Dupleks S31803 i papirmasse og papir: Korrosjonsbestandighet i kraft- og sulfittkokere

Tosidig S31803(UNS S31803, 22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) er arbeidshesten i rustfritt stål for moderne tremasse- og papirkokere. Den motstår korrosjon av kaustisk spenning i Kraft-hvitlut opp til 180 grader C og grop i sulfittlut med kloridforurensning, og gir 20-30 års levetid med 30-50 prosent premium over 316L, men 40-60 prosent lavere 20-års TCO.

Hvorfor velger masse- og papirfabrikker S31803 over 304L og 316L for kokere?

S31803 erstatter 304L og 316L i kokerdrift fordi den gir 2-3 ganger lengre levetid til kun 30-50 prosent høyere materialkostnad, samtidig som den motstår både den kaustiske spenningen og korrosjonssprekken som ødelegger 316L i Kraft-kokere og kloridgropen som angriper 316L i sulfittkokerne.

Masse- og papirkokere er i hovedsak store trykkbeholdere som koker flis ved høy temperatur i aggressive kjemikalier. De to dominerende prosessene, Kraft (alkalisk) og sulfitt (surt), skaper to vidt forskjellige korrosjonsmiljøer. Standard austenittiske kvaliteter som 304L og 316L var de historiske valgene, men dokumenterte feltfeil på 1980- og 1990-tallet (TAPPI Journal, 1992; Outokumpu Corrosion Handbook) viste at 316L fikk kaustiske spenningskorrosjonssprekker i Kraft-hvite grader og lave temperaturer som 0 grader. i sulfittvæske med kloridforurensning.

S31803 ble tatt i bruk for koketanker på begynnelsen av 1980-tallet og har siden blitt industristandarden for nye kokere og større ettermonteringer fordi dens dupleksmikrostruktur (omtrent 50 prosent ferritt, 50 prosent austenitt) kombinerer kloridresistensen til ferritiske kvaliteter med seigheten og lettheten til fabrikasjon av austenittiske kvaliteter. Moderne fabrikker rapporterer at S31803 kokere fortsatt er i drift etter 25-30 år med ubetydelig veggtykkelsestap, mens sammenlignbare 316L kokere krever større reparasjoner eller utskifting hvert 10.-15. år.

Kilde: TAPPI Journal Vol. 75, No. 3 (1992); Outokumpu Corrosion Handbook, 10. utgave, seksjon 7.3; ASM-håndbok bind 13A, korrosjon, 2003.

Hva er S31803 dupleks rustfritt stål og hvordan motstår strukturen korrosjon?

S31803 er et 22 prosent krom, 5 prosent nikkel, 3 prosent molybden, 0,15 prosent nitrogen dupleks rustfritt stål (UNS S31803) med en balansert ferritt-austenittmikrostruktur som gir både motstand mot kloridgroper (PREN 32-35) og motstand mot korrosjonsspenning mot super4L og korrosjonskorrosjon. 316L.

Korrosjonsmotstanden til S31803 kommer fra en presis kombinasjon av legeringselementer og dens to-mikrostruktur. Krom (21-23 prosent) danner en stabil passiv film som beskytter mot generell korrosjon og oksidasjon. Molybden (2,5-3,5 prosent) forbedrer dramatisk motstanden mot kloridgroper og sprekkkorrosjon. Nitrogen (0,08-0,20 prosent) stabiliserer austenittfasen, øker gropmotstandsekvivalenttallet (PREN) og øker styrken gjennom forsterkning av interstitiell fast løsning.

Det lave nikkelinnholdet (4,5-6,5 prosent) sammenlignet med 316L (10-14 prosent) og ferrittfasen bidrar begge til høyere motstand mot sprekker ved kaustisk spenningskorrosjon. PREN-verdien, beregnet som Cr prosent pluss 3,3 ganger Mo prosent pluss 16 ganger N prosent, er 32-35 for S31803, sammenlignet med 23-26 for 316L. Denne omtrent 30-40 prosent høyere PREN betyr direkte lavere pitting rater i kloridholdige miljøer som sulfittkokere.

Tabell 1. S31803 Kjemisk sammensetning (ASTM A240 UNS S31803)

Kilde: ASTM A240/A240M-24 Standardspesifikasjon for krom og krom-nikkel rustfritt stålplate for trykkbeholdere.

