1. No category

Hitsausratkaisuja kemian
teollisuudelle
voestalpine Böhler Welding
www.voestalpine.com/welding
voestalpine Böhler Welding
Metallurgian asiantuntemuksella parhaisiin hitsaustuloksiin
voestalpine Böhler Welding (aiemmin Böhler Welding Group) on teollisissa
hitsaus- ja juottosovelluksissa käytettävien lisämetallien johtava valmistaja ja
maailmanlaajuinen toimittaja. Yli 100 vuoden kokemuksella yhtiö on vaikuttanut
merkittävästi hitsaustekniikan kehitykseen asettaen omat vertailutasot
innovatiivisten ratkaisujensa avulla. Yhtenäisyys näkyy myös työntekijöiden
luottamuksessa, sillä he omistavat merkittävän osan yhtiön osakkeista.
Kuulumme voestalpine Groupiin, joka on Itävallan suurin teräksen valmistaja
ja yksi maailman johtavista erikoisterästuotteiden toimittajista sekä osa
globaalia metallurgisen asiantuntemuksen verkostoa.
Hyödyt asiakkaillemme:
n
Monipuolien hitsaus- ja teräsosaaminen saman katon alla
n
Teräslaatuja ja hitsauksen lisämetalleja kattavat hallitut kokonaisratkaisut
n
Kumppani, joka tarjoaa parhaan taloudellisen vakauden ja teknologisen
asiantuntemuksen
Asiakas etusijalla
Meidän toimintaamme ohjaavana periaatteena on ehdoton asiakaskeskeisyys.
Me pidämme itseämme ratkaisujen tarjoajana haastaviin hitsausprojekteihin. Me varmistamme,
että asiakkaat saavat oikeat lisämetallit, käyttävät niitä oikein ja että kaikki hitsauksen
prosessiparametrit on oikein säädetty parhaan suorituskyvyn saavuttamiseksi. Me koemme
velvollisuudeksemme taata asiakkaillemme parhaat mahdolliset ratkaisut nyt ja tulevaisuudessa. Me pyrimme myös kehittämään uusia tuotteita, optimoimaan olemassa olevia ja virtaviivaistamaan prosesseja lyhyiden läpimenoaikojen saavuttamiseksi.
Kokeneet ja sitoutuneet työntekijät
Me perustamme toimintamme sitoutuneisiin työntekijöihin, jotka ovat saaneet alan parhaan
koulutuksen. Heidän tietotaitonsa, osaamisensa ja henkilökohtainen sitoutuminen takaavat
yrityksen ja asiakkaiden pitkäaikaisen menestyksen. Ensiluokkaiset laatutuotteet sekä ammattilaisten ja asiantuntijoiden maailmanlaajuinen tukiverkosto mahdollistavat yhdessä sen, että
asiakkaamme voivat hallita kaikkein vaikeimmat ja haastavimmat hitsaustehtävät.
2
Kolme pätevyyttä – kolme brändiä
Pyrkiessämme tarjoamaan asiakkaillemme parhaan
mahdollisen tuen ja viemään kehitystä eteenpäin
linjassa tavoitteidemme kanssa olemme muodostaneet
kolme keskeistä pätevyysaluetta, jotka ovat liitoshitsaus, korjaus- ja huoltohitsaus sekä pehmeä- ja
kovajuotokset. Tällä tavoin tarjoamme asiakkaillemme kattavimman ja monipuolisimman lisäaineiden
tuotevalikoiman kolmen brändimme puitteissa:
Böhler Welding
n UTP Maintenance
n Fontargen Brazing
n
Hitsausratkaisuja vaativaan teollisuuteen
on mukautettu kyseisen teollisuuden erityisvaatimuksiin. Kehittäessämme ja optimoidessamme lisäaineita
toimimme tiiviissä yhteistyössä asiakkaiden, valmistajien ja tutkimuslaitosten kanssa.
