पल्प और पेपर में डुप्लेक्स S31803: क्राफ्ट और सल्फाइट डाइजेस्टर में संक्षारण प्रतिरोध

डुप्लेक्स S31803(UNS S31803, 22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) आधुनिक लुगदी और पेपर डाइजेस्टर के लिए वर्कहॉर्स स्टेनलेस स्टील है। यह 180 डिग्री सेल्सियस तक क्राफ्ट सफेद शराब में कास्टिक तनाव संक्षारण क्रैकिंग और क्लोराइड संदूषण के साथ सल्फाइट शराब में जमा होने का प्रतिरोध करता है, जो 316 एल से 30-50 प्रतिशत प्रीमियम पर 20-30 साल की सेवा जीवन प्रदान करता है, लेकिन 20 साल की टीसीओ से 40-60 प्रतिशत कम है।

पल्प और पेपर मिलें डाइजेस्टर के लिए 304L और 316L की तुलना में S31803 को क्यों चुनते हैं?

S31803 डाइजेस्टर सेवा में 304L और 316L की जगह लेता है क्योंकि यह केवल 30-50 प्रतिशत अधिक सामग्री लागत पर 2-3x लंबी सेवा जीवन प्रदान करता है, जबकि कास्टिक तनाव संक्षारण क्रैकिंग दोनों का विरोध करता है जो क्राफ्ट डाइजेस्टर में 316L को नष्ट कर देता है और क्लोराइड पिटिंग जो सल्फाइट डाइजेस्टर में 316L पर हमला करता है।

पल्प और पेपर डाइजेस्टर अनिवार्य रूप से बड़े दबाव वाले बर्तन होते हैं जो लकड़ी के चिप्स को आक्रामक रसायनों में उच्च तापमान पर पकाते हैं। दो प्रमुख प्रक्रियाएं, क्राफ्ट (क्षारीय) और सल्फाइट (अम्लीय), दो बहुत अलग संक्षारण वातावरण बनाती हैं। 304L और 316L जैसे मानक ऑस्टेनिटिक ग्रेड ऐतिहासिक विकल्प थे, लेकिन 1980 और 1990 के दशक में प्रलेखित फ़ील्ड विफलताओं (TAPPI जर्नल, 1992; आउटोकम्पु संक्षारण हैंडबुक) से पता चला कि 316L को क्राफ्ट सफेद शराब में 100 डिग्री सेल्सियस से भी कम तापमान पर कास्टिक तनाव संक्षारण क्रैकिंग और क्लोराइड संदूषण के साथ सल्फाइट शराब में गंभीर गड्ढे का सामना करना पड़ा।

S31803 ने 1980 के दशक की शुरुआत में डाइजेस्टर सेवा में प्रवेश किया और तब से यह नए डाइजेस्टर और प्रमुख रेट्रोफिट्स के लिए उद्योग मानक बन गया है क्योंकि इसका डुप्लेक्स माइक्रोस्ट्रक्चर (लगभग 50 प्रतिशत फेराइट, 50 प्रतिशत ऑस्टेनाइट) फेरिटिक ग्रेड के क्लोराइड प्रतिरोध को ऑस्टेनिटिक ग्रेड की कठोरता और निर्माण में आसानी के साथ जोड़ता है। आधुनिक मिलों की रिपोर्ट है कि S31803 डाइजेस्टर 25-30 वर्षों के बाद भी दीवार की मोटाई में नगण्य हानि के साथ सेवा में हैं, जबकि तुलनीय 316L डाइजेस्टर को हर 10-15 वर्षों में बड़ी मरम्मत या प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है।

स्रोत: TAPPI जर्नल वॉल्यूम . 75, संख्या . 3 (1992); आउटोकुम्पु संक्षारण पुस्तिका, 10वां संस्करण, खंड 7.3; एएसएम हैंडबुक खंड 13ए, संक्षारण, 2003।

S31803 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील क्या है और इसकी संरचना संक्षारण का प्रतिरोध कैसे करती है?

S31803 एक 22 प्रतिशत क्रोमियम, 5 प्रतिशत निकल, 3 प्रतिशत मोलिब्डेनम, 0.15 प्रतिशत नाइट्रोजन डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील (UNS S31803) है जिसमें एक संतुलित फेराइट {6}ऑस्टेनाइट माइक्रोस्ट्रक्चर है जो क्लोराइड पिटिंग प्रतिरोध (PREN 32-35) और कास्टिक तनाव संक्षारण क्रैकिंग प्रतिरोध दोनों प्रदान करता है जो 304L और 316L से बेहतर है।

S31803 का संक्षारण प्रतिरोध मिश्र धातु तत्वों और इसके दो चरण माइक्रोस्ट्रक्चर के सटीक संयोजन से आता है। क्रोमियम (21-23 प्रतिशत) एक स्थिर निष्क्रिय फिल्म बनाता है जो सामान्य क्षरण और ऑक्सीकरण से बचाता है। मोलिब्डेनम (2.5-3.5 प्रतिशत) नाटकीय रूप से क्लोराइड पिटिंग और दरार संक्षारण के प्रतिरोध में सुधार करता है। नाइट्रोजन (0.08-0.20 प्रतिशत) ऑस्टेनाइट चरण को स्थिर करता है, पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या (पीआरईएन) को बढ़ाता है, और अंतरालीय ठोस समाधान को मजबूत करने के माध्यम से ताकत बढ़ाता है।

