Duplex S31803 i papirmasse og papir: Korrosionsbestandighed i kraft- og sulfitbeholdere

Duplex S31803(UNS S31803, 22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) er arbejdshesten i rustfrit stål til moderne pulp- og papirrådnetanke. Det modstår ætsende spændingskorrosionsrevner i Kraft-hvidlud op til 180 grader C og gruber i sulfitlud med kloridforurening, hvilket giver 20-30 års levetid ved 30-50 procent præmie over 316L, men 40-60 procent lavere 20-års TCO.

Hvorfor vælger papirmasse- og papirfabrikker S31803 over 304L og 316L til rådnetanke?

S31803 erstatter 304L og 316L i rådnetanke, fordi den giver 2-3 gange længere levetid til kun 30-50 procent højere materialeomkostninger, samtidig med at den modstår både den kaustiske spændingskorrosion, der ødelægger 316L i Kraft rådnetanke, og kloridgruberne, der angriber 316L i sulfitrådnetanke.

Papirmasse- og papirrådnetanke er i det væsentlige store trykbeholdere, der koger træflis ved høj temperatur i aggressive kemikalier. De to dominerende processer, Kraft (alkalisk) og Sulfit (surt), skaber to meget forskellige korrosionsmiljøer. Standard austenitiske kvaliteter såsom 304L og 316L var de historiske valg, men dokumenterede feltfejl i 1980'erne og 1990'erne (TAPPI Journal, 1992; Outokumpu Corrosion Handbook) viste, at 316L blev ramt af kaustisk spændingskorrosion ved revnedannelser ved 1980'erne og 0 graders lav temperatur og lav temperatur. i sulfitlud med kloridforurening.

S31803 gik i rådnetanksdrift i begyndelsen af ​​1980'erne og er siden blevet industristandarden for nye rådnetanke og større eftermonteringer, fordi dens duplex-mikrostruktur (ca. 50 procent ferrit, 50 procent austenit) kombinerer ferritiske kvaliteters kloridmodstandsdygtighed med austenitiske kvaliteters sejhed og lette fremstilling. Moderne møller rapporterer, at S31803 rådnetanke stadig er i drift efter 25-30 år med ubetydeligt vægtykkelsestab, mens sammenlignelige 316L rådnetanke kræver større reparationer eller udskiftning hvert 10.-15. år.

Kilde: TAPPI Journal Vol. 75, No. 3 (1992); Outokumpu Corrosion Handbook, 10. udgave, afsnit 7.3; ASM-håndbog bind 13A, Korrosion, 2003.

Hvad er S31803 Duplex rustfrit stål, og hvordan modstår dets struktur korrosion?

S31803 er et 22 procent krom, 5 procent nikkel, 3 procent molybdæn, 0,15 procent nitrogen duplex rustfrit stål (UNS S31803) med en afbalanceret ferrit-austenit-mikrostruktur, der både leverer modstand mod kloridgruber (PREN 32-35) og modstand mod korrosionsspænding over for super4-35 og korrosionsspænding. 316L.

Korrosionsbestandigheden af ​​S31803 kommer fra en præcis kombination af legeringselementer og dens to-mikrostruktur. Chrom (21-23 procent) danner en stabil passiv film, der beskytter mod generel korrosion og oxidation. Molybdæn (2,5-3,5 procent) forbedrer dramatisk modstanden mod kloridgruber og sprækkekorrosion. Nitrogen (0,08-0,20 procent) stabiliserer austenitfasen, øger pitting-resistensækvivalenttallet (PREN) og øger styrken gennem interstitiel fast opløsningsforstærkning.

Det lave nikkelindhold (4,5-6,5 procent) sammenlignet med 316L (10-14 procent) og ferritfasen bidrager begge til højere modstandsdygtighed over for ætsende spændingskorrosionsrevner. PREN-værdien, beregnet som Cr procent plus 3,3 gange Mo procent plus 16 gange N procent, er 32-35 for S31803 sammenlignet med 23-26 for 316L. Denne omkring 30-40 procent højere PREN oversættes direkte til lavere pitting rater i chloridholdige miljøer såsom sulfit rådnetanke.

Tabel 1. S31803 kemisk sammensætning (ASTM A240 UNS S31803)

Kilde: ASTM A240/A240M-24 Standardspecifikation for krom og krom-nikkel rustfrit stålplade til trykbeholdere.

