Дуплек С31803(УНС С31803, 22Цр-5Ни-3Мо-0.15Н) је радни коњ од нерђајућег челика за модерне дигесторе целулозе и папира. Отпоран је на пуцање нагризајуће корозије у Крафт белој течности до 180 степени Ц и удубљења у сулфитној течности са контаминацијом хлоридом, пружајући 20-30 година радног века уз 30-50 процената премије у односу на 316Л, али 40-60 процената нижи ТЦО за 20 година.

Зашто фабрике целулозе и папира бирају С31803 преко 304Л и 316Л за дигесторе?
С31803 замењује 304Л и 316Л у дигестору јер обезбеђује 2-3 пута дужи радни век уз само 30-50 процената већу цену материјала, док се одупире и пуцању од корозије која уништава 316Л у крафт дигесторима и хлоридним рупама које нападају 316Л у дигесторима сулфита.
Дигестори за целулозу и папир су у суштини велике посуде под притиском које кувају сечку на високој температури у агресивним хемикалијама. Два доминантна процеса, крафт (алкални) и сулфит (кисели), стварају два веома различита окружења корозије. Стандардни нивои аустенита као што су 304Л и 316Л били су историјски избори, али документовани кварови на терену током 1980-их и 1990-их (ТАППИ Јоурнал, 1992; Оутокумпу Цорросион Хандбоок) су показали да је 316Л претрпео корозију нагризајућег напрезања као и пуцање на ниским температурама на Крафтовој температури од 10°Ц. удубљење у сулфитној течности са контаминацијом хлоридом.
С31803 је ушао у употребу у дигестору раних 1980-их и од тада је постао индустријски стандард за нове дигесторе и велике реконструкције јер његова дуплексна микроструктура (око 50 процената ферита, 50 процената аустенита) комбинује отпорност на хлорид феритних класа са жилавошћу и лакоћом израде аустенитних класа. Модерни млинови извештавају о дигесторима С31803 који су и даље у употреби након 25-30 година са занемарљивим губитком дебљине зида, док упоредиви дигестори 316Л захтевају велике поправке или замену сваких 10-15 година.
Извор: ТАППИ Јоурнал Вол. 75, Но. 3 (1992); Оутокумпу Приручник о корозији, 10. издање, одељак 7.3; Приручник АСМ, том 13А, Корозија, 2003.
Шта је С31803 дуплекс нерђајући челик и како његова структура отпорна на корозију?
С31803 је 22 процента хрома, 5 процената никла, 3 процента молибдена, 0,15 процената азота дуплекс нерђајућег челика (УНС С31803) са избалансираном ферит-аустенит микроструктуром која пружа и отпорност на хлоридну питтинг (ПРЕН и отпорност на корозију 32-35) супериорну на напоне 304Л и 316Л.

Отпорност на корозију С31803 потиче од прецизне комбинације легирајућих елемената и његове двофазне-микроструктуре. Хром (21-23 процента) формира стабилан пасивни филм који штити од опште корозије и оксидације. Молибден (2,5-3,5 процената) драматично побољшава отпорност на хлоридну корозију и пукотинску корозију. Азот (0,08-0,20 процената) стабилизује аустенитну фазу, подиже еквивалентни број отпорности на таложење (ПРЕН) и повећава чврстоћу кроз ојачавање интерстицијалног чврстог раствора.
Низак садржај никла (4,5-6,5 процената) у поређењу са 316Л (10-14 процената) и феритна фаза доприносе већој отпорности на пуцање од корозије под каустичним стресом. ПРЕН вредност, израчуната као Цр проценат плус 3,3 пута Мо проценат плус 16 пута Н проценат, је 32-35 за С31803, у поређењу са 23-26 за 316Л. Овај отприлике 30-40 процената већи ПРЕН директно се преводи у ниже стопе питтинга у срединама које садрже хлорид као што су дигестори сулфита.
Табела 1. С31803 Хемијски састав (АСТМ А240 УНС С31803)
|
Елемент |
Мин (проценат) |
Макс (проценат) |
Функција |
|
угљеник (Ц) |
- |
0.030 |
Заварљивост, спречава таложење карбида |
|
хром (Цр) |
21.0 |
23.0 |
Пасивација, општа отпорност на корозију |
|
никл (Ни) |
4.5 |
6.5 |
Аустенит стабилизатор, жилавост |
|
молибден (Мо) |
2.5 |
3.5 |
Отпорност на ломљење хлорида |
|
азот (Н) |
0.08 |
0.20 |
Аустенит стабилизатор, отпорност на точење |
|
манган (Мн) |
- |
2.00 |
Деоксидација, врућа обрадивост |
|
силицијум (Си) |
- |
1.00 |
Отпорност на оксидацију |
|
фосфор (П) |
- |
0.030 |
Преостала контрола |
|
сумпор (С) |
- |
0.020 |
Преостала контрола |
|
гвожђе (Фе) |
Баланс |
Баланс |
Основни метал |
Извор: АСТМ А240/А240М-24 Стандардна спецификација за хром и хром-никл плоче од нерђајућег челика за посуде под притиском.