Korkealaatuiset lisäaineemme soveltuvat kaikkiin
tarkoituksiin riippumatta siitä, tullaanko tuotteita
käyttämään vaativissa ympäristöissä tai standardisovelluksissa seuraavilla teollisuuden sektoreilla:
n
Öljy ja kaasu
n
Putkilinjat
n
Kemia
n
Sähkön tuotanto
n
Kuljetus ja autoteollisuus
n
Kunnossapito ja korjaus
n
Kovajuotosteollisuus
Me keskitymme teollisuudenaloille, joissa on korkeat
tekniset vaatimukset, ja toimitamme tuotteita, jotka
3
Rakennusmateriaalin valinta ja hitsaus­
sovellukset kemian teolllisuudelle
Erityishaasteet. Ratkaisut paikan päällä.
voestalpine Böhler Weldingin keskeisenä osaamisalueena ovat hitsausaineet kemian teollisuudelle.
Vuosikymmenten kokemus ja ainutlaatuinen tuotemallisto täyttävät kaikkein erikoisimmatkin vaatimukset, kun
kumppanisi on voestalpine Böhler Welding ja sen maailmanlaajuinen jakeluverkosto. Kokeneet hitsaussuunnittelijat
auttavat sinua löytämään sopivimmat ja edullisimmat hitsausratkaisut yksilöllisten vaatimusten mukaan. voestalpine
Böhler Welding tarjoaa ratkaisuja paikan päällä kemian teollisuuden pääkohteissa ja prosesseissa:
TUOTTEET
SIVU
Epäorgaaninen kemia
Epäorgaaniset hapot, emäkset ja suolat, epäorgaaniset hienokemikaalit
sivu 8 - 11
Orgaaninen kemia
Laaja valikoima monomeereja, polymeereja, kuituja, muoveja, liimoja, kalvoja, maaleja, ...
sivu 12 - 13
Urea
Ammoniakki, urea ja johdetut lannoitteet
sivu 14 - 15
Sellu ja paperi
Sellu ja paperi
sivu 16 - 17
Suolanpoisto
Teollisuuden, maatalouden ja kotitalouksien puhdasvesikäyttö
sivu 18 - 19
Elintarvikkeet ja virvoitusjuomat
Olut, viini, tislaamot, virvoitusjuomat, elintarvikkeet ...
sivu 20
Lääketeollisuus
Biokäsittely ja lääketeollisuuden kemialliset synteesit
sivu 21
ALAKOHTEET
Rakennusmateriaalien valinta kemian
teollisuudessa
Materiaalin valinnassa on huomioitava monia eri
tekijöitä. Perusoletuksena on, että raaka-aineet
ja/tai kemialliset reaktiot voivat saada aikaan
korroosiota aiheuttavan ympäristön tavallisesti
matalassa tai keskimääräisessä lämpötilassa yhdessä
matalan tai korkean paineen kanssa. Mutta jotkut
reaktiot voivat toteutua myös korkeassa lämpötilassa
(esim. titaanidioksidi, VDC).
Ja vielä yksityiskohtaisemmin, reagoivia aineita voi
olla seuraavissa kemikaaleissa:
n
Pelkistävät hapot: yksinomainen hapettava aine
on pelkistävä vety (esim. fosforihappo,
rikkihappo, suolahappo, fluorivetyhappo)
n Oksidoivat hapot sekä happi ja metalli-ionit,
jotka vaikuttavat hapettavana aineena yhdessä
vetyionien kanssa (esim. tyyppihappo, ilmastetut
liuokset, metalli-ionit: Fe3+, Cu2+,... )
nSuolaliuokset
(esim. KCl, NaCl, -> kloridiliuokset)
n Emäksiset liuokset (esim. KOH NaOH)
Yleensä kemian teollisuuden todellinen ympäristö
on edellä olevien aineiden yhdistelmä
epäpuhtauksilla lisättynä.
4
Lisäksi materiaalin valintaa ohjaavana tekijänä on erikoisvaatimuksia
ja rajoituksia, jotka johtuvat yleisestä korroosiosta, paikallisesta
kuoppa-/rakokorroosiosta, raerajakorroosiosta (IGC), jännityksen
aiheuttamasta korroosiomekanismista (SCC, jännityskorroosiomurtuma)
ja galvaanisesta korroosiosta.