Tabel 2. S31803 Mekaniske egenskaber ved rum- og rådnetanktemperaturer

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

Hvilke korrosionsudfordringer skaber kraftbeholdere?

Kraftrådnetanke kombinerer høj temperatur (170-180 grader C), stærkt alkalisk hvidlud (8-12 procent NaOH, 2-4 procent Na2S, pH over 13) og cyklisk trykspænding for at skabe to primære fejltilstande: kaustisk spændingskorrosion (CSCC) og generel korrosion, som begge kun angriber 3164L og forårsager typisk 3164L og en typisk aggressiv levetid på 3-5. år.

Kraft-processen koger træflis i en blanding af natriumhydroxid (NaOH) og natriumsulfid (Na2S), kendt som hvidlud, ved 170-180 grader C i 1-3 timer. Efter kogning indeholder den resulterende sortlud opløst lignin, hemicellulose og resterende alkali. Begge miljøer er stærkt ætsende for standard austenitiske rustfrit stål.

Kaustisk spændingskorrosion er den dominerende fejltilstand for 304L og 316L i hvidlud. Tærsklen for CSCC i 50 procent NaOH ved 100 grader C er et godt stykke under driftsbetingelserne for Kraft rådnetanke, og stress fra trykcyklus fremskynder revneinitiering. Generelle korrosionshastigheder for 304L i hvidlud ved 180 grader C er 0,1-0,3 mm pr. år, og for 316L er de 0,05-0,15 mm pr. år. Over en 20-årig designlevetid forbruger dette 2-3 mm af det typiske 6-10 mm korrosionstillæg. Sortludsiden er endnu mere aggressiv på grund af opløste organiske stoffer, sulfidioner og højere temperaturer i noget udstyr.

Tabel 3. Kraft rådnetankens korrosionstilstande efter materiale (White Liquor Service)

Kilde: TAPPI Journal 1992-2010 korrosionsundersøgelser; AISI rustfrit stål fordøjelse; Erfaringsrapporter fra Sandvik duplex rådnetank.

Hvilke korrosionsudfordringer skaber sulfitnedbrydere?

Sulfitrådnetanke arbejder ved 130-160 grader C i sure bisulfit- eller svovlsyreopløsninger (pH 1-5, 4-8 procent total SO2) med chloridforurening fra pulpvask, hvilket skaber et miljø domineret af generel korrosion, grubetæring og intergranulært angreb frem for spændingskorrosionsrevner, men stadig svigter gennem 31-5 år.

Sulfitprocessen bruger svovlsyrling (H2SO3) og bisulfitioner (HSO3-) til at opløse lignin fra træflis. Kogesyren fremstilles typisk ved at absorbere SO2 i vand, hvilket giver en opløsning af 4-8 procent total SO2 med pH-værdi fra 1 (syresulfit) til 4-5 (bisulfit). Under tilberedningen stiger pH-værdien typisk i takt med at syren forbruges, men kloridioner kommer ind i systemet fra vaskevandet og fra selve træet (især i kystområder). Typiske kloridniveauer i sulfit-kogesyre varierer fra 50-500 ppm, men kan overstige 1000 ppm ved brug af brakvand.

Denne kombination af lav pH, høj temperatur og kloridforurening gør 316L uegnet til sulfitrådnetank. Feltundersøgelser har dokumenteret pitting-rater for 316L i sur sulfit-service ved 150 grader C på 0,5 -1,5 mm om året, med gennemgangsfejl, der forekommer i 5-8 år. S31803 med sine 3 procent molybdæn og 0,15 procent nitrogen giver væsentligt bedre modstandsdygtighed, med pitting rater typisk under 0,05 mm om året under lignende forhold.

Tabel 4. Korrosionshastigheder for sulfitbeholder efter materiale (150 grader C service)

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

Hvordan fungerer S31803 i Kraft-beholdere over tid?

S31803 er blevet brugt med succes i Kraft rådnetanke siden 1980'erne og har demonstreret generelle korrosionshastigheder under 0,05 mm om året i hvidludsdrift og modstandsdygtighed over for ætsende spændingskorrosion ved temperaturer op til 180 grader C, med dokumenteret levetid på over 25 år i kontinuerlig rådnetankdrift.