316एल (10-14 प्रतिशत) की तुलना में कम निकल सामग्री (4.5-6.5 प्रतिशत) और फेराइट चरण दोनों कास्टिक तनाव संक्षारण क्रैकिंग के लिए उच्च प्रतिरोध में योगदान करते हैं। PREN मान, जिसकी गणना Cr प्रतिशत प्लस 3.3 गुना Mo प्रतिशत प्लस 16 गुना N प्रतिशत के रूप में की जाती है, S31803 के लिए 32-35 है, जबकि 316L के लिए 23-26 है। यह लगभग 30-40 प्रतिशत अधिक PREN सीधे सल्फाइट डाइजेस्टर जैसे क्लोराइड युक्त वातावरण में कम जमाव दर का अनुवाद करता है।

तालिका 1. S31803 रासायनिक संरचना (एएसटीएम A240 UNS S31803)

स्रोत: एएसटीएम ए240/ए240एम- दबाव वाहिकाओं के लिए क्रोमियम और क्रोमियम-निकल स्टेनलेस स्टील प्लेट के लिए 24 मानक विशिष्टता।

तालिका 2. कमरे और डाइजेस्टर तापमान पर S31803 यांत्रिक गुण

स्रोत: एएसटीएम ए240-24; आउटोकम्पु 2205/एस31803 डेटाशीट; इंडस्ट्रील/वॉटरहाउस डेटाबेस।

क्राफ्ट डाइजेस्टर कौन सी संक्षारण चुनौतियाँ पैदा करते हैं?

क्राफ्ट डाइजेस्टर उच्च तापमान (170-180 डिग्री सेल्सियस), दृढ़ता से क्षारीय सफेद शराब (8-12 प्रतिशत NaOH, 2-4 प्रतिशत Na2S, 13 से ऊपर पीएच), और चक्रीय दबाव तनाव को मिलाकर दो प्राथमिक विफलता मोड बनाते हैं: कास्टिक तनाव संक्षारण क्रैकिंग (CSCC) और सामान्य संक्षारण, दोनों 304L और 316L पर आक्रामक रूप से हमला करते हैं और केवल 8-15 वर्षों की विशिष्ट सेवा जीवन का कारण बनते हैं।

क्राफ्ट प्रक्रिया लकड़ी के चिप्स को सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) और सोडियम सल्फाइड (Na2S), जिसे सफेद शराब के रूप में जाना जाता है, के मिश्रण में 170-180 डिग्री C पर 1-3 घंटे के लिए पकाती है। पकाने के बाद, परिणामी काली शराब में घुले हुए लिग्निन, हेमिकेलुलोज और अवशिष्ट क्षार होते हैं। दोनों वातावरण मानक ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स के लिए अत्यधिक संक्षारक हैं।

सफेद शराब में 304एल और 316एल के लिए कास्टिक तनाव संक्षारण क्रैकिंग प्रमुख विफलता मोड है। 100 डिग्री सेल्सियस पर 50 प्रतिशत NaOH में सीएससीसी के लिए सीमा क्राफ्ट डाइजेस्टर की परिचालन स्थितियों से काफी नीचे है, और दबाव चक्रण से तनाव दरार की शुरुआत को तेज करता है। 180 डिग्री सेल्सियस पर सफेद शराब में 304एल के लिए सामान्य संक्षारण दर 0.1-0.3 मिमी प्रति वर्ष है, और 316एल के लिए वे 0.05-0.15 मिमी प्रति वर्ष हैं। 20 साल के डिज़ाइन जीवन में, यह सामान्य 6-10 मिमी संक्षारण भत्ता के 2-3 मिमी की खपत करता है। कुछ उपकरणों में घुले हुए कार्बनिक पदार्थों, सल्फाइड आयनों और उच्च तापमान के कारण काली शराब का पक्ष और भी अधिक आक्रामक है।

तालिका 3. सामग्री द्वारा क्राफ्ट डाइजेस्टर संक्षारण मोड (सफेद शराब सेवा)

स्रोत: TAPPI जर्नल 1992-2010 संक्षारण अध्ययन; एआईएसआई स्टेनलेस स्टील डाइजेस्ट; सैंडविक डुप्लेक्स डाइजेस्टर अनुभव रिपोर्ट।

सल्फाइट डाइजेस्टर कौन सी संक्षारण चुनौतियाँ पैदा करते हैं?

सल्फाइट डाइजेस्टर लुगदी धोने से क्लोराइड संदूषण के साथ अम्लीय बाइसल्फाइट या सल्फ्यूरस एसिड समाधान (पीएच 1-5, 4-8 प्रतिशत कुल एसओ 2) में 130-160 डिग्री सेल्सियस पर काम करते हैं, जिससे तनाव संक्षारण क्रैकिंग के बजाय सामान्य संक्षारण, पिटिंग और इंटरग्रेनुलर हमले का प्रभुत्व वाला वातावरण बनता है, लेकिन जहां 316 एल अभी भी 5-10 वर्षों के भीतर गंभीर पिटिंग के माध्यम से विफल हो जाता है।

सल्फाइट प्रक्रिया में लकड़ी के चिप्स से लिग्निन को घोलने के लिए सल्फ्यूरस एसिड (H2SO3) और बाइसल्फाइट आयन (HSO3-) का उपयोग किया जाता है। खाना पकाने का एसिड आमतौर पर पानी में SO2 को अवशोषित करके तैयार किया जाता है, जिससे 1 (एसिड सल्फाइट) से 4-5 (बाइसल्फाइट) तक पीएच के साथ 4-8 प्रतिशत कुल SO2 का घोल प्राप्त होता है। खाना पकाने के दौरान, पीएच आम तौर पर बढ़ जाता है क्योंकि एसिड का सेवन किया जाता है, लेकिन क्लोराइड आयन धोने के पानी और लकड़ी से ही सिस्टम में प्रवेश करते हैं (विशेषकर तटीय क्षेत्रों में)। सल्फाइट कुकिंग एसिड में विशिष्ट क्लोराइड का स्तर 50-500 पीपीएम तक होता है, लेकिन खारे पानी का उपयोग करते समय 1000 पीपीएम से अधिक हो सकता है।