Sen seurauksena kemian teollisuus vaatii selkeästi useita erityisiä
rakennusmateriaaleja laitosten komponenteissa (astiat, säiliöt, putket,
pumput, sekoittimet …) perustuen yllä mainittuihin seikkoihin. Niihin
vaikuttavat käsiteltävien nesteiden tyyppi, paine, lämpötila, vaaditut
korroosio-ominaisuudet ja vaaditut mekaaniset ominaisuudet.
Siksi kemian teollisuuden laitosten perusmateriaalit voivat vaihdella
seostamattomista/niukkaseoksisista kuumuutta kestävistä teräksistä
ruostumattomiin teräksiin (austeniittinen, duplex, erikoisausteniittinen
tai superausteniittinen), nikkelipohjaisiin seoksiin, Cu/Ni-seoksiin,
Ti-seoksiin ja Zr-seoksiin.
Varsinaisen hitsaamisen kannalta huomioitavaa on se, että
valmistusmenetelmät, rajoitteet ja olosuhteet edellyttävät monia
erilaisia hitsausprosesseja (SMAW (puikkohitsaus)/GTAW (TIGhitsaus)/GMAW (MIG/MAG-hitsaus)/FCAW (täytelankahitsaus)/SAW
(jauhekaarihitsaus)/ESW (nauhahitsaus)/PAW (plamaskaarihitsaus) ...,
joissa vaatimuksena on monia erilaisia ja hitsausmenetelmälle
ominaisia hitsausaineita.
Erityisen tärkeänä on pidettävä hitsauksen jälkeistä puhdistusta (esim.
peittausta ja passivointia), joiden sopivuus on ratkaisevan tärkeä
vaatimus tämän teollisuuden käyttökohteissa.
5
Copyright by ThyssenKrupp Uhde GmbH
Korroosionkestävä hitsaus­­
seokset kemian teollisuuteen
Jos oletetaan, että korroosionkestävän seoksen käyttäytyminen riippuu sen kemiasta ja
koskettavasta väliaineesta, on syytä huomioida, että perusmateriaali voi hyvinkin sopia
tarkoitukseen, mutta ei ole sanottu, että aiottu hitsausratkaisu ilman muuta sopii.
Hitsausliitoksilla on tiettyjä ominaispiirteitä, kun niitä verrattaan
perusmateriaaliin. Ne ovat:
n
Mikrorakenne on valutyyppinen
Hyvä jäähtyvyys voi heikentää kemiallisen analyysin tasapainoa
n Rakenne on tyypillisesti ei-homogeeninen, jos päästökäsittelyä ei
suoriteta
n Kemikaaleihin vaikuttaa perusmateriaalien seostuminen
n Hitsausprosessissa esiintyy aina seosaineiden hävikkiä/kulkeutumista
n
Tämä vuoksi hitsausliitosten korroosionkestävyys on aina testattava
tarkoituksenmukaisin koemenetelmin, ennen kuin hitsaus kentällä
aloitetaan. Tässä yhteydessä on tarpeetonta muistuttaa, että hitsausaineiden ominaisuudet ovat merkittävässä asemassa vaatimusten
täyttymisen kannalta. Hyväksymiskriteerit eivät yleensä noudata
kansainvälisiä standardeja; loppukäyttäjä määrittelee ne suunnittelu-
vaiheessa ja vaatimukset ovat selvästi tiukentuneet
ja tulleet haasteellisemmiksi viime vuosikymmenen
aikana. voestalpine Böhler Welding omistaa laajan
tietokannan hitsausliitosten korroosiotestauksista,
joita on suoritettu erilaisilla väliaineilla erinomaisin
kvalitatiivisin (indikaatiot) ja kvantitatiivisin
(korroosioasteet ja kriittiset lämpötilat) tuloksin.