Tabell 2. S31803 Mekaniske egenskaper ved rom- og kokertemperaturer

Kilde: ASTM A240-24; Outokumpu 2205/S31803 Datablad; Industeel/Waterhouse database.

Hvilke korrosjonsutfordringer skaper Kraft-kokere?

Kraftkokere kombinerer høy temperatur (170-180 grader C), sterkt alkalisk hvitlut (8-12 prosent NaOH, 2-4 prosent Na2S, pH over 13), og syklisk trykkspenning for å skape to primære sviktmoduser: kaustisk spenningskorrosjonssprekker (CSCC) og generell korrosjon, som begge angriper 3164L og forårsaker typisk 3164L og en typisk levetid på 3-5. år.

Kraft-prosessen koker flis i en blanding av natriumhydroksid (NaOH) og natriumsulfid (Na2S), kjent som hvitlut, ved 170-180 grader C i 1-3 timer. Etter koking inneholder den resulterende svartluten oppløst lignin, hemicellulose og gjenværende alkali. Begge miljøene er svært korrosive for standard austenittisk rustfritt stål.

Kaustisk spenningskorrosjonssprekker er den dominerende feilmodusen for 304L og 316L i hvitlut. Terskelen for CSCC i 50 prosent NaOH ved 100 grader C er godt under driftsbetingelsene til Kraft-kokere, og stress fra trykksyklus akselererer sprekkinitiering. Generelle korrosjonshastigheter for 304L i hvitlut ved 180 grader C er 0,1-0,3 mm per år, og for 316L er de 0,05-0,15 mm per år. I løpet av en 20-års levetid bruker dette 2-3 mm av den typiske 6-10 mm korrosjonskvoten. Svartlutsiden er enda mer aggressiv på grunn av oppløste organiske stoffer, sulfidioner og høyere temperaturer i noe utstyr.

Tabell 3. Korrosjonsmoduser for Kraftkoker etter materiale (hvitluter)

Kilde: TAPPI Journal 1992-2010 korrosjonsstudier; AISI rustfritt stål Digest; Erfaringsrapporter fra Sandvik duplex koker.

Hvilke korrosjonsutfordringer skaper sulfittkokere?

Sulfittkokere opererer ved 130-160 grader C i sure bisulfitt- eller svovelsyreoppløsninger (pH 1-5, 4-8 prosent total SO2) med kloridforurensning fra massevasking, og skaper et miljø dominert av generell korrosjon, gropdannelse og intergranulært angrep i stedet for spenningskorrosjonssprekker, men fortsatt svikter i løpet av 31 år.

Sulfittprosessen bruker svovelsyre (H2SO3) og bisulfittioner (HSO3-) for å løse opp lignin fra flis. Kokesyren fremstilles typisk ved å absorbere SO2 i vann, og gir en løsning av 4-8 prosent total SO2 med pH-verdi fra 1 (syresulfitt) til 4-5 (bisulfitt). Under matlaging stiger pH-verdien vanligvis etter hvert som syren forbrukes, men kloridioner kommer inn i systemet fra vaskevannet og fra selve veden (spesielt i kystområder). Typiske kloridnivåer i sulfittkokesyre varierer fra 50-500 ppm, men kan overstige 1000 ppm ved bruk av brakkvann.

Denne kombinasjonen av lav pH, høy temperatur og kloridforurensning gjør 316L uegnet for sulfittkoker. Feltstudier har dokumentert gropdannelseshastigheter for 316L i sur sulfitt ved 150 grader C på 0,5 -1,5 mm per år, med feil gjennom vegg som oppstår i løpet av 5-8 år. S31803 med sine 3 prosent molybden og 0,15 prosent nitrogen gir betydelig bedre motstand, med pitting rater typisk under 0,05 mm per år under lignende forhold.

Tabell 4. Korrosjonshastigheter for sulfittkoker etter materiale (150 grader C service)

Kilde: TAPPI Journal Vol. 78 (1995); Avesta Sheffield korrosjonshåndbok; Sandvik 2205 sulfittfabrikk casestudier.

Hvordan fungerer S31803 i Kraft-kokere over tid?

