F'liema Kombinazzjoni Speċifika ta 'Konċentrazzjoni Kawstika u Temperatura tal-wiċċ tal-għant 1.2 Millimetru 316 Stainless Steel Sheath Esperjenza Kawstiku Stress Korrużjoni Cracking fis-Servizz tal-Heater Digester tal-Industrija tal-Polpa u tal-Karta?

L-użu ta 'inġiniera tal-proċess responsabbli għal ħiters ta' immersjoni elettriċi fid-diġesturi tal-polpa u tal-karta, il-kombinazzjoni ta 'idrossidu tas-sodju u sulfid tas-sodju f'temperaturi elevati jipproduċi ambjent li fih il-qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku huwa l-kawża ewlenija tal-falliment. Il-qsim kawstiku joħloq qsim intergranulari fraġli li jista 'jgħaddi għal għant ta' 1.2 mm 316 fi kwistjoni ta 'ġimgħat bi ftit twissija ovvja, b'differenza mill-pitting jew korrużjoni ordinarja. Il-proċess ta 'pulping kraft juża likur abjad b'15-20 % NaOH u 5-10 % Na₂S f'temperaturi ta' 150-170 grad. Dawn il-ħiters ġeneralment għandhom ħxuna tal-ħajt ta '1.2 mm minħabba l-ispazju limitat fil-kontenituri tad-diġestur. L-artikolu jidentifika l-kombinazzjoni partikolari ta 'konċentrazzjoni kawstika u temperatura tal-wiċċ tal-għant li fiha għant ta' 1.2-mm 316 se tiżviluppa qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku f'1000 siegħa ta 'servizz kontinwu.

Mekkaniżmu ta 'Kawstic Stress Korrużjoni Cracking fi 316
Il-qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku tal-istainless steel 316 jeħtieġ tliet kundizzjonijiet: konċentrazzjoni kawstika fuq valur ta 'limitu, temperatura 'l fuq mil-limitu tal-qsim u stress tat-tensjoni. Il-metodu ta 'swaging użat biex jikkumpatta l-insulazzjoni MgO joħloq tensjonijiet residwi kbar ta' tensjoni fuq il-wiċċ ta 'ġewwa tal-għant-tipikament 150-250 MPa għal ħajt ta' 1.2 mm. Dawn it-tensjonijiet residwi huma s-sors tat-tensjoni tat-tensjoni meħtieġa għall-qsim. Il-konċentrazzjoni kawstika għall-qsim f'316 f'150 ° C hija ta 'madwar 5% NaOH. It-temperatura tal-limitu titnaqqas għal 130 ° C f'10% NaOH. Il-qsim f'15% NaOH huwa 'l fuq minn 110 grad. Cracking f'20% NaOH fuq 100°C. Il-kundizzjonijiet fil-likur abjad (15-20% NaOH, 150-170 grad) huma 'l fuq sew mil-limitu tal-qsim. Xquq f'għata 316 ta' 1.2 mm normalment jibdew fil-wiċċ ta' ġewwa fejn it-tensjonijiet residwi huma l-ogħla wara espożizzjoni ta' 100–500 siegħa. Ladarba stabbiliti, ix-xquq jinfirxu b'rati ta '0.1-1.0 mm fil-ġimgħa, jippenetraw il-ħajt ta' 1.2-mm fi żmien 1-3 xhur.

Ghat 1.2 Limiti Kritiċi ta' Cracking għal 1.2
Ibbażat fuq ittestjar fil-laboratorju ta 'kampjuni ta' 316 għant swaged f'simulant ta 'likur abjad u analiżi tal-falliment tal-kamp minn diġesturi tal-mitħna tal-polpa, il-kombinazzjonijiet li ġejjin ta' konċentrazzjoni kawstika u temperatura tal-wiċċ tal-għant jirriżultaw fi qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku fi żmien 1,000 siegħa.

Sodium Hydroxide Konċentrazzjoni (Piż %) Sodium Sulphide Konċentrazzjoni (Piż %) Temperatura Kritika għal Cracking Ħin tal-Bidu għall-Xaqq Inizjazzjoni f'150°C Sheath Wiċċ Ħin biex tgħaddi-Wall Crack (1.2 mm) f'150°C 5 – 8% 2 – 4% 1 200 000 C 1,200 – 2,000 siegħa 8 – 10% 4 – 6% 130°C 500 – 800 siegħa 800 – 1,500 siegħa 10 – 12% 5 – 7% 120°C 300 – 500 siegħa 500 – 1,000 siegħa
12 – 15% 6 – 8% 115 grad 200 – 400 siegħa 400 – 800 siegħa 15 – 18% 7 – 9% 110 grad 150 – 300 siegħa 300 – 600 siegħa
18 – 20% 8 – 10% 100 grad 100 – 200 siegħa 200 – 400 siegħa
Aktar minn 20% Aktar minn 10% Inqas minn 100 grad 50 – 150 siegħa 100 – 300 siegħa
Għal diġestur kraft li jaħdem b'16% NaOH f'temperatura tal-massa ta '155 grad, it-temperatura tal-wiċċ tal-għant hija bejn wieħed u ieħor 155-160 grad (jekk wieħed jassumi żieda żgħira fit-temperatura minħabba densità baxxa ta' watt f'diġesturi kbar). Dan huwa 'l fuq mil-limitu ta' qsim ta' 110 °C u jiġġenera xquq f'150-300 siegħa. Ghat ta' 1.2 mm x'aktarx jipperfora wara 1-2 xhur ta' tħaddim kontinwu. L-esperjenza fuq il-post turi li l-għantijiet tas-servizz tal-likur bojod ġeneralment jinkisru fi 3-6 xhur bil-qsim tal-mod predominanti ta 'falliment.