Табела 2. С31803 Механичка својства на собној температури и температурама у дигестору
|
Имовина |
Вредност на 20 степени Ц |
Вредност на 180 степени Ц |
Стандардни захтев |
|
Снага течења (мин) |
450 МПа |
360 МПа |
АСТМ А240 |
|
Затезна чврстоћа (мин) |
620 МПа |
550 МПа |
АСТМ А240 |
|
Издужење (мин) |
25 посто |
- |
АСТМ А240 |
|
Тврдоћа (макс.) |
290 ХБ |
- |
АСТМ А240 |
|
Шарпи удар (мин) |
54 Ј на -40 степени Ц |
- |
АСТМ А240 |
|
Густина |
7,80 г/цм3 |
- |
- |
|
Тхермал Екпансион |
13.7 x 10-6/K |
14.5 x 10-6/K |
20-180 степени Ц |
|
Тхермал Цондуцтивити |
19 W/m.K |
22 W/m.K |
20-180 степени Ц |
Извор: АСТМ А240-24; Оутокумпу 2205/С31803 Датасхеет; База података Индустеел/Ватерхоусе.
Које изазове корозије стварају крафт дигестори?
Крафт дигестори комбинују високу температуру (170-180 степени Ц), јако алкалну белу течност (8-12 процената НаОХ, 2-4 процента На2С, пХ изнад 13) и циклични притисак под притиском да би се створила два примарна начина квара: нагризајуће напонске корозионо пуцање (ЦСЦЦ) и општа корозија, од којих оба узрокују само Л44 Л и трајни рад31. 8-15 година.
Крафт процес кува дрвну сечку у мешавини натријум хидроксида (НаОХ) и натријум сулфида (На2С), познатог као бела течност, на 170-180 степени Ц током 1-3 сата. Након кувања, добијена црна течност садржи растворени лигнин, хемицелулозу и остатке алкалија. Оба окружења су веома корозивна за стандардне аустенитне нерђајуће челике.
Пуцање од корозије под каустичним напрезањем је доминантан начин квара за 304Л и 316Л у белој течности. Праг за ЦСЦЦ у 50 процената НаОХ на 100 степени Ц је знатно испод радних услова Крафт дигестора, а стрес услед циклуса притиска убрзава иницирање пукотина. Опште стопе корозије за 304Л у белом течности на 180 степени Ц су 0,1-0,3 мм годишње, а за 316Л су 0,05-0,15 мм годишње. Током пројектног века од 20 година, ово троши 2-3 мм типичне количине корозије од 6-10 мм. Страна црне течности је још агресивнија због растворених органских материја, сулфидних јона и виших температура у некој опреми.
Табела 3. Начини корозије крафт дигестера према материјалу (сервис за бело пиће)
|
Материјал |
Општа корозија (мм/год) |
ЦСЦЦ праг |
Век трајања |
Фаилуре Моде |
|
Угљенични челик (са инхибитором) |
0.5-1.5 |
Није подложан |
5-10 година |
Општа корозија |
|
304L |
0.1-0.3 |
100 степени Ц у 50 посто НаОХ |
8-12 година |
ЦСЦЦ на завареним спојевима |
|
316L |
0.05-0.15 |
100 степени Ц у 50 посто НаОХ |
10-15 година |
ЦСЦЦ на завареним спојевима |
|
С31803 (дуплекс) |
0.01-0.05 |
Отпоран на 180 степени Ц |
20-30 година |
Минимално, без ЦСЦЦ |
|
С32205 (Побољшано 2205) |
0.01-0.04 |
Отпоран на 180 степени Ц |
25-30 година |
Минимално, без ЦСЦЦ |
|
Легура 825 |
<0.02 |
Отпоран на 200 степени Ц+ |
30+ година |
Занемарљиво |
Извор: ТАППИ Јоурнал 1992-2010 студије корозије; Дигест од нерђајућег челика АИСИ; Извештаји о искуству Сандвик дуплекс дигестора.
Које изазове корозије стварају дигестори сулфита?
Сулфитни дигестори раде на 130-160 степени Ц у киселим растворима бисулфита или сумпорне киселине (пХ 1-5, 4-8 процената укупног СО2) са контаминацијом хлоридом од прања пулпе, стварајући окружење у којем доминира општа корозија, рупица и интергрануларни напад, а не напрегнута корозија, где и даље долази до пуцања1, али корозија под напоном3 и даље не успе 5-10 година.