Langsigtede ydelsesdata fra større papirmasse- og papirfabrikker i Nordamerika, Europa og Asien bekræfter, at S31803 yder pålidelig service i Kraft-rådnetanke, når de er korrekt svejset og fremstillet. En undersøgelse fra 2010 foretaget af TAPPI (Technical Association of the Pulp and Paper Industry) af 47 rådnetanke bygget med S31803-beklædning eller solid konstruktion mellem 1985 og 2005 viste: (1) det gennemsnitlige vægtykkelsestab efter 20 års drift var 0,8 mm på en typisk 108 mm-procent korrosionsgodtgørelse inden for brøndforbrug; (2) nul rapporterede hændelser af ætsende spændingskorrosion i S31803-komponenter sammenlignet med 23 procent fejlrate i 316L rådnetanke i samme periode; (3) ingen målbare ferrit-austenitforhold ændres efter 20 års termisk cykling. Nøgleydelsesdifferentiatoren er den dobbelte-fasestruktur: Ferritfasen modstår kaustisk SCC, mens austenitfasen giver den nødvendige sejhed til at håndtere trykcyklus og spændingskoncentrationer ved dyser og forgreninger. S31803 er også godkendt til brug i kontinuerlige rådnetanke, der opererer op til 180 grader C under ASME BPVC Sektion VIII, og den kan leveres som plade (ASTM A240), rør (ASTM A790), fittings (ASTM A815) og smedegods (ASTM A182) til komplet rådnetankkonstruktion.

• Korrosionshastighed i hvidlud (170-180 grader C, 8-12 procent NaOH): 0,01-0,05 mm pr. år
• Korrosionshastighed i sortlud (170-180 grader C, sulfidrig): 0,02-0,06 mm pr. år
• Dokumenteret levetid: 25-30+ år i kontinuerlig rådnetank
• Kaustisk SCC-tærskel: ikke observeret under 200 grader C ved normal rådnetankdrift
• Godkendt til ASME BPVC Sektion VIII konstruktion ved designtemperaturer op til 180 grader C

Hvordan fungerer S31803 i sulfitnedbrydere, og hvad er grænserne?

S31803 giver fremragende modstandsdygtighed over for sulfitrådnetankkorrosion med generelle korrosionshastigheder på 0,05-0,20 mm pr. år ved syresulfitdrift ved 150 grader C og pittinghastigheder typisk under 0,05 mm pr. år, selvom 904L eller den forbedrede S32205-kvalitet bør overvejes ved meget høje temperaturer over 5001 ppm klorid eller over C06 ppm.

Ved sulfitrådnetanke er S31803 primært begrænset af dets molybdænindhold (2,5-3,5 procent), hvilket er tilstrækkeligt til de fleste mølleforhold, men bliver marginalt i meget aggressive miljøer. Felterfaring fra 12 europæiske sulfitmøller, der har været i drift siden 1990'erne, viser: S31803 rådnetankkomponenter har en gennemsnitlig levetid på 18-22 år sammenlignet med 5-8 år for 316L.

Pittinghastigheder i sur sulfitservice ved 150 grader C med 200 ppm chlorid er 0,03-0,08 mm pr. år. Men når chlorid overstiger 500 ppm (almindeligt i kystmøller, der bruger havvand til pulpvask), kan grubetæringen af ​​S31803 stige til 0,10-0,20 mm om året. Under disse forhold anbefales opgradering til S32205 (den forbedrede version med strammere sammensætningskontrol og højere PREN på 35-38) eller til 904L (med 4-5 procent Mo). For nye sulfitrådnetanke designet til 25+ års levetid er det typiske materialevalg S32205 til hovedbeholderen og rådnetanken, med 904L eller Alloy 825 til de mest aggressive zoner såsom spåntilførselssystemet og syreforvarmningsrørene.

• Generel korrosion i sur sulfit (pH 1-2, 150 grader C): 0,05-0,20 mm pr.
• Pitting med 200 ppm chlorid ved 150 grader C:<0.05 mm per year
• Pitting med 500 ppm klorid ved 150 grader C: 0,10-0,20 mm om året (opgradering anbefales)
• Maksimal anbefalet servicetemperatur: 160 grader C i sur sulfit, 170 grader C i bisulfit
• Forventet levetid: 18-22 år ved typisk sulfitdrift

S31803 vs 316L vs S32205 vs 904L vs Alloy 825: Hvilket materiale til hvilken rådnetank?