कम पीएच, उच्च तापमान और क्लोराइड संदूषण का यह संयोजन 316L को सल्फाइट डाइजेस्टर सेवा के लिए अनुपयुक्त बनाता है। फ़ील्ड अध्ययनों ने एसिड सल्फाइट सेवा में 316एल के लिए 150 डिग्री सेल्सियस 0.5{5}}1.5 मिमी प्रति वर्ष पर पिटिंग दरों का दस्तावेजीकरण किया है, जिसमें 5-8 वर्षों में थ्रू-वॉल विफलताएं होती हैं। S31803 अपने 3 प्रतिशत मोलिब्डेनम और 0.15 प्रतिशत नाइट्रोजन के साथ काफी बेहतर प्रतिरोध प्रदान करता है, समान परिस्थितियों में पिटिंग दर आमतौर पर प्रति वर्ष 0.05 मिमी से कम होती है।

तालिका 4. सामग्री द्वारा सल्फाइट डाइजेस्टर संक्षारण दरें (150 डिग्री सेल्सियस सेवा)

स्रोत: TAPPI जर्नल वॉल्यूम . 78 (1995); अवेस्ता शेफ़ील्ड संक्षारण पुस्तिका; सैंडविक 2205 सल्फाइट मिल मामले का अध्ययन।

S31803 समय के साथ क्राफ्ट डाइजेस्टर में कैसा प्रदर्शन करता है?

S31803 का उपयोग 1980 के दशक से क्राफ्ट डाइजेस्टर में सफलतापूर्वक किया जा रहा है, जो सफेद शराब सेवा में प्रति वर्ष 0.05 मिमी से कम सामान्य संक्षारण दर और 180 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर कास्टिक तनाव संक्षारण क्रैकिंग के प्रतिरोध को प्रदर्शित करता है, निरंतर डाइजेस्टर ऑपरेशन में 25 वर्ष से अधिक की दस्तावेजी सेवा जीवन के साथ।

उत्तरी अमेरिका, यूरोप और एशिया में प्रमुख लुगदी और कागज मिलों से दीर्घकालिक प्रदर्शन डेटा पुष्टि करता है कि S31803 ठीक से वेल्डेड और निर्मित होने पर क्राफ्ट डाइजेस्टर में विश्वसनीय सेवा प्रदान करता है। 1985 और 2005 के बीच S31803 क्लैडिंग या ठोस निर्माण के साथ निर्मित 47 डाइजेस्टर के टेक्निकल एसोसिएशन ऑफ द पल्प एंड पेपर इंडस्ट्री (TAPPI) द्वारा किए गए 2010 के सर्वेक्षण से पता चला: (1) 20 साल की सेवा के बाद औसत दीवार मोटाई का नुकसान सामान्य 10 मिमी संक्षारण भत्ता पर 0.8 मिमी था (8 प्रतिशत खपत, डिजाइन के भीतर भी); (2) इसी अवधि में 316एल डाइजेस्टर में 23 प्रतिशत विफलता दर की तुलना में एस31803 घटकों में कास्टिक तनाव संक्षारण क्रैकिंग की शून्य रिपोर्ट की गई; (3) थर्मल साइक्लिंग के 20 वर्षों के बाद कोई मापने योग्य फेराइट - ऑस्टेनाइट अनुपात नहीं बदलता है। मुख्य प्रदर्शन विभेदक दोहरी चरण संरचना है: फेराइट चरण कास्टिक एससीसी का प्रतिरोध करता है, जबकि ऑस्टेनाइट चरण नोजल और शाखाओं पर दबाव चक्र और तनाव सांद्रता को संभालने के लिए आवश्यक कठोरता प्रदान करता है। S31803 को ASME BPVC सेक्शन VIII के तहत 180 डिग्री C तक संचालित होने वाले निरंतर डाइजेस्टर में उपयोग के लिए भी अनुमोदित किया गया है, और इसे पूर्ण डाइजेस्टर निर्माण के लिए प्लेट (ASTM A240), पाइप (ASTM A790), फिटिंग (ASTM A815), और फोर्जिंग (ASTM A182) के रूप में आपूर्ति की जा सकती है।

• सफेद शराब में संक्षारण दर (170-180 डिग्री सेल्सियस, 8-12 प्रतिशत NaOH): 0.01-0.05 मिमी प्रति वर्ष
• काली शराब में संक्षारण दर (170{1}}180 डिग्री सेल्सियस, सल्फाइड युक्त): 0.02-0.06 मिमी प्रति वर्ष
• प्रलेखित सेवा जीवन: निरंतर डाइजेस्टर सेवा में 25-30+ वर्ष
• कास्टिक एससीसी सीमा: सामान्य डाइजेस्टर सेवा में 200 डिग्री सेल्सियस से नीचे नहीं देखी गई
• 180 डिग्री सेल्सियस तक डिज़ाइन तापमान पर ASME BPVC सेक्शन VIII निर्माण के लिए स्वीकृत

S31803 सल्फाइट डाइजेस्टर में कैसा प्रदर्शन करता है और इसकी सीमाएँ क्या हैं?