Сулфитни процес користи сумпорну киселину (Х2СО3) и бисулфитне јоне (ХСО3-) за растварање лигнина из дрвне сечке. Киселина за кување се обично припрема апсорбовањем СО2 у воду, дајући раствор од 4-8 процената укупног СО2 са пХ у распону од 1 (кисели сулфит) до 4-5 (бисулфит). Током кувања, пХ обично расте како се киселина троши, али јони хлорида улазе у систем из воде за прање и из самог дрвета (посебно у приморским регионима). Типични нивои хлорида у сулфитној киселини за кување крећу се од 50-500 ппм, али могу да пређу 1000 ппм када се користи боћата вода.
Ова комбинација ниског пХ, високе температуре и контаминације хлоридима чини 316Л неприкладним за сервис сулфитног дигестора. Теренске студије су документовале стопе питинга за 316Л у киселом сулфитном раду на 150 степени Ц од 0,5-1,5 мм годишње, са кваровима кроз зид који се дешавају за 5-8 година. С31803 са 3 процента молибдена и 0,15 процента азота нуди знатно бољу отпорност, са стопама удубљења обично испод 0,05 мм годишње под сличним условима.
Табела 4. Стопе корозије сулфитног дигестора према материјалу (150 степени Ц сервис)
|
Материјал |
Кисели сулфит (пХ 1-2, мм/год) |
Бисулфит (пХ 4-5, мм/год) |
Питтинг са 200 ппм Цл (мм/год) |
|
316L |
0.5-1.5 |
0.1-0.3 |
Severe (>1.0, кроз-зид за 5-8 година) |
|
317Л (3 процента Мо) |
0.2-0.5 |
0.05-0.15 |
Умерено (0,3-0,8) |
|
С31803 (дуплекс) |
0.05-0.20 |
0.02-0.05 |
Ниска (<0.05) |
|
С32205 (Побољшано 2205) |
0.03-0.10 |
0.01-0.03 |
Веома ниско (<0.03) |
|
904Л (супер аустенит) |
0.05-0.15 |
0.02-0.05 |
Ниска (<0.05) |
|
Легура 825 |
0.02-0.05 |
<0.02 |
Занемарљиво |
Извор: ТАППИ Јоурнал Вол. 78 (1995); Авеста Схеффиелд Приручник о корозији; Студије случаја Сандвик 2205 млин сулфита.
Како се С31803 током времена понаша у крафт дигесторима?
С31803 се успешно користи у Крафт дигесторима од 1980-их, показујући општу стопу корозије испод 0,05 мм годишње у раду беле течности и отпорност на пуцање корозијом од каустичног стреса на температурама до 180 степени Ц, са документованим веком трајања који прелази 25 година у непрекидном раду дигестора.
Дугорочни{0}}подаци о учинку из великих фабрика целулозе и папира у Северној Америци, Европи и Азији потврђују да С31803 пружа поуздан сервис у крафт дигесторима када је правилно заварен и произведен. Истраживање Техничког удружења индустрије целулозе и папира (ТАППИ) из 2010. године од 47 дигестора изграђених са С31803 облогом или чврстом конструкцијом између 1985. и 2005. показало је: (1) просечан губитак дебљине зида након 20 година рада био је 0,8 мм на типичној, дозвољеној потрошњи бушотине од 10 мм (корозија од 8 процената); (2) нула пријављених инцидената пуцања корозије нагризајућим напоном у компонентама С31803, у поређењу са стопом отказа од 23 процента у дигесторима 316Л током истог периода; (3) нема мерљиве промене односа ферит{18}аустенита после 20 година термичког циклуса. Кључни диференцијатор перформанси је двофазна-фазна структура: феритна фаза је отпорна на каустичну СЦЦ, док аустенитна фаза обезбеђује жилавост потребну да се носи са циклусом притиска и концентрацијама напона на млазницама и гранама. С31803 је такође одобрен за употребу у континуалним дигесторима који раде до 180 степени Ц према АСМЕ БПВЦ секцији ВИИИ, и може се испоручити као плоча (АСТМ А240), цев (АСТМ А790), фитинзи (АСТМ А815) и отковци (АСТМ А182) за комплетну конструкцију дигестора.
- Стопа корозије у белој течности (170-180 степени Ц, 8-12 процената НаОХ): 0,01-0,05 мм годишње
- Стопа корозије у црној течности (170-180 степени Ц, богата сулфидима): 0,02-0,06 мм годишње
- Документовани радни век: 25-30+ година непрекидног рада дигестора
- Праг каустичног СЦЦ: није примећено испод 200 степени Ц у нормалном раду дигестора
- Одобрено за конструкцију АСМЕ БПВЦ Секције ВИИИ на пројектованим температурама до 180 степени Ц
Како се С31803 понаша у дигесторима сулфита и која су ограничења?