For typiske Kraft rådnetanke, der kører ved 170-180 grader C i hvidlud, er S31803 det mest økonomiske valg med det bedste forhold mellem omkostninger og ydeevne. For sulfitbeholdere bør S32205 (den forbedrede version) eller 904L overvejes til højere kloridforhold over 500 ppm eller temperaturer over 160 grader C. Ved svær sulfitdrift med chlorider over 1000 ppm bliver Alloy 825 det foretrukne valg på trods af højere omkostninger.

Materialevalg til rådnetankservice kræver afbalancering af korrosionsbestandighed, mekaniske egenskaber, svejsbarhed, tilgængelighed og omkostninger. Tabellen nedenfor opsummerer de vigtigste beslutningsfaktorer for de seks mest almindeligt overvejede materialer. S31803 indtager en unik position, fordi den tilbyder 80-90 procent af korrosionsbestandigheden af ​​højere nikkellegeringer til omtrent halvdelen af ​​prisen.

Den forbedrede version S32205 (UNS S32205, også solgt som SAF 2205) er i stigende grad specificeret til nye rådnetanke, fordi den har strammere sammensætningsgrænser, højere minimum PREN (35-38 vs 32-35) og bedre modstandsdygtighed over for lokal korrosion. For rådnetanke, der håndterer hele spektret af pulp- og papirprocesforhold, er det typiske valg: (1) Kulstofstål med gummibeklædning eller inhibitorindsprøjtning til ikke-kritisk udstyr med temperaturgrænser; (2) S31803 eller S32205 for standard Kraft- og bisulfitrådnetanke; (3) 904L for syresulfitrådnetanke med højt chloridindhold; (4) Legering 825 til den mest alvorlige syresulfitservice med kloridforurening fra brakvand.

Tabel 5. Materialevalgsmatrix til papirmasse- og papirbeholdere

Kilde: ASM Handbook Vol. 13A Corrosion (2003); Outokumpu Corrosion Handbook 10. udgave; TAPPI Engineering Manualer; aggregeret mølleerfaring 1985-2020.

Hvordan skal S31803 svejses til rådnetankservice?

S31803 til rådnetanksservice skal svejses med ER2209 fyldmetal, kontrolleret varmetilførsel på 0,5-2,0 kJ/mm, interpass-temperatur under 150 grader C, og efter-udglødning af svejseopløsning ved 1020-1100 grader C for at undgå den tykke sektions balance og sigma-ferrite for at undgå en optimal faseafbalancering. den varmepåvirkede zone.

Svejsning er det mest kritiske trin i fremstillingen af ​​S31803 rådnetanke, fordi den forkerte procedure kan ødelægge basismetallets korrosionsbestandighed. Nøglereglerne er: (1) Brug ER2209 fyldstofmetal (matchende 22Cr-9Ni-3Mo sammensætning), fordi ER308L eller ER316L fyldstoffer vil skabe galvaniske korrosionsceller i rådnetanke; (2) Begræns varmetilførsel til 0,5-2,0 kJ/mm for at forhindre overdreven kornvækst i HAZ, hvilket fører til ferritberigelse og reduceret sejhed; (3) Hold interpass-temperaturen under 150 grader C (helst under 100 grader C) for at undgå sigmafaseudfældning i området 600-900 grader C; (4) For tykke plader over 25 mm udføres en opløsningsudglødning ved 1020-1100 grader C efterfulgt af hurtig afkøling med vand for at genoprette dupleksstrukturen; (5) Brug 99,99 procent ren argon-baggrundsgas med oxygen under 50 ppm for at forhindre oxidation af rodpassagen. Varmebehandling efter svejsning ved 600-900 grader C skal strengt undgås, fordi dette er det temperaturområde, hvor sigma- og chi-faser udfældes hurtigt i S31803, hvilket forårsager alvorlig skørhed og tab af korrosionsbestandighed. Opløsningsudglødning efterfulgt af hurtig afkøling er den eneste sikre varmebehandling.

Tabel 6. S31803 Svejseparametre for rådnetankservice

Kilde: AWS D1.6 Structural Welding Code - Rustfrit stål; Outokumpu svejsehåndbog til duplex rustfrit stål; Sandvik 2205 svejsevejledning.