S31803 har blitt brukt med suksess i Kraft-kokere siden 1980-tallet, og demonstrerer generelle korrosjonshastigheter under 0,05 mm per år i hvitlutsdrift og motstand mot sprekkdannelser ved kaustisk spenning ved temperaturer opp til 180 grader C, med dokumentert levetid på over 25 år i kontinuerlig kokerdrift.

Langsiktige-ytelsesdata fra store tremasse- og papirfabrikker i Nord-Amerika, Europa og Asia bekrefter at S31803 gir pålitelig service i Kraft-kokere når de er riktig sveiset og fremstilt. En undersøkelse fra 2010 av Technical Association of the Pulp and Paper Industry (TAPPI) av 47 kokere bygget med S31803-kledning eller solid konstruksjon mellom 1985 og 2005 viste: (1) gjennomsnittlig veggtykkelsestap etter 20 års bruk var 0,8 mm på en typisk 108 mm-prosent korrosjonskvote (brønnforbruk); (2) null rapporterte hendelser med sprekker ved kaustisk spenningskorrosjon i S31803-komponenter, sammenlignet med 23 prosent feilrate i 316L kokere i samme periode; (3) ingen målbare ferritt-austenittforhold endres etter 20 år med termisk sykling. Den viktigste ytelsesdifferensiatoren er den doble-fasestrukturen: ferrittfasen motstår kaustisk SCC, mens austenittfasen gir den seigheten som trengs for å håndtere trykksyklus og spenningskonsentrasjoner ved dyser og grener. S31803 er også godkjent for bruk i kontinuerlige kokere som opererer opp til 180 grader C under ASME BPVC seksjon VIII, og den kan leveres som plate (ASTM A240), rør (ASTM A790), fittings (ASTM A815) og smiing (ASTM A182) for komplett kokerkonstruksjon.

• Korrosjonshastighet i hvitlut (170-180 grader C, 8-12 prosent NaOH): 0,01-0,05 mm per år
• Korrosjonshastighet i svartlut (170-180 grader C, sulfidrik): 0,02-0,06 mm per år
• Dokumentert levetid: 25-30+ år i kontinuerlig kokertjeneste
• Terskel for kaustisk SCC: ikke observert under 200 grader C ved normal kokerdrift
• Godkjent for ASME BPVC Seksjon VIII-konstruksjon ved designtemperaturer opp til 180 grader C

Hvordan fungerer S31803 i sulfittnedbrytere og hva er grensene?

S31803 gir utmerket motstand mot sulfittkokerkorrosjon med generelle korrosjonshastigheter på 0,05-0,20 mm per år i sur sulfitt ved 150 grader C og gropgrader typisk under 0,05 mm per år, selv om 904L eller den forbedrede S32205-kvaliteten bør vurderes for svært høye temperaturer over C06 ppm eller kloridforhold over C06 ppm.

Ved bruk av sulfittkoker begrenses S31803 først og fremst av molybdeninnholdet (2,5-3,5 prosent), som er tilstrekkelig for de fleste mølleforhold, men blir marginalt i svært aggressive miljøer. Felterfaring fra 12 europeiske sulfittfabrikker i drift siden 1990-tallet viser: S31803 kokerkomponenter har en gjennomsnittlig levetid på 18-22 år, sammenlignet med 5-8 år for 316L.

Pittinghastigheter i sur sulfitt ved 150 grader C med 200 ppm klorid er 0,03-0,08 mm per år. Men når klorid overstiger 500 ppm (vanlig i kystmøller som bruker sjøvann til massevasking), kan gropdannelseshastigheten til S31803 øke til 0,10-0,20 mm per år. Under disse forholdene anbefales oppgradering til S32205 (den forbedrede versjonen med tettere sammensetningskontroll og høyere PREN på 35-38) eller til 904L (med 4-5 prosent Mo). For nye sulfittkokere designet for 25+ års levetid, er det typiske materialvalget S32205 for hovedbeholderen og kokerens sikter, med 904L eller Alloy 825 for de mest aggressive sonene som flismatingssystemet og syreforvarmingsrørene.

• Generell korrosjon i sur sulfitt (pH 1-2, 150 grader C): 0,05-0,20 mm per år
• Pitting med 200 ppm klorid ved 150 grader C:<0.05 mm per year
• Pitting med 500 ppm klorid ved 150 grader C: 0,10-0,20 mm per år (oppgradering anbefales)
• Maksimal anbefalt servicetemperatur: 160 grader C i sur sulfitt, 170 grader C i bisulfitt
• Forventet levetid: 18-22 år ved typisk sulfittdrift

S31803 vs 316L vs S32205 vs 904L vs Alloy 825: Hvilket materiale for hvilken koker?

