ER2209 за умови ретельної кваліфікації процедури.

З: Яка максимальна безперервна робоча температура для S31803 у варильному котлі?

Відповідь: Максимальна рекомендована безперервна робоча температура для S31803 у варильному котлі становить 180 градусів C для крафт-додатків і 160 градусів C для сульфітних застосувань. При температурі вище 180 градусів C S31803 піддається надмірному утворенню феритів і ризику крихкості при температурі 475 градусів C, якщо утримувати його в діапазоні 280-500 градусів C під час циклів нагрівання/охолодження. Для роботи варочного котла при температурі вище 180 градусів C, розгляньте можливість оновлення до сплаву 825 або дуплексу з більш високим вмістом нікелю, такого як S32520 (Uranus 52N+).

Питання: Чи можна використовувати S31803 у сульфітних метантенках із високим вмістом хлоридів?

A: S31803 підходить для сульфітних метантенків із забрудненням хлоридами приблизно до 500 ppm. Понад 500 частин на мільйон хлориду, особливо в кислих сульфітних службах при температурах вище 150 градусів C, точкова швидкість може перевищувати 0,1 мм на рік. У цих більш агресивних умовах рекомендується оновлення до S32205 (покращений дуплекс) або до супераустенітного класу, такого як 904L (4-5 відсотків Mo) або нікелевого сплаву, такого як Alloy 825. Вибір матеріалу повинен ґрунтуватися на фактично виміряних значеннях хлориду та pH при робочій температурі.

З: Чи потребує S31803 термічна обробка після -зварювання після виготовлення варочного котла?

A: S31803 не потребує термічної обробки після -зварювання тонких секцій (менше 20 мм), оскільки швидке повітряне охолодження зберігає правильний баланс фериту-аустеніту. Для товстих секцій (понад 25 мм), де підведення тепла під час зварювання могло зрушити баланс у бік надмірної кількості фериту, рекомендується відпал у розчині при 1020-1100 градусів C з подальшим швидким гартуванням водою для відновлення оптимальної структури. Важливо, що слід уникати температурного діапазону 600-900 градусів Цельсія, оскільки це спричиняє виділення сигма-фази та серйозну крихкість. Єдиною безпечною термічною обробкою S31803 є повний відпал розчину з наступним швидким охолодженням.

З: Які -методи неруйнівного тестування рекомендовані для виготовлення варочного котла S31803?

A: Рекомендований НК для виготовлення варочного котла S31803 включає: (1) 100-відсоткове радіографічне випробування (RT) або ультразвукове випробування (UT) усіх зварних швів відповідно до розділу VIII ASME; (2) вимірювання вмісту фериту за допомогою каліброваного ферископа (Fischer MP30 або еквівалент) на основному металі та поверхні зварного шва з прийнятним діапазоном 30-70 відсотків і цільовим значенням 45-55 відсотків; (3) випробування на проникнення барвником (PT) усіх дефектів поверхні зварного шва; (4) перевірка відпалу розчину шляхом випробування твердості (цільове значення 220-280 HB для S31803); (5) для роботи в хлоридовмісних сульфітних середовищах, ASTM A923 Метод B (випробування на корозію) для підтвердження стійкості до випадання інтерметалічної фази.

JN Alloy постачає сертифіковані листи, труби, штанги, фланці та фітинги з двосторонньої нержавіючої сталі S31803 і S32205 для целюлозно-паперового варочного котла по всьому світу. Усі матеріали постачаються з EN 10204 3.1/3.2 MTC, повною можливістю відстеження та походженням із сертифікованих заводів ISO 9001-. Зв’яжіться з нами, щоб отримати технічні характеристики, інструкції з виготовлення та ціни безпосередньо на заводі.

Електронна адреса: Info@jnalloy.com|WhatsApp/телефон: +86-193-3990-0211|Веб-сайт: www.jnalloy.com