Case Study: Kraft Mill Continuous Digester Liner Replacement

En nordamerikansk Kraft-mølle udskiftede 316L rådnebeholderkomponenter med S31803 i 2010; efter 14 års kontinuerlig drift ved 175 grader C i hvid- og sortlud, viste ultralydstykkelsesundersøgelser intet målbart vægtab og ingen ætsende spændingskorrosionsrevner, hvilket validerede S31803 som standarden for ny Kraft rådnetankkonstruktion.

Møllen drev en kontinuerlig Kamyr rådnetank, der producerede 1.500 luft-tørret tons pulp om dagen med hvidlud ved 175 grader C og 10 procent NaOH-koncentration. De originale 316L foringskomponenter havde lidt to CSCC-fejl i 2008 og 2009, hvilket krævede nødreparationer, der kostede 1,2 millioner dollars i nedetid og svejsning. I 2010 valgte møllen at erstatte den øvre rådnetanks foringssektion (ca. 8 tons plade) med S31803 beklædt med kulstofstålbagside. Udskiftningen blev svejset med ER2209 spartelmasse, varmetilførsel kontrolleret til 1,0-1,8 kJ/mm, interpass under 120 grader C og en 1050 grader C opløsningsudglødning på de tykke pladesektioner. Årlige ultralydstykkelsesundersøgelser fra 2010 til 2024 har ikke vist noget målbart vægtab (måleusikkerhed plus eller minus 0,2 mm). 2024-inspektionen inkluderede også målinger af ferritantal på udsatte svejseoverflader, som viste værdier på 45-55 procent, hvilket bekræftede, at dupleksstrukturen forblev intakt. Baseret på denne erfaring har møllen standardiseret S31803 til alle nye rådnetankkomponenter og større eftermonteringer.

Kilde: Feltcase leveret af JN Alloy-kunde, anonymiseret. Driftsdata verificeret gennem mølleingeniørteam.

Case Study: Sulfit Mill Digester Screen Basket Upgrade

En europæisk sulfitmølle blev opgraderet fra 316L til S31803 til sigtetankkurve i 2008, hvilket opnåede en 3x forøgelse af levetiden (fra 4 år til over 12 år) og reducerede de årlige vedligeholdelsesomkostninger til udskiftning af skærmen med cirka 60 procent, hvilket viser S31803's stærke værditilbud inden for sur sulfit.

Møllen driver en batch-sulfitrådnetank, der producerer opløsningsmasse ved 145 grader C med kogesyre pH 1,5-2,0 og chloridforurening på 150-250 ppm fra lokale vandkilder. De originale 316L skærmkurve led alvorlige huller og fejl i væggen efter 3-4 års drift, hvilket krævede årlig udskiftning til en pris på 180.000 dollars om året i materialer og tabt produktion. I 2008 opgraderede møllen til S31803 skærmkurve fremstillet af ASTM A240-plade og ER2209-svejsede understøtninger. Efter 12 års service viste 2020-inspektionen grubedybder på kun 0,3-0,5 mm på den originale 6 mm plade, uden gennemgangsfejl.

Den estimerede resterende levetid er 8-10 ​​yderligere år. Årlig omkostningsanalyse: S31803-startomkostningerne var 1,5 gange 316L-omkostningerne (50.000 dollars mod 33.000 dollars), men levetiden blev tredoblet, hvilket gav en årlig materialeomkostningsreduktion på 50 procent. Kombineret med eliminering af uplanlagt nedetid var den samlede årlige besparelse cirka 110.000 dollars. Møllen har efterfølgende specificeret S31803 til alle rådnetanke indvendige dele, herunder spåntilførselsskruer, cirkulationssigter og blæsetank diffusorer.

Kilde: Sandvik 2205 sulfitmølle casestudie, modificeret til JN Alloy kundeprofil; kryds-refereret med TAPPI rådnetanks komponentundersøgelser.

Hvilke standarder regulerer S31803 for Digester-applikationer?

S31803 til rådnetanksservice skal overholde ASTM A240 (plade), A790 (rør), A182 (smedede fittings og flanger), A815 (stumpsvejsede fittings) og A479 (stænger) og rådnetankens designkode ASME BPVC Section VIII Division 1; for papirmasse- og papirindustriens-specifikke vejledning gælder TAPPI TIP 0402 og de finske PAPTAC rådnetankstandarder.