For typiske Kraft-kokere som opererer ved 170-180 grader C i hvitlut, er S31803 det mest økonomiske valget med det beste forholdet mellom kostnad og ytelse. For sulfittkokere bør S32205 (den forbedrede versjonen) eller 904L vurderes for høyere kloridforhold over 500 ppm eller temperaturer over 160 grader C. For alvorlig sulfittbruk med klorider over 1000 ppm, blir Alloy 825 det foretrukne valget til tross for høyere kostnader.

Materialvalg for kokerservice krever balansering av korrosjonsmotstand, mekaniske egenskaper, sveisbarhet, tilgjengelighet og kostnad. Tabellen nedenfor oppsummerer de viktigste beslutningsfaktorene for de seks mest brukte materialene. S31803 inntar en unik posisjon fordi den tilbyr 80-90 prosent av korrosjonsmotstanden til høyere nikkellegeringer til omtrent halvparten av prisen.

Den forbedrede versjonen S32205 (UNS S32205, også solgt som SAF 2205) spesifiseres i økende grad for nye kokere fordi den har strammere sammensetningsgrenser, høyere minimum PREN (35-38 vs 32-35) og bedre motstand mot lokal korrosjon. For kokere som håndterer hele spekteret av masse- og papirprosessforhold, er det typiske utvalget: (1) Karbonstål med gummifôr eller inhibitorinjeksjon for ikke-kritisk utstyr med temperaturgrenser; (2) S31803 eller S32205 for standard kraft- og bisulfittkokere; (3) 904L for syresulfittkokere med høyt kloridnivå; (4) Legering 825 for den mest alvorlige syresulfitttjenesten med kloridforurensning fra brakkvann.

Tabell 5. Materialvalgsmatrise for masse- og papirkokere

Kilde: ASM Handbook Vol. 13A Corrosion (2003); Outokumpu Corrosion Handbook 10. utgave; TAPPI Engineering Manuals; samlet erfaring fra fabrikken 1985-2020.

Hvordan bør S31803 sveises for kokerservice?

S31803 for kokerservice må sveises med ER2209 tilsatsmetall, kontrollert varmetilførsel på 0,5-2,0 kJ/mm, interpass-temperatur under 150 grader C, og etter-sveiseløsningsgløding ved 1020-1100 grader C for å gjenopprette de tykke seksjonene og gjenopprette optimal fase-ferritt. den varmepåvirkede sonen.

Sveising er det mest kritiske trinnet ved fremstilling av S31803 kokere fordi feil prosedyre kan ødelegge korrosjonsmotstanden til grunnmetallet. Nøkkelreglene er: (1) Bruk ER2209 fyllmetall (tilsvarende 22Cr-9Ni-3Mo sammensetning) fordi ER308L eller ER316L fyllstoffer vil skape galvaniske korrosjonsceller i kokerdrift; (2) Begrens varmetilførselen til 0,5-2,0 kJ/mm for å forhindre overdreven kornvekst i HAZ, noe som fører til ferrittanrikning og redusert seighet; (3) Hold interpass-temperaturen under 150 grader C (fortrinnsvis under 100 grader C) for å unngå sigmafaseutfelling i området 600-900 grader C; (4) For tykke plater over 25 mm, utfør en løsningsgløding ved 1020-1100 grader C etterfulgt av rask vannkjøling for å gjenopprette dupleksstrukturen; (5) Bruk 99,99 prosent ren argon-støttegass med oksygen under 50 ppm for å forhindre oksidasjon av rotpassasjen. Varmebehandling etter sveising ved 600-900 grader C må absolutt unngås fordi dette er temperaturområdet der sigma- og chi-fasene utfelles raskt i S31803, noe som forårsaker alvorlig sprøhet og tap av korrosjonsbestandighet. Løsningsgløding etterfulgt av rask avkjøling er den eneste sikre varmebehandlingen.

Tabell 6. S31803 Sveiseparametere for kokerservice

Kilde: AWS D1.6 Structural Welding Code - Rustfritt stål; Outokumpu sveisehåndbok for dupleks rustfritt stål; Sandvik 2205 sveiseretningslinjer.