Seuraavilla sivuilla esitetään joitakin tuloksia eri
teollisuudenaloihin liittyen. Huomioitavaa on, että
sama ratkaisu soveltuu usein myös kemian sektorin
muihin teollisuuskohteisiin.
Alla olevassa taulukossa mainitaan erilaisilla
syövyttävillä väliaineilla toteutettavia standardisoituja korroosiotestejä, joita käytetään yleensä
hitsausliitosten sopivuuden testaamiseen.
STANDARDI
MENETELMÄ
RATKAISU
VALMISTELU
KESTOAIKA JA LÄMPÖTILA
TARKOITUS
ASTM G28
A
Fe2(SO4)3 42 g/l
+ 50% H2SO4
Koneistettu koekappale, pintakerros
harjattu, työstetyt särmät hiottu raekoolla 80 ja nestejäähdytyksellä
24 h tai 120 h kiehuvassa
lämpötilassa
Pelkistävä väliaine
* Raerajakorroosion havainto
(rikkihappo + metalli-ionit)
* Korroosioasteen arviointi (mm/vuosi)
ASTM A 262
kaytanto ’C‘
”Hueyn koe”
1
65% HNO3
Koneistettu koekappale, pintakerros
harjattu, työstettyjen särmien hionta
raekoolla 120 ja nestejäähdytyksellä
5 jaksoa x 48 h kiehuvassa
lämpötilassa. Puhdas liuos
jokaisessa jaksossa, huuhtelu vedellä ja kuivaus ennen
testaamista
Hapettava väliaine
* Raerajakorroosion havainto
(tyyppihapossa)
* Massahäviön arviointi (jokaisen jakson
jälkeen ja kokeen lopussa).
2 ”Straussin
koe”
Cu shavings,
CuSO4
+ 16% H2SO4
Herkistyslämpökäsittely lämpötilassa
700 °C x 30 min, hehkuhilseen puhdistus peittaamalla, koneistettu koekappale, pintakerros harjattu, työstettyjen
20 h kiehuvassa lämpötilassa
Herkistyskoe
* Raerajakorroosion havainto niukkahiilisille tai stabiloiduille teräksille
(suurennus 10X)
C
6% wt FeCl3
+ 1% HCl
Koneistettu koekappale, pintakerros
harjattu, työstettyjen särmien hionta
raekoolla 80 ja nestejäähdytyksellä
Lisäys 5 °C/24 h jokaisessa
vaiheessa. Käynnistyslämpötila on verrannollinen
testattavaan materiaaliin
Nikkelipohjaisten hitsien peittaus
* Kuoppakorroosion havainto
(klooripitoinen liuos)
* Korroosioasteen arviointi (mm/vuosi)
* Kriittisen kuoppakorroosion lämpötilan
Ruostumattomien teräshitsien kuoppakorroosio
* Kuoppakorroosion havainto (klooripitoinen liuos)
* Korroosioasteen arviointi (mm/vuosi)
* Kriittisen kuoppakorroosion lämpötilan
(CPT) määritys
EN ISO
3561
EN ISO
3561
ASTM G48
ASTM G48
E
6% wt FeCl3
+ 1% HCl
Koneistettu koekappale, pintakerros
harjattu, työstetyt särmät hiottu raekoolla 80 ja nestejäähdytyksellä
Lisäys 5 °C/24 h jokaisessa
vaiheessa. Käynnistyslämpötila on verrannollinen
testattavaan materiaaliin
ASTM A923
C
6% wt FeCl3
+ 1% HCl
Koneistettu koekappale, pintakerros
harjattu, työstettyjen särmien hionta
raekoolla 80 ja nestejäähdytyksellä
Perusmateriaalin T-funktio
(esim. duplex-teräs 22 °C
super-duplex 40 °C).