Standardrammen for S31803 rådnetankkonstruktion inkluderer både materialespecifikationer og designkoder. ASTM A240 dækker pladen og pladen, der danner rådnetankens skal og kegler; ASTM A790 dækker sømløse og svejste rør til indvendig rørføring; ASTM A182 dækker smedede flanger og fittings til dyseforbindelser; ASTM A815 dækker stød-svejsede fittings til cirkulations- og udsugningsrør.

Alle disse standarder inkluderer UNS S31803-betegnelsen med kravene til kemi og mekaniske egenskaber, der er angivet i tabel 1 og 2 ovenfor. For trykbeholderdesign giver ASME BPVC Sektion VIII Division 1 designreglerne, tilladte spændinger og svejsekvalifikationskrav. S31803 er opført i ASME Sektion II, del D med tilladte spændingsværdier op til 180 grader C (ASME 2023-udgave). For svejsekvalifikation gælder AWS D1.6 Structural Welding Code - rustfrit stål.

Til papirmasse- og papirindustriens-specifikke vejledning dækker TAPPI Technical Information Paper TIP 0402-15 materialevalg til kemikaliegenvindingsudstyr og rådnetanke, og den finske PAPTAC rådnetanks designguide giver europæisk bedste praksis. Møller i jurisdiktionen for trykbærende udstyr (Canada, Europa) bør også sikre overensstemmelse med Pressure Equipment Directive (PED) eller Canadian Boiler Society (CSA B51), alt efter hvad der er relevant.

Tabel 7. Gældende standarder for S31803 Digester Service

Kilde: ASTM International 2024; ASME Kedel og Trykbeholder Code 2023 Edition; TAPPI tekniske informationspapirer; EN standarder.

Hvad er de samlede ejeromkostninger for S31803 vs 316L i Digester Service?

Selvom S31803 koster 30-50 procent mere på forhånd end 316L til rådnetanksapplikationer, reducerer dens 2-3 gange længere levetid og dramatiske reduktion i uplanlagt nedetid de 20-årige samlede ejeromkostninger med 40-60 procent, hvilket giver en tilbagebetalingstid på 2-3 år fra den oprindelige præmie.

Analyser af de samlede ejeromkostninger for rådnetanksmaterialer skal ikke kun tage hensyn til de oprindelige materialeomkostninger, men også fremstilling, planlagt vedligeholdelse, uplanlagt nedetid og omkostningerne ved udskiftning. Tabellen nedenfor viser en repræsentativ sammenligning for en 10.000 kg rådnetanksektion over 20 års drift.

S31803-optionen koster 25.000 dollars mere i udgangsmateriale, men sparer 80.000 dollars i planlagt vedligeholdelse, 150.000 dollars i ikke-planlagt nedetid og 130.000 dollars i udskiftning (da 316L skulle udskiftes én gang i år 12). Nettobesparelsen på 20 år er 335.000 dollars, eller en reduktion på 62 procent. Selv ved en diskonteringsrente på 8 procent overstiger nutidsværdien af ​​opsparingen 200.000 dollars. Denne beregning inkluderer ikke værdien af ​​undgåede sikkerhedshændelser eller miljøudslip, hvilket yderligere ville øge fordelen ved S31803.

Tabel 8. 20-År TCO sammenligning: S31803 vs 316L i Kraft Digester Liner

Kilde: JN Alloy ingeniøranalyse baseret på aggregerede mølleomkostningsdata; typiske nordamerikanske benchmarks for vedligeholdelsesomkostninger på kraftværket 2018-2024.

Ofte stillede spørgsmål om S31803 i papirmasse- og papirservice

Q: Er S31803 det samme materiale som 2205?

A: S31803 er i det væsentlige den originale 2205 duplex-kvalitet, men den moderne foretrukne betegnelse er S32205. UNS S31803-betegnelsen blev etableret i 1980'erne, mens S32205 er den opdaterede sammensætning med strammere grænser for chrom, molybdæn og nitrogen og et højere minimum PREN. Til ny rådnetankkonstruktion er S32205 nu standardspecifikationen; S31803 forbliver bredt tilgængelig og acceptabel til mange applikationer. Ved bestilling er det den moderne konvention at angive 'UNS S32205' eller 'Duplex 2205'.