S31803, 150 डिग्री सेल्सियस पर एसिड सल्फाइट सेवा में 0.05-0.20 मिमी प्रति वर्ष की सामान्य संक्षारण दर के साथ सल्फाइट डाइजेस्टर जंग के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदान करता है और आमतौर पर प्रति वर्ष 0.05 मिमी से नीचे की दर होती है, हालांकि 904L या बेहतर S32205 ग्रेड को 500 पीपीएम से ऊपर या 160 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर बहुत उच्च क्लोराइड स्थितियों के लिए माना जाना चाहिए।

सल्फाइट डाइजेस्टर सेवा में, S31803 मुख्य रूप से इसकी मोलिब्डेनम सामग्री (2.5-3.5 प्रतिशत) द्वारा सीमित है जो अधिकांश मिल स्थितियों के लिए पर्याप्त है लेकिन बहुत आक्रामक वातावरण में सीमांत हो जाता है। 1990 के दशक से संचालित 12 यूरोपीय सल्फाइट मिलों के फील्ड अनुभव से पता चलता है: S31803 डाइजेस्टर घटकों का औसत सेवा जीवन 18-22 वर्ष है, जबकि 316L के लिए 5-8 वर्ष है।

200 पीपीएम क्लोराइड के साथ 150 डिग्री सेल्सियस पर एसिड सल्फाइट सेवा में पिटिंग दरें 0.03-0.08 मिमी प्रति वर्ष हैं। हालाँकि, जब क्लोराइड 500 पीपीएम (लुगदी धोने के लिए समुद्री जल का उपयोग करने वाली तटीय मिलों में आम है) से अधिक हो जाता है, तो S31803 की पिटिंग दर प्रति वर्ष 0.10-0.20 मिमी तक बढ़ सकती है। इन स्थितियों में, S32205 (सख्त संरचना नियंत्रण और 35-38 के उच्च PREN के साथ उन्नत संस्करण) या 904L (4-5 प्रतिशत Mo के साथ) में अपग्रेड करने की अनुशंसा की जाती है। 25+ वर्ष की सेवा जीवन के लिए डिज़ाइन किए गए नए सल्फाइट डाइजेस्टर के लिए, मुख्य पोत और डाइजेस्टर स्क्रीन के लिए विशिष्ट सामग्री का चयन S32205 है, चिप फ़ीड सिस्टम और एसिड प्रीहीट ट्यूब जैसे सबसे आक्रामक क्षेत्रों के लिए 904एल या मिश्र धातु 825 है।

• एसिड सल्फाइट में सामान्य क्षरण (पीएच 1-2, 150 डिग्री सेल्सियस): 0.05-0.20 मिमी प्रति वर्ष
• 150 डिग्री सेल्सियस पर 200 पीपीएम क्लोराइड के साथ पिटिंग:<0.05 mm per year
• 150 डिग्री सेल्सियस पर 500 पीपीएम क्लोराइड के साथ पिटिंग: 0.10-0.20 मिमी प्रति वर्ष (अपग्रेड अनुशंसित)
• अधिकतम अनुशंसित सेवा तापमान: एसिड सल्फाइट में 160 डिग्री सेल्सियस, बाइसल्फाइट में 170 डिग्री सेल्सियस
• अपेक्षित सेवा जीवन: विशिष्ट सल्फाइट सेवा में 18-22 वर्ष

S31803 बनाम 316L बनाम S32205 बनाम 904L बनाम मिश्र धातु 825: किस डाइजेस्टर के लिए कौन सी सामग्री?

सफेद शराब में 170{2}}180 डिग्री सेल्सियस पर काम करने वाले विशिष्ट क्राफ्ट डाइजेस्टर के लिए, S31803 सर्वोत्तम लागत-प्रदर्शन अनुपात के साथ सबसे किफायती विकल्प है। सल्फाइट डाइजेस्टर के लिए, 500 पीपीएम से ऊपर उच्च क्लोराइड स्थितियों या 160 डिग्री सेल्सियस से ऊपर तापमान के लिए एस32205 (उन्नत संस्करण) या 904एल पर विचार किया जाना चाहिए। 1000 पीपीएम से ऊपर क्लोराइड के साथ गंभीर सल्फाइट सेवा के लिए, उच्च लागत के बावजूद मिश्र धातु 825 पसंदीदा विकल्प बन जाता है।

डाइजेस्टर सेवा के लिए सामग्री चयन के लिए संक्षारण प्रतिरोध, यांत्रिक गुण, वेल्डेबिलिटी, उपलब्धता और लागत को संतुलित करने की आवश्यकता होती है। नीचे दी गई तालिका छह सबसे आम तौर पर मानी जाने वाली सामग्रियों के लिए प्रमुख निर्णय कारकों का सारांश प्रस्तुत करती है। S31803 एक अद्वितीय स्थान रखता है क्योंकि यह लगभग आधी लागत पर उच्च निकल मिश्र धातुओं का 80-90 प्रतिशत संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है।

उन्नत संस्करण S32205 (UNS S32205, जिसे SAF 2205 के रूप में भी बेचा जाता है) को नए डाइजेस्टर के लिए तेजी से निर्दिष्ट किया जा रहा है क्योंकि इसमें सख्त संरचना सीमाएँ, उच्च न्यूनतम PREN (35{7}}38 बनाम 32-35), और स्थानीयकृत संक्षारण के लिए बेहतर प्रतिरोध है। लुगदी और कागज प्रक्रिया स्थितियों की पूरी श्रृंखला को संभालने वाले डाइजेस्टर के लिए, विशिष्ट चयन है: (1) रबर अस्तर के साथ कार्बन स्टील या तापमान सीमा के साथ गैर-महत्वपूर्ण उपकरणों के लिए अवरोधक इंजेक्शन; (2) मानक क्राफ्ट और बाइसल्फाइट डाइजेस्टर के लिए एस31803 या एस32205; (3) उच्च क्लोराइड वाले एसिड सल्फाइट डाइजेस्टर के लिए 904एल; (4) खारे पानी से क्लोराइड संदूषण के साथ सबसे गंभीर एसिड सल्फाइट सेवा के लिए मिश्र धातु 825।

तालिका 5. पल्प और पेपर डाइजेस्टर के लिए सामग्री चयन मैट्रिक्स

स्रोत: एएसएम हैंडबुक वॉल्यूम . 13ए करप्शन (2003); आउटोकुम्पु संक्षारण पुस्तिका 10वां संस्करण; TAPPI इंजीनियरिंग मैनुअल; समग्र मिल अनुभव 1985-2020।

डाइजेस्टर सेवा के लिए S31803 को कैसे वेल्ड किया जाना चाहिए?