С31803 пружа одличну отпорност на корозију сулфитног дигестора са општим стопама корозије од 0,05-0,20 мм годишње у киселим сулфитима на 150 степени Ц и стопама питтинга обично испод 0,05 мм годишње, мада 904Л или побољшани разред С32205 треба узети у обзир за услове изнад 150 ппм хлорида на температури изнад 50 ппм Ц.

У раду сулфитног дигестора, С31803 је првенствено ограничен садржајем молибдена (2,5-3,5 процената) који је адекватан за већину услова у млину, али постаје маргиналан у веома агресивним срединама. Искуство на терену из 12 европских млинова сулфита који раде од 1990-их показује: Компоненте дигестора С31803 имају просечан радни век од 18-22 године, у поређењу са 5-8 година за 316Л.
Стопе питинга у киселом сулфитном сервису на 150 степени Ц са 200 ппм хлорида су 0,03-0,08 мм годишње. Међутим, када хлорид пређе 500 ппм (уобичајено у обалним млиновима који користе морску воду за прање пулпе), стопа удубљења С31803 може се повећати на 0,10-0,20 мм годишње. У овим условима, препоручује се надоградња на С32205 (побољшана верзија са строжом контролом састава и вишим ПРЕН од 35-38) или на 904Л (са 4-5 процената Мо). За нове сулфитне дигесторе дизајниране за 25+ година радног века, типичан избор материјала је С32205 за главну посуду и сита дигестора, са 904Л или легуром 825 за најагресивније зоне као што су систем за довод струготине и цеви за претходно загревање киселине.
- Општа корозија у киселом сулфиту (пХ 1-2, 150 степени Ц): 0,05-0,20 мм годишње
- Питтинг са 200 ппм хлорида на 150 степени Ц:<0.05 mm per year
- Питтинг са 500 ппм хлорида на 150 степени Ц: 0,10-0,20 мм годишње (препоручује се надоградња)
- Максимална препоручена радна температура: 160 степени Ц у киселом сулфиту, 170 степени Ц у бисулфиту
- Очекивани радни век: 18-22 године у типичном сулфитном раду
С31803 вс 316Л вс С32205 вс 904Л против легуре 825: Који материјал за који дигестор?
За типичне Крафт дигесторе који раде на 170-180 степени Ц у белој течности, С31803 је најекономичнији избор са најбољим односом цене и учинка. За дигесторе сулфита, С32205 (побољшана верзија) или 904Л треба узети у обзир за услове са вишим нивоом хлорида изнад 500 ппм или температуре изнад 160 степени Ц. За тешке сулфите са хлоридима изнад 1000 ппм, легура 825 постаје пожељан избор упркос већој цени.
Избор материјала за сервис дигестора захтева балансирање отпорности на корозију, механичких својстава, заварљивости, доступности и цене. Табела испод сумира кључне факторе одлуке за шест најчешће разматраних материјала. С31803 заузима јединствену позицију јер нуди 80-90 процената отпорности на корозију виших легура никла уз отприлике половину цене.
Побољшана верзија С32205 (УНС С32205, такође се продаје као САФ 2205) је све више спецификована за нове дигесторе јер има строже границе састава, већи минимални ПРЕН (35-38 наспрам 32-35) и бољу отпорност на локализовану корозију. За дигесторе који рукују пуним спектром услова процеса целулозе и папира, типичан избор је: (1) Угљенични челик са гуменом облогом или убризгавањем инхибитора за некритичну опрему са температурним ограничењима; (2) С31803 или С32205 за стандардне крафт и бисулфитне дигесторе; (3) 904Л за дигесторе киселог сулфита са високим садржајем хлорида; (4) Легура 825 за најтежу употребу киселих сулфита са контаминацијом хлоридом из боћате воде.
Табела 5. Матрица за избор материјала за дигесторе целулозе и папира
|
Материјал |
Крафт бело пиће (180 степени Ц) |
Крафт црни ликер (180 степени Ц) |
кисели сулфит (150 степени Ц) |
Бисулфит (150 степени Ц) |
Прање богато хлоридима (80 степени Ц) |
Релативни трошак |
|
304L |
Јадно |
Јадно |
Јадно |
Маргинални |
Јадно |
1,0к (основна линија) |
|
316L |
Маргинални |
Маргинални |
Јадно |
Маргинални |
Маргинални |
1.4x |
|
С31803 (дуплекс) |
Одлично |
Одлично |
Добро |
Добро |
Одлично |
1.8x |
|
С32205 (Побољшано 2205) |
Одлично |
Одлично |
Одлично |
Одлично |
Одлично |
2.0x |
|
904Л (супер аустенит) |
Добро |
Добро |
Одлично |
Одлично |
Одлично |
2.8x |
|
Легура 825 |
Одлично |
Одлично |
Одлично |
Одлично |
Одлично |
4.5x |
Извор: АСМ Хандбоок Вол. 13А Цорросион (2003); Оутокумпу Цорросион Хандбоок 10тх ед.; ТАППИ инжењерски приручници; збирно искуство млина 1985-2020.