Envelop Operattiv Sikur għal għant ta '1.2mm f'Servizz Kawstiku
It-tabella hawn taħt telenka l-konċentrazzjoni massima kawstika sigura għal għant ta '1.2 mm 316 f'temperaturi differenti tal-wiċċ tal-għant biex jiġi evitat qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku matul ħajja ta' servizz ta '1,000 siegħa. Il-valuri jassumu tensjonijiet residwi tat-tensjoni wara l-iswaging, li ma jistgħux jitnaqqsu mingħajr ittemprar wara-swage.

Temperatura tas-superfiċje tal-kisja Konċentrazzjoni massima ta' NaOH sigura biex tipprevjeni l-qsim (l-ebda sulfide) Konċentrazzjoni massima ta' NaOH sigura b'5% Na2S Ħin mistenni għall-qsim f'konċentrazzjoni massima sigura Azzjoni Rakkomandata 80°C 20% 15% 2,000 – 3,000 siegħa marġinali għal servizz kontinwu 1590°C % 15 %, 10 % 15 % – 2,500 siegħa Ħajja ta’ servizz limitata 100°C 12% 10% 1,000 – 2,000 siegħa 316 mhux rakkomandat 110°C 10% 8% 800 – 1,500 siegħa Uża ittemprat jew aġġornament ta’ liga 120°C 8% 6% 5000% aġġornament meħtieġ –1oy, 6% kollha 4% 300 – 800 siegħa Aġġornament tal-liga obbligatorju 140°C 4% 2% 200 – 500 siegħa 316 mhux adattat
'il fuq minn 150°C Mhux sikur Mhux sikur Taħt 200 siegħaUża Liga tan-Nikil
L-envelop operattiv sikur għal għant ta '1.2 mm 316 ma jeżistix għal servizz ta' diġestur tal-polpa u tal-karta b'16% NaOH f'155 °C. Il-qsim se jiġi f'ġimgħat jew xhur żgur. L-inġiniera jkollhom bżonn jagħżlu liga aktar fit-tul.

Bidliet fid-disinn biex jipprevjenu qsim kawstiku
Meta l-għant 316 għandu jintuża f'servizz kawstiku, tliet aġġustamenti tad-disinn jistgħu jtawlu l-ħajja, iżda ħadd ma jagħmel 316 affidabbli għall-kundizzjonijiet tad-diġestur kraft. Il-pass inizjali huwa li ttemprar post-swage f'1050 grad biex telimina t-tensjonijiet tensili residwi. It-ttemprar inaqqas l-istress residwu tal-wiċċ ta 'ġewwa minn 150-250 MPa għal taħt l-20 MPa, u jneħħi l-komponent tat-tensjoni meħtieġ għall-qsim. It-ttemprar ta 'għata ta' 1.2 mm 316 f'16% NaOH f'150 ° C jista 'jestendi l-ħajja tiegħu għal 3-6 xhur, aktar milli 1-2 xhur. It-tieni alterazzjoni hija li tispara peen jew inkella tittratta b'mod kompressiv il-wiċċ ta 'barra. Is-saff kompressiv jirreżisti l-propagazzjoni ta 'xquq iżda ma jtaffix l-istress tensili fuq il-wiċċ ta' ġewwa. Il-bidla finali hija li topera fl-iktar temperatura baxxa possibbli tal-wiċċ tal-għant billi tnaqqas id-densità tal-watt u żżid iċ-ċirkolazzjoni. Tnaqqis ta '10 gradi fit-temperatura tal-wiċċ jirdoppja l-ħin għall-bidu tal-qsim. Dawn il-bidliet mhumiex biżżejjed għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tal-polpa u tal-karta. Il-Liga 625 jew il-Liga C-276 hija l-materjal tipiku għall-kisi tal-ħiters tal-likur bojod. Dawn il-ligi bbażati fuq in-nikil jirreżistu l-qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku fil-konċentrazzjonijiet u t-temperaturi kollha li jidhru fid-diġesturi. Ghat ta' Alloy 625 ta' 1.6 mm normalment idum 5-10 snin f'servizz ta' spirti bojod kif vs 2-6 xhur għal 316. L-ispiża inizjali ogħla hija kkumpensata mill-iffrankar ta 'waqfien u xogħol ta' sostituzzjoni. L-inġiniera li jagħżlu ħiters għat-tħaddim tad-diġestur m'għandhomx jaċċettaw 316 għal kwalunkwe applikazzjoni fejn il-konċentrazzjoni kawstika hija 'l fuq minn 10% f'temperaturi li jaqbżu l-100°C. L-ispiża ta 'falliment ta' qsim rapidu f'diġestur taħt pressjoni inkluż telf ta 'prodott, cooldown tal-bastiment, u sostituzzjoni hija akbar b'mod sinifikanti mill-ispiża inkrementali ta' liga għolja tan-nikil. Jekk manifattur qed jirrakkomanda 316 għal servizz ta 'spirti bojod u mhux qed jitkellem dwar il-qsim tal-korrużjoni tal-istress kawstiku mhux qed jipprovdi parir xieraq tal-inġinerija. Xquq f'għant ta' 1.2 mm jiżviluppaw malajr u mingħajr ebda evidenza apparenti sakemm il-kisja tnixxi. L-unika soluzzjoni ċerta hija l-prevenzjoni b'għażla korretta tal-liga.