डाइजेस्टर सेवा के लिए S31803 को ER2209 फिलर मेटल के साथ वेल्ड किया जाना चाहिए, नियंत्रित ताप इनपुट 0.5{4}}2.0 kJ/mm, इंटरपास तापमान 150 डिग्री सेल्सियस से नीचे, और पोस्ट{6}वेल्ड समाधान को 1020{7}}1100 डिग्री सेल्सियस पर मोटे वर्गों के लिए इष्टतम फेराइट-ऑस्टेनाइट संतुलन को बहाल करने और गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में सिग्मा चरण के गठन से बचने के लिए।

S31803 डाइजेस्टर के निर्माण में वेल्डिंग सबसे महत्वपूर्ण कदम है क्योंकि गलत प्रक्रिया बेस मेटल के संक्षारण प्रतिरोध को नष्ट कर सकती है। मुख्य नियम हैं: (1) ER2209 फिलर मेटल (22Cr-9Ni-3Mo संरचना से मेल खाते हुए) का उपयोग करें क्योंकि ER308L या ER316L फिलर्स डाइजेस्टर सेवा में गैल्वेनिक संक्षारण कोशिकाएं बनाएंगे; (2) एचएजेड में अत्यधिक अनाज वृद्धि को रोकने के लिए ताप इनपुट को 0.5-2.0 केजे/मिमी तक सीमित करें, जिससे फेराइट संवर्धन होता है और कठोरता कम हो जाती है; (3) 600-900 डिग्री सेल्सियस रेंज में सिग्मा चरण वर्षा से बचने के लिए इंटरपास तापमान 150 डिग्री सेल्सियस (अधिमानतः 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे) से नीचे रखें; (4) 25 मिमी से अधिक मोटी प्लेटों के लिए, डुप्लेक्स संरचना को बहाल करने के लिए 1020-1100 डिग्री सेल्सियस पर समाधान एनीलेशन करें और उसके बाद तेजी से पानी का शमन करें; (5) रूट पास के ऑक्सीकरण को रोकने के लिए 50 पीपीएम से कम ऑक्सीजन के साथ 99.99 प्रतिशत शुद्ध आर्गन बैकिंग गैस का उपयोग करें। 600-900 डिग्री सेल्सियस पर पोस्ट-वेल्ड ताप उपचार से सख्ती से बचा जाना चाहिए क्योंकि यह तापमान सीमा है जहां सिग्मा और ची चरण एस31803 में तेजी से अवक्षेपित होते हैं, जिससे गंभीर भंगुरता और संक्षारण प्रतिरोध का नुकसान होता है। समाधान एनीलिंग के बाद तेजी से ठंडा करना ही एकमात्र सुरक्षित ताप उपचार है।

तालिका 6. डाइजेस्टर सेवा के लिए S31803 वेल्डिंग पैरामीटर

स्रोत: AWS D1.6 स्ट्रक्चरल वेल्डिंग कोड - स्टेनलेस स्टील; डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स के लिए आउटोकम्पु वेल्डिंग हैंडबुक; सैंडविक 2205 वेल्डिंग दिशानिर्देश।

केस स्टडी: क्राफ्ट मिल कंटीन्यूअस डाइजेस्टर लाइनर रिप्लेसमेंट

एक उत्तरी अमेरिकी क्राफ्ट मिल ने 2010 में 316L डाइजेस्टर लाइनर घटकों को S31803 से बदल दिया; सफेद और काली शराब में 175 डिग्री सेल्सियस पर 14 वर्षों की निरंतर सेवा के बाद, अल्ट्रासोनिक मोटाई सर्वेक्षणों से कोई मापने योग्य दीवार क्षति नहीं हुई और कोई कास्टिक तनाव संक्षारण क्रैकिंग घटना नहीं हुई, नए क्राफ्ट डाइजेस्टर निर्माण के लिए मानक के रूप में एस31803 को मान्य किया गया।

मिल ने एक निरंतर कामिर डाइजेस्टर संचालित किया, जो प्रति दिन 1,500 वायु - सूखे टन गूदे का उत्पादन करता था, जिसमें 175 डिग्री सेल्सियस पर सफेद शराब और 10 प्रतिशत NaOH सांद्रता होती थी। मूल 316एल लाइनर घटकों को 2008 और 2009 में दो सीएससीसी विफलताओं का सामना करना पड़ा था, जिसके लिए डाउनटाइम और वेल्डिंग में 1.2 मिलियन डॉलर की आपातकालीन मरम्मत की आवश्यकता थी। 2010 में, मिल ने ऊपरी डाइजेस्टर लाइनर सेक्शन (लगभग 8 टन प्लेट) को कार्बन स्टील बैकिंग से जुड़े S31803 से बदलने के लिए चुना। प्रतिस्थापन को ER2209 फिलर के साथ वेल्ड किया गया था, हीट इनपुट को 1.0-1.8 kJ/mm तक नियंत्रित किया गया था, 120 डिग्री C से नीचे इंटरपास किया गया था, और मोटी प्लेट अनुभागों पर 1050 डिग्री C समाधान एनील किया गया था। 2010 से 2024 तक वार्षिक अल्ट्रासोनिक मोटाई सर्वेक्षणों में कोई मापने योग्य दीवार हानि (माप अनिश्चितता प्लस या माइनस 0.2 मिमी) नहीं दिखाई गई है। 2024 के निरीक्षण में उजागर वेल्ड सतहों पर फेराइट गिनती माप भी शामिल था, जिसमें 45-55 प्रतिशत का मान दिखाया गया था, जिससे पुष्टि हुई कि डुप्लेक्स संरचना बरकरार रही। इस अनुभव के आधार पर, मिल ने सभी नए डाइजेस्टर घटकों और प्रमुख रेट्रोफिट्स के लिए S31803 को मानकीकृत किया है।