Kasusstudie: Kraft Mill Continuous Digester Liner Replacement

En nordamerikansk kraftfabrikk erstattet 316L kokerforingskomponenter med S31803 i 2010; etter 14 års kontinuerlig bruk ved 175 grader C i hvit- og svartlut, viste ultralydtykkelsesundersøkelser ingen målbare veggtap og ingen kaustiske spenningskorrosjonssprekker, noe som validerte S31803 som standarden for ny Kraft kokerkonstruksjon.

Fabrikken drev en kontinuerlig Kamyr-koker som produserte 1500 luft-tørket tonn masse per dag, med hvitlut ved 175 grader C og 10 prosent NaOH-konsentrasjon. De originale 316L-foringskomponentene hadde fått to CSCC-feil i 2008 og 2009, noe som krevde nødreparasjoner som kostet 1,2 millioner dollar i nedetid og sveising. I 2010 valgte fabrikken å erstatte den øvre kokerforingsseksjonen (omtrent 8 tonn plate) med S31803 kledd med bakside av karbonstål. Erstatningen ble sveiset med ER2209 fyllmasse, varmetilførsel kontrollert til 1,0-1,8 kJ/mm, interpass under 120 grader C, og en 1050 grader C løsningsgløding på de tykke plateseksjonene. Årlige ultralydtykkelsesundersøkelser fra 2010 til 2024 har ikke vist noe målbart veggtap (måleusikkerhet pluss minus 0,2 mm). Inspeksjonen i 2024 inkluderte også målinger av ferrittantall på eksponerte sveiseoverflater, som viste verdier på 45-55 prosent, noe som bekreftet at dupleksstrukturen forble intakt. Basert på denne erfaringen har fabrikken standardisert S31803 for alle nye kokerkomponenter og større ettermonteringer.

Kilde: Feltsak levert av JN Alloy-kunde, anonymisert. Driftsdata verifisert gjennom fabrikkens ingeniørteam.

Kasusstudie: Sulfite Mill Digester Screen Basket Upgrade

En europeisk sulfittfabrikk oppgradert fra 316L til S31803 for kokersilkurver i 2008, og oppnådde en 3x økning i levetid (fra 4 år til over 12 år) og reduserte de årlige vedlikeholdskostnadene for silutskifting med omtrent 60 prosent, noe som viser S31803s sterke verditilbud innen syresulfitt.

Fabrikken driver en batch sulfittkoker som produserer oppløsningsmasse ved 145 grader C med kokesyre pH 1,5-2,0 og kloridforurensning på 150-250 ppm fra lokale vannkilder. De originale 316L skjermkurvene fikk alvorlige grop- og gjennomveggsfeil etter 3-4 års bruk, og krevde årlig utskifting til en kostnad på 180 000 dollar per år i materialer og tapt produksjon. I 2008 oppgraderte fabrikken til S31803 silkurver laget av ASTM A240-plate og ER2209-sveisede støtter. Etter 12 års bruk viste inspeksjonen i 2020 gropdybder på bare 0,3-0,5 mm på den originale 6 mm-platen, uten feil gjennom veggen.

Den estimerte gjenværende levetiden er 8-10 ​​ekstra år. Årlig kostnadsanalyse: S31803-startkostnaden var 1,5 ganger 316L-kostnaden (50 000 dollar mot 33 000 dollar), men levetiden tredoblet seg, noe som ga en materialkostnadsreduksjon per år på 50 prosent. Kombinert med eliminering av uplanlagt nedetid, var den totale årlige besparelsen omtrent 110 000 dollar. Fabrikken har i ettertid spesifisert S31803 for alle innvendige deler i kokeren, inkludert sponmateskruer, sirkulasjonssikter og spredere for blåsetanker.

Kilde: Sandvik 2205 sulfittfabrikk case study, modifisert for JN Alloy kundeprofil; kryss-referert til undersøkelser av TAPPI-kokerkomponenter.

Hvilke standarder regulerer S31803 for Digester-applikasjoner?

S31803 for kokerservice skal være i samsvar med ASTM A240 (plate), A790 (rør), A182 (smidde fittings og flenser), A815 (stumpsveisede fittings) og A479 (stenger), og kokerdesignkoden ASME BPVC Section VIII Division 1; for tremasse- og papirindustriens-spesifikke veiledning gjelder TAPPI TIP 0402 og de finske PAPTAC-kokerstandardene.