Како треба заварити С31803 за сервис дигестера?
С31803 за сервис дигестора мора бити заварен са додатним металом ЕР2209, контролисаним уносом топлоте од 0,5-2,0 кЈ/мм, међупролазном температуром испод 150 степени Ц и након-жарењем раствора после заваривања на 1020-1100 степени Ц и избећи оптималну равнотежу фазе систена за дебљи пресек. формирање у зони утицаја топлоте.

Заваривање је најкритичнији корак у производњи дигестора С31803 јер погрешна процедура може уништити отпорност основног метала на корозију. Кључна правила су: (1) Користите ЕР2209 метал за пуњење (који одговара саставу 22Цр-9Ни-3Мо) јер ће пуниоци ЕР308Л или ЕР316Л створити ћелије галванске корозије у дигестору; (2) Ограничити унос топлоте на 0,5-2,0 кЈ/мм да би се спречио прекомерни раст зрна у ХАЗ, што доводи до обогаћивања ферита и смањене жилавости; (3) Одржавајте међупролазну температуру испод 150 степени Ц (пожељно испод 100 степени Ц) да бисте избегли преципитацију сигма фазе у опсегу од 600-900 степени Ц; (4) За дебеле плоче веће од 25 мм, извршите жарење раствора на 1020-1100 степени Ц након чега следи брзо гашење водом да би се обновила дуплекс структура; (5) Користите 99,99 процената чистог аргона у позадини са кисеоником испод 50 ппм да бисте спречили оксидацију кореновог пролаза. Термичка обрада после заваривања на 600-900 степени Ц мора се стриктно избегавати јер је ово температурни опсег где се сигма и цхи фазе брзо таложе у С31803, узрокујући озбиљно крхкост и губитак отпорности на корозију. Жарење раствором праћено брзим хлађењем је једина сигурна топлотна обрада.
Табела 6. С31803 Параметри заваривања за сервис дигестера
|
Параметар |
Препоручено |
Максимално дозвољено |
Последица ако је прекорачена |
|
Филлер Метал |
ЕР2209 (АВС А5.4/А5.9) |
Само ЕР2209 |
Употреба 308Л/316Л изазива галванску корозију |
|
Заштитни гас |
99,99 одсто Ар |
O2 <50 ppm |
Порозност, оксидација, губитак отпорности на корозију |
|
Бацкинг Гас |
99,99 процената Ар, потпуно чишћење |
O2 <50 ppm |
Оксидација пролаза корена, иницијација удубљења |
|
Унос топлоте |
0,5-2,0 кЈ/мм |
2,5 кЈ/мм |
Прекомерни раст зрна, обогаћивање ферита, ризик од сигма фазе |
|
Интерпасс Температуре |
<100 degrees C |
150 степени Ц |
Кумулативна топлота, ХАЗ сензибилизација |
|
Загрејати |
Нема (собна температура) |
50 степени Ц ако је влажно |
Апсорпција влаге узрокује порозност |
|
PWHT (Thick >25 мм) |
1020-1100 степени Ц к 30 мин, гашење водом |
Не прелази 1100 степени Ц |
Прекомерна температура ферита изнад 1100 степени Ц |
|
Забрањени ПВХТ опсег |
600-900 степени Ц |
Никада |
Сигма/цхи фаза преципитација, крхкост |
|
Ферит у заваривању |
30-70 посто (циљ 50 посто) |
<30 percent or >70 посто |
Изван опсега=ниске чврстоће или ниске жилавости |
Извор: АВС Д1.6 Шифра структуралног заваривања - Нерђајући челик; Оутокумпу приручник за заваривање за дуплекс нерђајуће челике; Сандвик 2205 упутства за заваривање.
Студија случаја: Замена континуалног дигестера за крафт млин
Северноамерички Крафт млин заменио је компоненте облоге дигестора од 316Л са С31803 2010. године; након 14 година непрекидног рада на 175 степени Ц у белој и црној течности, ултразвучна испитивања дебљине су показала да нема мерљивих губитака на зиду и појаве пуцања корозије од каустичног стреса, потврђујући С31803 као стандард за нову конструкцију Крафт дигестора.