स्रोत: जेएन अलॉय ग्राहक द्वारा प्रदान किया गया फ़ील्ड केस, अज्ञात। मिल इंजीनियरिंग टीम के माध्यम से ऑपरेटिंग डेटा का सत्यापन किया गया।

केस स्टडी: सल्फाइट मिल डाइजेस्टर स्क्रीन बास्केट अपग्रेड

2008 में डाइजेस्टर स्क्रीन बास्केट के लिए एक यूरोपीय सल्फाइट मिल को 316L से S31803 में अपग्रेड किया गया, जिससे सेवा जीवन में 3 गुना वृद्धि (4 साल से 12 साल से अधिक) हुई और वार्षिक स्क्रीन प्रतिस्थापन रखरखाव लागत लगभग 60 प्रतिशत कम हो गई, जो एसिड सल्फाइट सेवा में S31803 के मजबूत मूल्य प्रस्ताव को प्रदर्शित करता है।

मिल एक बैच सल्फाइट डाइजेस्टर संचालित करती है जो स्थानीय जल स्रोतों से कुकिंग एसिड पीएच 1.5-2.0 और 150{19}}250 पीपीएम के क्लोराइड संदूषण के साथ 145 डिग्री सेल्सियस पर घुलने वाले गूदे का उत्पादन करती है। मूल 316L स्क्रीन बास्केट को 3-4 साल की सेवा के बाद गंभीर गड्ढों और दीवार में खराबी का सामना करना पड़ा, जिसके कारण सामग्री में प्रति वर्ष 180,000 डॉलर की लागत से वार्षिक प्रतिस्थापन की आवश्यकता हुई और उत्पादन में कमी आई। 2008 में, मिल को ASTM A240 प्लेट और ER2209-वेल्डेड सपोर्ट से निर्मित S31803 स्क्रीन बास्केट में अपग्रेड किया गया। 12 वर्षों की सेवा के बाद, 2020 के निरीक्षण में मूल 6 मिमी प्लेट पर केवल 0.3-0.5 मिमी की गहराई दिखाई गई, जिसमें कोई दीवार विफलता नहीं थी।

अनुमानित शेष जीवन 8-10 ​​अतिरिक्त वर्ष है। वार्षिक लागत विश्लेषण: S31803 की प्रारंभिक लागत 316L लागत (50,000 डॉलर बनाम 33,000 डॉलर) का 1.5 गुना थी, लेकिन सेवा जीवन तीन गुना हो गया, जिससे प्रति वर्ष सामग्री लागत में 50 प्रतिशत की कमी आई। अनियोजित डाउनटाइम के उन्मूलन के साथ, कुल वार्षिक बचत लगभग 110,000 डॉलर थी। मिल ने बाद में चिप फीड स्क्रू, सर्कुलेशन स्क्रीन और ब्लो टैंक डिफ्यूज़र सहित सभी डाइजेस्टर इंटरनल के लिए S31803 निर्दिष्ट किया है।

स्रोत: सैंडविक 2205 सल्फाइट मिल केस स्टडी, जेएन अलॉय ग्राहक प्रोफ़ाइल के लिए संशोधित; TAPPI डाइजेस्टर घटक सर्वेक्षण के साथ क्रॉस-संदर्भित।

डाइजेस्टर अनुप्रयोगों के लिए S31803 को कौन से मानक नियंत्रित करते हैं?

डाइजेस्टर सेवा के लिए S31803 को ASTM A240 (प्लेट), A790 (पाइप), A182 (जाली फिटिंग और फ्लैंज), A815 (बट - वेल्डेड फिटिंग), और A479 (बार), और डाइजेस्टर डिज़ाइन कोड ASME BPVC सेक्शन VIII डिवीजन 1 का अनुपालन करना चाहिए; लुगदी और कागज उद्योग के लिए विशिष्ट मार्गदर्शन के लिए, TAPPI TIP 0402 और फिनिश PAPTAC डाइजेस्टर मानक लागू होते हैं।

S31803 डाइजेस्टर निर्माण के लिए मानक ढांचे में सामग्री विनिर्देश और डिज़ाइन कोड दोनों शामिल हैं। एएसटीएम ए240 प्लेट और शीट को कवर करता है जो डाइजेस्टर शेल और शंकु बनाते हैं; एएसटीएम ए790 आंतरिक पाइपिंग के लिए सीमलेस और वेल्डेड पाइप को कवर करता है; एएसटीएम ए182 नोजल कनेक्शन के लिए जाली फ्लैंज और फिटिंग को कवर करता है; एएसटीएम ए815 परिसंचरण और निष्कर्षण पाइपिंग के लिए बट वेल्डेड फिटिंग को कवर करता है।