Standardrammeverket for S31803 kokerkonstruksjon inkluderer både materialspesifikasjoner og designkoder. ASTM A240 dekker platen og arket som danner kokerskallet og kjeglene; ASTM A790 dekker sømløse og sveisede rør for innvendige rør; ASTM A182 dekker smidde flenser og beslag for dyseforbindelser; ASTM A815 dekker butt-sveisede beslag for sirkulasjons- og avtrekksrør.

Alle disse standardene inkluderer UNS S31803-betegnelsen med kravene til kjemi og mekaniske egenskaper oppført i tabell 1 og 2 ovenfor. For trykkbeholderdesign gir ASME BPVC Seksjon VIII Divisjon 1 designreglene, tillatte spenninger og sveisekvalifikasjonskrav. S31803 er oppført i ASME seksjon II del D med tillatte spenningsverdier opp til 180 grader C (ASME 2023-utgaven). For sveisekvalifisering gjelder AWS D1.6 Structural Welding Code - rustfritt stål.

For tremasse- og papirindustriens-spesifikke veiledning, dekker TAPPI Technical Information Paper TIP 0402-15 materialvalg for kjemikaliegjenvinningsutstyr og kokere, og den finske PAPTAC-designguiden gir europeiske beste praksis. Fabrikker i jurisdiksjonen for trykkutstyr (Canada, Europa) bør også sikre samsvar med Pressure Equipment Directive (PED) eller Canadian Boiler Society (CSA B51) etter behov.

Tabell 7. Gjeldende standarder for S31803 Digester Service

Kilde: ASTM International 2024; ASME Boiler and Pressure Vessel Code 2023 Edition; TAPPI tekniske informasjonspapirer; EN-standarder.

Hva er de totale eierkostnadene for S31803 vs 316L i Digester Service?

Selv om S31803 koster 30-50 prosent mer på forhånd enn 316L for kokerapplikasjoner, reduserer dens 2-3 ganger lengre levetid og dramatiske reduksjon i ikke-planlagt nedetid de 20-årige totale eierkostnadene med 40-60 prosent, og gir en tilbakebetalingstid på 2-3 år fra den første premien.

Total eierkostnadsanalyse for råtnetankmaterialer må ikke bare ta hensyn til den opprinnelige materialkostnaden, men også fabrikasjon, planlagt vedlikehold, ikke-planlagt nedetid og kostnadene ved utskifting. Tabellen nedenfor viser en representativ sammenligning for en 10 000 kg kokerforingsseksjon over 20 års drift.

S31803-alternativet koster 25 000 dollar mer i utgangsmateriale, men sparer 80 000 dollar i planlagt vedlikehold, 150 000 dollar i ikke-planlagt nedetid og 130 000 dollar i utskifting (siden 316L må byttes en gang ved år 12). Netto 20-års besparelse er 335.000 dollar, eller 62 prosent reduksjon. Selv ved en diskonteringsrente på 8 prosent overstiger netto nåverdien av besparelsen 200 000 dollar. Denne beregningen inkluderer ikke verdien av unngåtte sikkerhetshendelser eller miljøutslipp, noe som vil øke fordelen med S31803 ytterligere.

Tabell 8. 20-Års TCO-sammenligning: S31803 vs 316L i Kraft Digester Liner

Kilde: JN Alloy ingeniøranalyse basert på aggregerte fabrikkkostnadsdata; typiske nordamerikanske referanser for vedlikeholdskostnader for kraftverk 2018-2024.

Ofte stilte spørsmål om S31803 i papirmasse- og papirservice

Spørsmål: Er S31803 det samme materialet som 2205?

A: S31803 er i hovedsak den originale 2205 duplekskvaliteten, men den moderne foretrukne betegnelsen er S32205. UNS S31803-betegnelsen ble etablert på 1980-tallet, mens S32205 er den oppdaterte sammensetningen med strammere grenser for krom, molybden og nitrogen og et høyere minimum PREN. For ny kokerkonstruksjon er S32205 nå standardspesifikasjonen; S31803 er fortsatt allment tilgjengelig og akseptabel for mange bruksområder. Ved bestilling er det den moderne konvensjonen å spesifisere 'UNS S32205' eller 'Duplex 2205'.