Kestoaika: 24 h
* Metallienvälisten yhdisteiden tunnistus,
esim. Sigmavaihe (klooripitoinen liuos)
* Massahäviön arviointi (mg/päivä dm)
”Green Death
-liuos”
7% H2SO4
+ 3% HCl
+ 1% wt FeCl3
+ 1% wt CuCl2
Koneistettu koekappale, pintakerros
harjattu, työstettyjen särmien hionta
raekoolla 80 ja nestejäähdytyksellä
24 h jokainen koevaihe:
aloituslämpötila 85 °C
Ni-seokset (käytetään C-tyypille, esim. C-276, 59, 686),
lisäys 5 °C/24 h
* Raerajakorroosion havainto
* Korroosioasteen arviointi (mm/vuosi)
* Kriittisen kuoppakorroosion lämpötilan
(CPT) määritys
-
6
Korroosionkestäviä seoksia kemian teollisuuteen
Tavanomaisten suosikkien, kuten Ti- tai Nb-stabiloitujen ruostumattomien terästen ja niukkahiilisten seosten, kuten 304L ja 316L, lisäksi
valitaan usein myös muita seoksia olosuhteiden kuluttavuudesta ja
ympäristön tyypistä riippuen.
EN
1.4306
1.4432
RUOSTUMATON TERÄS
1.4335
‘300’-SARJA
1.4438
1.4439
1.4162
1.4362
1.4462
DUPLEX RUOSTUMATON
1.4462
TERÄS
1.4410
1.4501
1.4539
1.4563
1.4547
ERIKOISET AUSTENIITTISET
1.4529
RUOSTUMATTOMAT TERÄK1.4565
SET
1.4591
1.4562
1.4652
1.4361
ERIKOISET UREAN JA TYYP1.4435
PIHAPON LAATULUOKAT
1.4466
2.4066
Ni-seokset
2.4068
2.4817
NiCrFe2.4642
seokset
2.4660
NiFeCrMo- 2.4858
NIKKELIPOHJAICu-seokset 2.4619
SET SEOKSET
2.4603
MÄRKÄKOR2.4856
ROOSIOTA
2.4602
VARTEN
NiCrMo (Fe) 2.4610
2.4819
- seokset
2.4675
2.4605
2.4617
NiMoseokset
1.4828
1.4835
Ruostu1.4845
RUOSTUMAmattomat
1.4876
TON TERÄS JA
teräkset
1.4862
NIKKELIPOHJAI1.4877
SET SEOKSET
2.4816
KORKEISIIN
LÄMPÖTILOIHIN Nikkelipoh- 2.4851
2.4633
jaiset
2.4663
2.4360
NIKKELIKUPARI- JA
2.0872
KUPARINIKKELISEOKSET
2.0882
ASTM TAI UNS/SEOS
304L
316L
310L
317L
317LMN
S32101/LDX 2101®
S32304/2304
S82441/LDX 2404™
S32205/2205
S32750/2507
Zeron 100®
904L
N08028/ 28
S31254
N08926/926
S34565/24
NR20033/33
N08031/31
S31654
S30600
(724Mod.)316L UG
S31050/725 LN
N02200/200
N02201/201
N06600/600 L
N06690/690
N08020/20
N08825/825
N06985/G-3
N06030/G-30™
N06625/625**
N06022/22
N06455/C-4
N10276/C-276
N06200/C-2000™
N06059/59
N10665/B-2
N10675/B-3
S30900/309S
S30815/253MA®
S31000/310S
N08810/800 H
N08330/DS
S33228/AC66
N06600/600-600 H
N06601/601 H
N06025/602CA
N06617/617
N04400/400
C70600/CuNi 90-10
C71500/CuNi 70-30
C [%]
0,02
0,02
≤0,015
0,02
0,02
0,03
0,02
0,02
0,02
0,02
0,02
0,01
≤0,015
0,01
≤0,02
0,02
≤0,02
≤0,015
0,01
≤0,015
0,02