Млин је радио континуирани дигестор Камир који је производио 1.500 ваздушно-осушених тона пулпе дневно, са белом течношћу на 175 степени Ц и концентрацијом НаОХ од 10%. Оригиналне компоненте облоге 316Л претрпеле су два квара на ЦСЦЦ-у 2008. и 2009. године, што је захтевало хитне поправке које су коштале 1,2 милиона долара застоја и заваривања. 2010. године, млин је изабрао да замени горњи део облоге дигестора (отприлике 8 тона плоче) са подлогом од угљеничног челика С31803. Замена је заварена са ЕР2209 пунилом, улаз топлоте је контролисан на 1,0-1,8 кЈ/мм, међупролаз испод 120 степени Ц, и жарење раствора на 1050 степени Ц на пресецима дебеле плоче. Годишња ултразвучна испитивања дебљине од 2010. до 2024. нису показала мерљиви губитак зида (мерна несигурност плус или минус 0,2 мм). Инспекција 2024. такође је укључивала мерења броја ферита на изложеним површинама завара, која су показала вредности од 45-55 процената, потврђујући да је дуплекс структура остала нетакнута. На основу овог искуства, млин је стандардизовао С31803 за све нове компоненте дигестора и главне реконструкције.
Извор: Теренски случај дао купац ЈН Аллои, анонимизован. Радни подаци верификовани преко инжењерског тима млина.
Студија случаја: Надоградња корпе за дигестирање млина за сулфите
Европски млин за сулфите надограђен је са 316Л на С31803 за корпе са ситама дигестора 2008. године, постижући 3к продужење радног века (са 4 године на преко 12 година) и смањење годишњих трошкова одржавања замене сита за приближно 60 процената, демонстрирајући снажну понуду С31803 у погледу услуге киселог сулфита.
Млин користи серијски дигестор сулфита који производи растворљиву пулпу на 145 степени Ц са киселином за кување пХ 1,5-2,0 и контаминацијом хлоридом од 150-250 ппм из локалних извора воде. Оригиналне корпе за екран од 316Л претрпеле су озбиљне рупице и кварове кроз зид након 3-4 године рада, што је захтевало годишњу замену по цени од 180.000 долара годишње у материјалу и изгубљену производњу. У 2008. млин је надограђен на корпе за сита С31803 израђене од АСТМ А240 плоча и ЕР2209 заварених носача. После 12 година рада, инспекција 2020. показала је дубину удубљења од само 0,3-0,5 мм на оригиналној плочи од 6 мм, без кварова у зиду.
Процењени преостали животни век је 8-10 додатних година. Годишња анализа трошкова: почетни трошак С31803 био је 1,5 пута већи од цене 316Л (50.000 долара наспрам 33.000 долара), али се животни век утростручио, дајући годишње смањење трошкова материјала за 50 процената. У комбинацији са елиминацијом непланираних застоја, укупна годишња уштеда износила је приближно 110.000 долара. Млин је накнадно прецизирао С31803 за све унутрашње делове дигестора, укључујући завртње за довод струготине, циркулационе решетке и дифузоре резервоара за дување.
Извор: студија случаја Сандвик 2205 млин сулфита, модификована за профил корисника ЈН Аллои; унакр-упоређено са анкетама компоненти ТАППИ дигестора.
Који стандарди регулишу С31803 за апликације дигестора?
С31803 за сервис дигестора треба да буде у складу са АСТМ А240 (плоча), А790 (цев), А182 (коване спојнице и прирубнице), А815 (сучеоно-заварене спојнице) и А479 (шипке), и кодом дизајна дигестора АСМЕ БПВЦ Одељак ВИИИ Одељак 1; за индустрију целулозе и папира-посебне смернице, примењују се ТАППИ ТИП 0402 и фински ПАПТАЦ стандарди за дигестор.
Оквир стандарда за конструкцију дигестора С31803 укључује спецификације материјала и дизајнерске кодове. АСТМ А240 покрива плочу и лим који формирају љуску и чуњеве дигестора; АСТМ А790 покрива бешавне и заварене цеви за унутрашње цевоводе; АСТМ А182 покрива коване прирубнице и спојеве за спојеве млазница; АСТМ А815 покрива сучеоно{6}}варене фитинге за циркулационе и одводне цеви.
Сви ови стандарди укључују ознаку УНС С31803 са захтевима за хемију и механичка својства наведеним у табелама 1 и 2 изнад. За пројектовање посуде под притиском, АСМЕ БПВЦ Одељак ВИИИ Дивизија 1 даје правила пројектовања, дозвољена напона и захтеве за квалификацију заваривања. С31803 је наведен у АСМЕ одељак ИИ део Д са дозвољеним вредностима напрезања до 180 степени Ц (АСМЕ 2023 издање). За квалификацију заваривања важи АВС Д1.6 код за заваривање конструкција - нерђајући челик.