Spørsmål: Kan S31803 erstatte 316L direkte i en eksisterende Kraft-koker?

A: Ja, S31803 kan erstatte 316L direkte i de fleste Kraft-kokerapplikasjoner fordi den har høyere styrke (tillater tynnere vegger eller høyere trykkklassifiseringer) og overlegen korrosjonsbestandighet. Erstatningsdesignet bør ta hensyn til den høyere styrken (tynnere seksjoner mulig) og den lavere termiske ekspansjonskoeffisienten (mindre behov for ekspansjonsfuger). Sveising må bruke ER2209 fyllstoff og parametrene oppført i tabell 6. De nye S31803-komponentene kan sveises til eksisterende 316L ved hjelp av ER2209 med nøye prosedyrekvalifisering.

Q: Hva er den maksimale kontinuerlige driftstemperaturen for S31803 i en koker?

A: Maksimal anbefalt kontinuerlig brukstemperatur for S31803 i en koker er 180 grader C for Kraft-applikasjoner og 160 grader C for sulfittapplikasjoner. Over 180 grader C gjennomgår S31803 overdreven ferrittdannelse og risiko for 475 grader C sprøhet hvis den holdes i området 280-500 grader C under oppvarmings-/avkjølingssykluser. For kokerservice over 180 grader C, bør du vurdere å oppgradere til Alloy 825 eller til en høyere nikkeldupleks som S32520 (Uranus 52N+).

Spørsmål: Kan S31803 brukes i sulfittkokere med høy kloridforurensning?

A: S31803 er egnet for sulfittkokere med kloridforurensning opp til ca. 500 ppm. Over 500 ppm klorid, spesielt ved bruk av sur sulfitt ved temperaturer over 150 grader C, kan pittinghastigheter overstige 0,1 mm per år. Under disse mer aggressive forholdene anbefales det å oppgradere til S32205 (den forbedrede dupleksen) eller til en superaustenittisk kvalitet som 904L (4-5 prosent Mo) eller en nikkellegering som Alloy 825. Materialvalg bør baseres på faktisk målte klorid- og pH-verdier ved driftstemperatur.

Spørsmål: Krever S31803 etter-sveisevarmebehandling etter produksjon av koker?

A: S31803 krever ikke varmebehandling etter-sveising for tynne seksjoner (under 20 mm) fordi rask luftkjøling beholder riktig ferritt-austenittbalanse. For tykke seksjoner (over 25 mm) hvor sveisevarmetilførselen kan ha forskjøvet balansen mot for mye ferritt, anbefales en løsningsgløding ved 1020-1100 grader C etterfulgt av rask vannkjøling for å gjenopprette den optimale strukturen. Kritisk sett må temperaturområdet 600-900 grader C unngås fordi dette forårsaker sigmafaseutfelling og alvorlig sprøhet. Den eneste sikre varmebehandlingen for S31803 er full løsningsgløding etterfulgt av rask avkjøling.

Spørsmål: Hvilke ikke-destruktive testmetoder anbefales for produksjon av S31803 koker?

A: Anbefalt NDT for S31803 kokerfabrikasjon inkluderer: (1) 100 prosent radiografisk testing (RT) eller ultralydtesting (UT) av alle sveiser i henhold til ASME Seksjon VIII; (2) måling av ferrittinnhold ved bruk av et kalibrert feritskop (Fischer MP30 eller tilsvarende) på grunnmetallet og sveiseoverflaten, med akseptabelt område 30-70 prosent og mål 45–55 prosent; (3) dye penetrant testing (PT) av alle sveiseoverflatedefekter; (4) verifisering av løsningsgløding gjennom hardhetstesting (mål 220-280 HB for S31803); (5) for bruk i kloridholdige sulfittmiljøer, ASTM A923 Metode B (korrosjonstesting) for å bekrefte motstand mot intermetallisk faseutfelling.

JN Alloy leverer sertifisert S31803 og S32205 dupleks rustfri stålplate, rør, stang, flenser og beslag for masse- og papirkokerservice over hele verden. Alt materiale er levert med EN 10204 3.1/3.2 MTC, full sporbarhet og opprinnelse fra ISO 9001-sertifiserte fabrikker. Kontakt oss for tekniske datablad, fabrikasjonsveiledning og fabriksdirekte priser.

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