≤0,02
≤0,1
≤0,02
≤0,025
≤0,015
≤0,06
≤0,05
≤0,02
0,02
0,02
0,01
≤0,01
0,01
0,01
0,01
≤0,010
≤0,010
0,08
0,08
0,05
0,08
0,08
0,08
0,08
0,06
0,2
0,08
≤0,15
Ni [%]
10,0
11,0
21,0
14,0
14,0
1,5
4,8
3,6
5,0
7,0
7,0
25,0
31,0
18,0
25,0
17,0
31,0
31,0
22,0
18,0
14,0
22,0
>99,2
>99,0
74,0
61,0
38,0
40,0
48,0
43,0
62,0
56,0
66,0
57,0
57,0
59,0
69,0
65,0
12,0
11,0
20,0
31,0
36,0
32,0
74,0
60,0
62,0
54,0
64,0
10,0
31,0
Cr [%]
18,0
17,0
25,0
18,0
17,0
21,5
23,0
24,0
22,0
25,0
25,0
20,0
27,0
20,0
21,0
24,0
33,0
27,0
24,0
14,0
18,0
25,0
16,0
29,0
20,0
23,0
23,0
30,0
22,0
22,0
16,0
16,0
23,0
23,0
0,7
1,5
22,0
21,0
25,0
21,0
18,0
28,0
16,0
23,0
25,0
22,0
Alla on taulukko, joka esittää sekä märkäkorroosiota
että korkeita lämpötiloja kestäviä seoksia, joita
käytetään kemian teollisuudessa:
Mo [%] Cu [%] Fe [%]
Bal.
2,6
Bal.
≤0,1
Bal.
3,0
Bal.
4,1
Bal.
0,3
Bal.
0,3
Bal.
1,6
Bal.
3,1
Bal.
4,0
Bal.
3,5
0,5
Bal.
4,3
1,5
Bal.
3,5
1,3
Bal.
6,1
+
Bal.
6,5
0,9
Bal.
4,5
Bal.
1,6
0,6
Bal.
6,5
1,3
*Bal.
7,3
+
Bal.
2,7
Bal.
2,6
Bal.
2,1
Bal.
2,4
3,2
7,0
5,0
9,0
13,0
16,0
16,0
16,0
16,0
28,0
28,5
0,4
3,4
2,2
2,0
1,5
1,6
≤0,5
9,0
32,0
88,0
67,0
9,0
9,0
34,0
31,0
19,0
15,0
3,0
3,0
1,0
6,0
3,0
1,0
1,7
1,5
Bal.
Bal.
Bal.
47,0
42,0
39,0
9,0
14,0
9,5
1,0
1,8
1,5
0,7
N [%] MUUTA [%]
0,10
0,14
0,22
0,10
0,27
0,17
0,27
0,27
0,1
0,05
0,2
0,2
0,5
0,4
0,2
0,5
Mo
W
N
Cu
SEOSAINEEN OMINAISUUDET
Metallurginen yhteensopivuus
Muodostaa suojaavan oksidin
KORROOSIONKESTÄVYYS
Alkali, SCC, lievästi pelkistävä
Oksidoiva väliaine yhtenäinen ja paikallinen
Ympäristöä pelkistävä,
stabiloi kromia (jos esiintyy)
Vastaava kuin Mo,
mutta pienempi vaikutusteho
Austeniittinen stabiloija
Pelkistävät olosuhteet
Oksidoimaton väliaine, parempi paikallinen
korroosionkestävyys kromiseoksille
5 Mn
3 Mn
0,6 W
5,5 Mn
3 Mn
4 Si
+
0,13
0,2 Al 0,2 Ti
0,25 Ti
0,2 Nb
0,8 Ti
0,3 Nb W <1,5 2,5 Co
2,5 W Co <5
3,4 Nb
3 W, V ≤0,35
0,17
** myös korkeisiin lämpötiloihin.
Ni
Cr
Si <0,15
3,5 W, Co <2
Al <0,5, Mn <0,5
0,3 Al
Co ≤1
Co ≤3, W ≤3, Mn ≤3
2Si
0,05 Ce 1,6 Si
PREN
18
26
27
28
33
26
26
34
35
43
41
37*
40*
46*
48*
52*
50*
54*
63*
23
28
34
16*
29*
28*
34*
46*
47*
52*
65*
69*
69*
76*
76*
93*
96*
0,25Al 0,35Ti
0,15Al 0,15Ti 2,2Si
0,8Nb 0,1Ce
0,2Al 0,2Ti
1,4Al 0,5Ti
2,3Al 0,2Ti 0,1Y 0,1Zr
1Al 0,5Ti 12Co
0,8% Mn
1% Mn
*PREN2
PREN Kuoppakorroosion kestävyyttä kuvaava ekvivalenttiluku.