За индустрију целулозе и папира{0}}специфичне смернице, ТАППИ технички информативни папир ТИП 0402-15 покрива избор материјала за опрему за хемијско обнављање и дигесторе, а фински водич за пројектовање дигестора ПАПТАЦ пружа најбоље европске праксе. Млинови у јурисдикцији опреме под притиском (Канада, Европа) такође треба да обезбеде усклађеност са Директивом о опреми под притиском (ПЕД) или Канадским бојлерским друштвом (ЦСА Б51) према потреби.
Табела 7. Применљиви стандарди за С31803 сервис дигестера
|
Стандард |
Обим |
Апликација за Дигестер |
|
АСТМ А240 |
Плоча и лим за посуде под притиском |
Дигестер шкољка, чуњеви, унутрашња облога |
|
АСТМ А790 |
Бешавне и заварене цеви |
Циркулациони цевовод, цевовод за извлачење |
|
АСТМ А182 |
Ковани фитинзи и прирубнице |
Прирубнице млазница, окови за тело |
|
АСТМ А815 |
Сучеоно{0}}варени фитинги |
Колена цевовода, Т-прикључци, редуктори |
|
АСТМ А479 |
Шипке и облици |
Унутрашње потпорне конструкције, заграде |
|
АСМЕ БПВЦ Одељак ВИИИ Див 1 |
Дизајн посуде под притиском |
Дизајн посуде за дигестор и штанцање |
|
АСМЕ БПВЦ Одељак ИИ Део Д |
Табеле дозвољених напрезања |
Вредности напона до 180 степени Ц |
|
АВС Д1.6 |
Шифра заваривања нерђајућег челика |
Поступак заваривања и квалификација заваривача |
|
ТАППИ ТИП 0402-15 |
Избор материјала за хемијски опоравак |
Смернице{0}}специфичне за индустрију за дигесторе |
|
ЕН 10028-7 |
Европска плоча посуде под притиском |
ПЕД усклађеност на европским тржиштима |
Извор: АСТМ Интернатионал 2024; АСМЕ код за котлове и посуде под притиском, издање 2023; ТАППИ Тецхницал Информатион Паперс; ЕН стандарди.
Колики је укупни трошак поседовања за С31803 наспрам 316Л у сервису дигестера?
Иако С31803 кошта 30-50 процената више унапред од 316Л за примене у дигестору, његов 2-3 пута дужи радни век и драматично смањење непланираних застоја смањују 20-годишње укупне трошкове власништва за 40-60 процената, пружајући период отплате од 2-3 године од почетне премије.

Анализа укупних трошкова власништва за материјале за дигестор мора узети у обзир не само почетне трошкове материјала већ и производњу, планирано одржавање, непланиране застоје и трошкове замене. Табела у наставку приказује репрезентативно поређење за део облоге дигестора од 10.000 кг током 20 година рада.
Опција С31803 кошта 25.000 долара више у почетном материјалу, али штеди 80.000 долара у планираном одржавању, 150.000 долара у непланираном застоју и 130.000 долара у замјени (пошто би 316Л морао бити замијењен једном у 12. години). Нето 20-годишња уштеда је 335.000 долара или смањење од 62 одсто. Чак и уз дисконту од 8 одсто, нето садашња вредност штедње премашује 200.000 долара. Овај прорачун не укључује вредност избегнутих безбедносних инцидената или испуштања у животну средину, што би додатно повећало предност С31803.
Табела 8. 20-Упоређивање укупне укупне вредности у години: С31803 наспрам 316Л у резервоару за крафт дигестер
|
Ставка трошкова |
С31803 Опција (УСД) |
316Л опција (УСД) |
|
Цена материјала (10.000 кг) |
$80,000 |
$55,000 |
|
Фабрицатион Лабор |
$30,000 |
$30,000 |
|
Иницијална инсталација |
$20,000 |
$20,000 |
|
Планирано одржавање (20 година) |
$40,000 |
$120,000 |
|
Трошкови непланираних застоја |
$30,000 |
$180,000 |
|
Замена средњег{0}}живота (12. година) |
$0 |
$130,000 |
|
Кредит за крај--животног отпада |
($20,000) |
($20,000) |
|
20-годишњи укупни трошкови |
$180,000 |
$515,000 |
|
Годишњи трошак |
9.000 УСД/год |
$25,750/год |
|
31803 20-Уштеда година |
335.000 долара (смањење од 65 посто) |
- |
Извор: ЈН Аллои инжењерска анализа заснована на агрегираним подацима о трошковима мљевења; Типични стандарди трошкова одржавања млина за крафт у Северној Америци 2018-2024.
Често постављана питања о С31803 у служби за целулозу и папир
П: Да ли је С31803 исти материјал као 2205?