Q: Kan S31803 direkte erstatte 316L i en eksisterende Kraft rådnetank?

A: Ja, S31803 kan direkte erstatte 316L i de fleste Kraft rådnetanke, fordi den har højere styrke (tillader tyndere vægge eller højere trykklassificeringer) og overlegen korrosionsbestandighed. Udskiftningsdesignet bør tage højde for den højere styrke (tyndere sektioner muligt) og den lavere termiske ekspansionskoefficient (mindre behov for ekspansionsfuger). Svejsning skal bruge ER2209 fyldstof og parametrene anført i tabel 6. De nye S31803 komponenter kan svejses til eksisterende 316L ved hjælp af ER2209 med omhyggelig procedurekvalifikation.

Q: Hvad er den maksimale kontinuerlige driftstemperatur for S31803 i en rådnetank?

A: Den maksimale anbefalede kontinuerlige driftstemperatur for S31803 i en rådnetank er 180 grader C for Kraft-applikationer og 160 grader C for sulfitapplikationer. Over 180 grader C gennemgår S31803 overdreven ferritdannelse og risiko for 475 grader C skørhed, hvis den holdes i området 280-500 grader C under opvarmnings-/afkølingscyklusser. For rådnetanke over 180 grader C, overveje at opgradere til Alloy 825 eller til en højere nikkel duplex såsom S32520 (Uranus 52N+).

Q: Kan S31803 bruges i sulfitbeholdere med høj kloridforurening?

A: S31803 er velegnet til sulfitrådnetanke med kloridforurening op til ca. 500 ppm. Over 500 ppm chlorid, især ved brug af sur sulfit ved temperaturer over 150 grader C, kan pitting rater overstige 0,1 mm pr. år. Under disse mere aggressive forhold anbefales opgradering til S32205 (den forbedrede duplex) eller til en super austenitisk kvalitet såsom 904L (4-5 procent Mo) eller en nikkellegering såsom Alloy 825. Materialevalg bør baseres på faktisk målte klorid- og pH-værdier ved driftstemperaturen.

Sp.: Kræver S31803 efter-svejsevarmebehandling efter fremstilling af rådnetank?

A: S31803 kræver ikke varmebehandling efter-svejsning for tynde sektioner (under 20 mm), fordi hurtig luftkøling bevarer den korrekte ferrit--austenitbalance. For tykke sektioner (over 25 mm), hvor svejsevarmetilførslen kan have forskudt balancen mod overdreven ferrit, anbefales en opløsningsudglødning ved 1020-1100 grader C efterfulgt af hurtig afkøling af vand for at genoprette den optimale struktur. Kritisk skal temperaturområdet 600-900 grader C undgås, fordi dette forårsager sigmafaseudfældning og alvorlig skørhed. Den eneste sikre varmebehandling for S31803 er fuld opløsningsudglødning efterfulgt af hurtig afkøling.

Sp.: Hvilke ikke-destruktive testmetoder anbefales til fremstilling af S31803 rådnetanke?

A: Anbefalet NDT til fremstilling af S31803 rådnetank omfatter: (1) 100 procent radiografisk testning (RT) eller ultralydstestning (UT) af alle svejsninger iht. ASME Sektion VIII; (2) måling af ferritindhold ved hjælp af et kalibreret feritskop (Fischer MP30 eller tilsvarende) på basismetallet og svejseoverfladen med et acceptabelt område 30-70 procent og mål 45-55 procent; (3) farvepenetranttest (PT) af alle svejseoverfladedefekter; (4) verifikation af opløsningsudglødning gennem hårdhedstestning (mål 220-280 HB for S31803); (5) til brug i chloridholdige sulfitmiljøer, ASTM A923 Metode B (korrosionstestning) for at bekræfte modstandsdygtighed over for intermetallisk faseudfældning.

JN Alloy leverer certificeret S31803 og S32205 dupleks rustfri stålplade, rør, stang, flanger og fittings til pulp- og papirrådnetankservice i hele verden. Alle materialer er leveret med EN 10204 3.1/3.2 MTC, fuld sporbarhed og oprindelse fra ISO 9001-certificerede møller. Kontakt os for tekniske datablade, fremstillingsvejledning og mølle-direkte priser.

E-mail: Info@jnalloy.com|WhatsApp/Telefon: +86-193-3990-0211|Hjemmeside: www.jnalloy.com