Tämä on teoreettinen menetelmä kuoppakorroosionkestävyyden
vertailemiseen Cr-Ni-seoksen kemiallisen koostumuksen
perusteella. Vaativien työolosuhteiden sopivuus on tarkastettava
asianmukaisen korroosiokokeen avulla.
Hyvin haitallinen lämpöstabiilisuuden kannalta
Paikallisen korroosion mekaaniset ominaisuudet
Merivesi, HF, H2SO4
PREN1%Cr + 3.3*%Mo + 16*%N
PREN2%Cr + 3.3*%Mo + 30*%N
7
Epäorgaaninen kemia
Epäorgaaninen kemia on kemian teollisuuden suurin haara ja se sisältää kaikki kemialliset prosessit, joissa esiintyy
epäorgaanisia raaka-aineita. Tämä teollisuuden sovelluksissa käytetään erilaisia lämpötiloja ja paineita sekä eri tyyppisiä
reaktioita, jotka vaativat korkealuokkaisia perusmateriaaleja ja hitsausaineita.
Mainittakoon tässä vain muutamia epäorgaanisen
kemian teollisuuden lopputuotteita (esim. alumiinisulfaatti, kloriini, suolahappo, vety, vetyperoksidi,
typpihappo, ilmasta johdetut teollisuuskaasut,
fosforihappo). Jotkut näistä aineista ovat pelkistäviä
happoja (esim. suola-, rikki-, fosforihappi ...), jotkut
taas hapettavia happoja (esim. typpihappo).
Kuumien ja väkevoityjen emäksisten liuosten
vaativat käyttökohteet ovat myös melko laajalti
levinneitä (esim. kaustinen sooda ja kaliumhydroksidi), kun taas useimmat suolojen synteesit ovat myös
korrosoivia sisältäen joissakin tapauksissa halogeeneja, kuten klorideja, tai mietoja happoja tai
emäksiä. Kuten edellä olevasta käy ilmi, teollisuudenalaan sisältyy lukuisia erilaisia korroosion
ilmenemismuotoja, mikä heijastuu myös siihen, että
304L 1.4306
˜1.4306
mm / a
1
Tyyppihappoa valmistetaan hapettamalla ammoniakkia korkeassa
lämpötilassa (800 - 900 °C) ja käytetään lannoitteiden, räjähteiden ja
polymeerien valmistamiseen. Se syövyttää raerajoja erityisesti saostumisen ja suotautumisen yhteydessä, mikä on erityisen riskialtista
raerajakorroosion (IGC) ja transpassiivisen syöpymisen osalta. Siksi
käytettävän materiaalin C-, P- ja S-pitoisuus on hyvin alhainen ja
homogeenisuusaste hyvin korkea, esimerkkinä EN 1.4306 (304LSi)
< 0,1 Si, ≤ 0,02 P. On myös hyvin tärkeää saada aikaan puhdas ja
tasainen hitsisauma. Korkeammissa lämpötiloissa ja pitoisuuksissa
seossuhteen on oltava korkeampi.
Copyright by ThyssenKrupp Uhde GmbH
304LSi
Tyyppihappo (HNO3)
Courtesy of Boehler Edelstahl
10
vaatimuksena on laaja valikoima erilaisia hitsausaineita. Seuraavaksi
esittelemme muutamia suosittuja esimerkkejä epäorgaanisen kemian
prosesseista materiaalien ja hitsauksen näkökulmasta.