इन सभी मानकों में उपरोक्त तालिका 1 और 2 में सूचीबद्ध रसायन विज्ञान और यांत्रिक संपत्ति आवश्यकताओं के साथ UNS S31803 पदनाम शामिल हैं। दबाव पोत डिजाइन के लिए, एएसएमई बीपीवीसी अनुभाग VIII डिवीजन 1 डिजाइन नियम, स्वीकार्य तनाव और वेल्डिंग योग्यता आवश्यकताएं प्रदान करता है। S31803 को ASME अनुभाग II भाग D में 180 डिग्री C (ASME 2023 संस्करण) तक स्वीकार्य तनाव मान के साथ सूचीबद्ध किया गया है। वेल्डिंग योग्यता के लिए, AWS D1.6 स्ट्रक्चरल वेल्डिंग कोड - स्टेनलेस स्टील लागू होता है।

लुगदी और कागज उद्योग के लिए विशिष्ट मार्गदर्शन के लिए, TAPPI तकनीकी सूचना पेपर TIP 0402-15 रासायनिक पुनर्प्राप्ति उपकरण और डाइजेस्टर के लिए सामग्री चयन को कवर करता है, और फिनिश PAPTAC डाइजेस्टर डिजाइन गाइड यूरोपीय सर्वोत्तम अभ्यास प्रदान करता है। दबाव उपकरण क्षेत्राधिकार (कनाडा, यूरोप) में मिलों को भी लागू दबाव उपकरण निर्देश (पीईडी) या कनाडाई बॉयलर सोसाइटी (सीएसए बी51) का अनुपालन सुनिश्चित करना चाहिए।

तालिका 7. S31803 डाइजेस्टर सेवा के लिए लागू मानक

स्रोत: एएसटीएम इंटरनेशनल 2024; एएसएमई बॉयलर और प्रेशर वेसल कोड 2023 संस्करण; TAPPI तकनीकी सूचना पत्र; एन मानक।

डाइजेस्टर सेवा में S31803 बनाम 316L के स्वामित्व की कुल लागत क्या है?

हालाँकि S31803 की लागत डाइजेस्टर अनुप्रयोगों के लिए 316L की तुलना में 30-50 प्रतिशत अधिक है, इसकी 2-3 गुना लंबी सेवा जीवन और अनियोजित डाउनटाइम में नाटकीय कमी से स्वामित्व की 20 साल की कुल लागत 40-60 प्रतिशत कम हो जाती है, जिससे शुरुआती प्रीमियम से 2-3 साल की भुगतान अवधि मिलती है।

डाइजेस्टर सामग्रियों के स्वामित्व विश्लेषण की कुल लागत में न केवल प्रारंभिक सामग्री लागत बल्कि निर्माण, निर्धारित रखरखाव, अनिर्धारित डाउनटाइम और प्रतिस्थापन की लागत पर भी विचार किया जाना चाहिए। नीचे दी गई तालिका 20 वर्षों की सेवा में 10,000 किलोग्राम डाइजेस्टर लाइनर अनुभाग के लिए एक प्रतिनिधि तुलना दिखाती है।

S31803 विकल्प की प्रारंभिक सामग्री में 25,000 डॉलर अधिक लागत आती है, लेकिन निर्धारित रखरखाव में 80,000 डॉलर, अनिर्धारित डाउनटाइम में 150,000 डॉलर और प्रतिस्थापन में 130,000 डॉलर की बचत होती है (क्योंकि 316L को वर्ष 12 में एक बार बदलने की आवश्यकता होगी)। शुद्ध 20-वर्षीय बचत 335,000 डॉलर या 62 प्रतिशत की कमी है। यहां तक ​​कि 8 प्रतिशत की छूट दर पर भी, बचत का शुद्ध वर्तमान मूल्य 200,000 डॉलर से अधिक है। इस गणना में टाली गई सुरक्षा घटनाओं या पर्यावरणीय रिलीज़ का मूल्य शामिल नहीं है, जिससे S31803 का लाभ और बढ़ जाएगा।

तालिका 8. 20-वर्ष टीसीओ तुलना: क्राफ्ट डाइजेस्टर लाइनर में एस31803 बनाम 316एल

स्रोत: एकत्रित मिल लागत डेटा पर आधारित जेएन मिश्र धातु इंजीनियरिंग विश्लेषण; विशिष्ट उत्तरी अमेरिकी क्राफ्ट मिल रखरखाव लागत बेंचमार्क 2018-2024।

पल्प और पेपर सेवा में S31803 के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: क्या S31803 2205 के समान सामग्री है?

उत्तर: S31803 मूलतः मूल 2205 डुप्लेक्स ग्रेड है, लेकिन आधुनिक पसंदीदा पदनाम S32205 है। UNS S31803 पदनाम 1980 के दशक में स्थापित किया गया था, जबकि S32205 क्रोमियम, मोलिब्डेनम और नाइट्रोजन पर सख्त सीमा और उच्च न्यूनतम PREN के साथ अद्यतन संरचना है। नए डाइजेस्टर निर्माण के लिए, S32205 अब मानक विनिर्देश है; S31803 कई अनुप्रयोगों के लिए व्यापक रूप से उपलब्ध और स्वीकार्य है। ऑर्डर करते समय, 'UNS S32205' या 'डुप्लेक्स 2205' निर्दिष्ट करना आधुनिक परंपरा है।

प्रश्न: क्या S31803 मौजूदा क्राफ्ट डाइजेस्टर में सीधे 316L को प्रतिस्थापित कर सकता है?

उत्तर: हाँ, S31803 अधिकांश क्राफ्ट डाइजेस्टर अनुप्रयोगों में सीधे 316L को प्रतिस्थापित कर सकता है क्योंकि इसमें उच्च शक्ति (पतली दीवारों या उच्च दबाव रेटिंग की अनुमति) और बेहतर संक्षारण प्रतिरोध है। प्रतिस्थापन डिज़ाइन में उच्च शक्ति (संभवतः पतले खंड) और कम तापीय विस्तार गुणांक (कम विस्तार जोड़ों की आवश्यकता) को ध्यान में रखना चाहिए। वेल्डिंग में ER2209 फिलर और तालिका 6 में सूचीबद्ध मापदंडों का उपयोग करना चाहिए। नए S31803 घटकों को सावधानीपूर्वक प्रक्रिया योग्यता के साथ ER2209 का उपयोग करके मौजूदा 316L में वेल्ड किया जा सकता है।

प्रश्न: एक डाइजेस्टर में S31803 के लिए अधिकतम निरंतर सेवा तापमान क्या है?