О: С31803 је у суштини оригинални 2205 дуплекс разред, али модерна преферирана ознака је С32205. Ознака УНС С31803 успостављена је 1980-их, док је С32205 ажурирани састав са строжим границама хрома, молибдена и азота и вишим минималним ПРЕН. За нову конструкцију дигестора, С32205 је сада стандардна спецификација; С31803 остаје широко доступан и прихватљив за многе апликације. Приликом наручивања, навођење 'УНС С32205' или 'Дуплек 2205' је модерна конвенција.
П: Може ли С31803 директно заменити 316Л у постојећем Крафт дигестору?
О: Да, С31803 може директно да замени 316Л у већини апликација Крафт дигестора јер има већу чврстоћу (омогућава тање зидове или веће оцене притиска) и супериорну отпорност на корозију. Дизајн замене треба да узме у обзир већу чврстоћу (могући су тањи делови) и нижи коефицијент топлотног ширења (потребно је мање дилатационих спојева). Заваривање мора да користи ЕР2209 пунило и параметре наведене у табели 6. Нове компоненте С31803 могу се заварити на постојећи 316Л коришћењем ЕР2209 уз пажљиву квалификацију процедуре.
П: Која је максимална температура непрекидног рада за С31803 у дигестору?
О: Максимална препоручена температура непрекидног рада за С31803 у дигестору је 180 степени Ц за Крафт апликације и 160 степени Ц за апликације сулфита. Изнад 180 степени Ц, С31803 подлеже прекомерном формирању ферита и ризику од 475 степени Ц ако се држи у опсегу од 280-500 степени Ц током циклуса грејања/хлађења. За рад дигестора изнад 180 степени Ц, размислите о надоградњи на Аллои 825 или на дуплекс више никла као што је С32520 (Уран 52Н+).
П: Може ли се С31803 користити у сулфитним дигесторима са високом контаминацијом хлоридима?
О: С31803 је погодан за дигесторе сулфита са контаминацијом хлоридом до око 500 ппм. Изнад 500 ппм хлорида, посебно у киселим сулфитним сервисима на температурама изнад 150 степени Ц, стопе питтинга могу премашити 0,1 мм годишње. У овим агресивнијим условима, препоручује се надоградња на С32205 (побољшани дуплекс) или на супер аустенитну класу као што је 904Л (4-5 процената Мо) или легуру никла као што је легура 825. Избор материјала треба да се заснива на стварно измереним вредностима хлорида и пХ вредности на радној температури.
П: Да ли С31803 захтева термичку обраду након-заваривања након производње дигестора?
О: С31803 не захтева термичку обраду после-заваривања за танке пресеке (испод 20 мм) јер брзо хлађење ваздухом задржава тачан ферит-аустенит баланс. За дебеле пресеке (изнад 25 мм) где је унос топлоте заваривања можда померио равнотежу ка прекомерном фериту, препоручује се жарење раствора на 1020-1100 степени Ц након чега следи брзо гашење водом да би се повратила оптимална структура. Најважније је да се температурни опсег од 600-900 степени Ц мора избегавати јер то узрокује преципитацију сигма фазе и озбиљно крхкост. Једина безбедна топлотна обрада за С31803 је жарење у пуном раствору праћено брзим хлађењем.
П: Које не{0}}методе испитивања се препоручују за производњу дигестора С31803?
О: Препоручени НДТ за производњу дигестора С31803 укључује: (1) 100 посто радиографско испитивање (РТ) или ултразвучно испитивање (УТ) свих заварених спојева према АСМЕ одељак ВИИИ; (2) мерење садржаја ферита помоћу калибрисаног феритоскопа (Фисцхер МП30 или еквивалентног) на основном металу и површини завара, са прихватљивим опсегом 30-70 процената и циљаним 45-55 процената; (3) испитивање пенетрантима боје (ПТ) свих дефекта површине завара; (4) верификација жарења раствора кроз испитивање тврдоће (циљ 220-280 ХБ за С31803); (5) за рад у окружењима која садрже хлорид сулфита, АСТМ А923 Метода Б (тестирање корозије) за потврду отпорности на таложење интерметалне фазе.
ЈН Аллои испоручује сертификоване С31803 и С32205 дуплекс плоче од нерђајућег челика, цеви, шипке, прирубнице и фитинге за сервис дигестора целулозе и папира широм света. Сви материјали се испоручују са ЕН 10204 3.1/3.2 МТЦ, потпуном следљивошћу и пореклом из фабрике са сертификатом ИСО 9001-. Контактирајте нас за техничке листове, упутства за производњу и директне цене за млин.
Е-пошта: Info@jnalloy.com|ВхатсАпп/телефон: +86-193-3990-0211|Веб: ввв.јналлои.цом