ए: डाइजेस्टर में एस31803 के लिए अधिकतम अनुशंसित निरंतर सेवा तापमान क्राफ्ट अनुप्रयोगों के लिए 180 डिग्री सेल्सियस और सल्फाइट अनुप्रयोगों के लिए 160 डिग्री सेल्सियस है। 180 डिग्री सेल्सियस से ऊपर, S31803 अत्यधिक फेराइट गठन से गुजरता है और हीटिंग/कूलिंग चक्र के दौरान 280-500 डिग्री सेल्सियस रेंज में रखे जाने पर 475 डिग्री सेल्सियस के भंगुर होने का जोखिम होता है। 180 डिग्री सेल्सियस से ऊपर डाइजेस्टर सेवा के लिए, मिश्र धातु 825 या उच्च निकल डुप्लेक्स जैसे एस32520 (यूरेनस 52एन+) में अपग्रेड करने पर विचार करें।

प्रश्न: क्या S31803 का उपयोग उच्च क्लोराइड संदूषण वाले सल्फाइट डाइजेस्टर में किया जा सकता है?

ए: एस31803 लगभग 500 पीपीएम तक क्लोराइड संदूषण वाले सल्फाइट डाइजेस्टर के लिए उपयुक्त है। 500 पीपीएम क्लोराइड से ऊपर, विशेष रूप से 150 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर एसिड सल्फाइट सेवा में, गड्ढे की दर प्रति वर्ष 0.1 मिमी से अधिक हो सकती है। इन अधिक आक्रामक स्थितियों में, S32205 (बेहतर डुप्लेक्स) या सुपर ऑस्टेनिटिक ग्रेड जैसे 904L (4-5 प्रतिशत Mo) या निकल मिश्र धातु जैसे मिश्र धातु 825 में अपग्रेड करने की अनुशंसा की जाती है। सामग्री का चयन ऑपरेटिंग तापमान पर वास्तविक मापा क्लोराइड और पीएच मान पर आधारित होना चाहिए।

प्रश्न: क्या S31803 को डाइजेस्टर निर्माण के बाद पोस्ट {{1}वेल्ड ताप उपचार की आवश्यकता होती है?

उत्तर: S31803 को पतले वर्गों (20 मिमी से कम) के लिए पोस्ट {{1}वेल्ड हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि तेजी से वायु शीतलन सही फेराइट {{3}ऑस्टेनाइट संतुलन को बनाए रखता है। मोटे वर्गों (25 मिमी से ऊपर) के लिए जहां वेल्डिंग हीट इनपुट ने संतुलन को अत्यधिक फेराइट की ओर स्थानांतरित कर दिया है, इष्टतम संरचना को बहाल करने के लिए 1020-1100 डिग्री सेल्सियस पर तेजी से पानी बुझाने के बाद एक समाधान की सिफारिश की जाती है। गंभीर रूप से, तापमान सीमा 600-900 डिग्री सेल्सियस से बचना चाहिए क्योंकि यह सिग्मा चरण वर्षा और गंभीर भंगुरता का कारण बनता है। S31803 के लिए एकमात्र सुरक्षित ताप उपचार पूर्ण समाधान एनील है जिसके बाद तेजी से ठंडा किया जाता है।

प्रश्न: S31803 डाइजेस्टर निर्माण के लिए कौन सी गैर-विनाशक परीक्षण विधियों की सिफारिश की जाती है?

ए: एस31803 डाइजेस्टर निर्माण के लिए अनुशंसित एनडीटी में शामिल हैं: (1) एएसएमई अनुभाग VIII के अनुसार सभी वेल्ड का 100 प्रतिशत रेडियोग्राफिक परीक्षण (आरटी) या अल्ट्रासोनिक परीक्षण (यूटी); (2) बेस मेटल और वेल्ड सतह पर कैलिब्रेटेड फेरिटस्कोप (फिशर एमपी30 या समकक्ष) का उपयोग करके फेराइट सामग्री माप, स्वीकार्य सीमा 30 - 70 प्रतिशत और लक्ष्य 45-55 प्रतिशत के साथ; (3) सभी वेल्ड सतह दोषों का डाई प्रवेशक परीक्षण (पीटी); (4) कठोरता परीक्षण के माध्यम से समाधान एनील सत्यापन (एस31803 के लिए लक्ष्य 220-280 एचबी); (5) क्लोराइड युक्त सल्फाइट वातावरण में सेवा के लिए, एएसटीएम ए923 विधि बी (संक्षारण परीक्षण) इंटरमेटेलिक चरण वर्षा के प्रतिरोध की पुष्टि करने के लिए।

जेएन अलॉय दुनिया भर में पल्प और पेपर डाइजेस्टर सेवा के लिए प्रमाणित S31803 और S32205 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील प्लेट, पाइप, बार, फ्लैंज और फिटिंग की आपूर्ति करता है। सभी सामग्रियों की आपूर्ति EN 10204 3.1/3.2 MTC, पूर्ण ट्रेसेबिलिटी और ISO 9001{7}}प्रमाणित मिलों से की गई है। तकनीकी डेटाशीट, निर्माण मार्गदर्शन और मिल-प्रत्यक्ष मूल्य निर्धारण के लिए हमसे संपर्क करें।

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