S30600
1.4361
0,1
1.4335
310L
1.4466
S31050
0,01
40
60
80
100
% HNO 3
Hitsausratkaisu korkean Si-pitoisuuden austeniittista terästä EN 1.4361 varten
Böhler Weldingin austeniittisten terästen EN 1.4361
hitsaamiseen käytettäviä hitsausaineita on saatavissa
TIG-puikkoina ja MMA-elektrodeina. Ne synnyttävät hitsausmetalliseokseen korkeamman Si-, Cr- ja
N-pitoisuuden kuin perusmetallissa, jolloin ne ovat
korroosionkestäviä myös hitsatussa olomuodossa.
Pieni lämmönsyöttö ja ohuempi palkotekniikka ovat
olennaisen tärkeitä minimoitaessa kuumahalkeamien riskiä tässä nimenomaisessa tapauksessa.
Muihin tavanomaisiin ruostumattoman teräksen
hitsausaineisiin lisätään 5 - 15% deltaferriittiä, jotta
vältetään lämpösäröilyn esiintyminen.
8
304L, 310L ja S31050/725 LN ovat yleisiä absorptiokolonneissa,
absorptiojäähdytyskierukoissa ja lämmittimissä. Korkean klooripitoisuuden jäähdytysvesiä sisältävissä komponenteissa käytetään myös
seosta 28 ja muita korkean kromipitoisuuden seoksia. Korkeaa
Si-pitoisuuden (~4%) austeniittiluokkaa EN 1.4361 käytetään silloin,
kun typpihappopitoisuus on erittäin korkea (>67%). Tämä materiaali on
hyvin korroosiota kestävä kiehumispisteeseen saakka.
GTAW (TIG-hitsaus) on juuripalkoa varten, ja kun Ar-pitoisuus on
100%, se toimii hitsauksen suojakaasuna. SMAW (puikkohitsaus) tai
GTAW (TIG-hitsaus) ovat silloin lisäainetta varten. Raerajakorroosion
välttämiseksi suositellaan matalaa lämmönsyöttöä sekä palkojen välistä
työlämpötilaa alle 80 °C; tässä saattaa myös vesijäähdytys olla
hyödyllistä.
PWHT ei ole yleensä tarpeen, mutta päästöhehkutus lämpötilassa
1100 - 1170 °C ja sammutus veteen voidaan tehdä hitsausliitoksen
muutosvyöhykkeen maksimaalisen korroosionkestävyyden saavuttamiseksi, kun käyttökohteena on korkeasti konsentroituneet hapot
lämpötilassa yli 70 °C. Standardin ASTM262 (pract. C ‘Hueyn koe’)
mukaisesti suoritetuissa testeissä päästöhehkutuksella on päästy
keskimääräiseen tulokseen 0,072 mm/vuosi.
Lisämetalleja ja niiden kauppanimiä koskevat tiedot ovat tuotekansiossa ja käsikirjassa.
Fosforihappo (H3PO4)
Kuvassa näkyy useimmin käytettävä ‘märkäprosessi’. Fosforihappoa
saadaan, kun mineraalifosfaattien (apatiittien) annetaan reagoida
rikkihapon kanssa.
Fosforihappo ei ole mitenkään erityisen aggressiivinen, mutta
korroosionäkökohdat tulevat kysymykseen sen vuoksi, että malmeissa
esiintyy rikkihappoa ja kloridia sekä fluoridia ja piitä. Korroosioon liittyy
eroosiota siksi, että raaka-aineista irtoaa kiinteitä hiukkasia.
Yleisesti ottaen eroosio, suuri virtausarvo ja pintakerrostuminen
vaikuttavat korroosion muodostumiseen. Reaktoriastia on emaloitu
yhdessä korkeaseoksisesta ruostumattomasta teräksestä valmistetun
sekoittimen kanssa ja altistuu jännityskorroosiolle sekä kulumiselle.
Viime aikoina sekoitusyksikössä on käytetty myös super-duplex-teräksiä.
Suodattimeen saattaa kohdistua kuoppa- ja
rakokorroosiota, joten materiaalin valinta on tehtävä
sen mukaisesti. Silloin lämmönvaihdin ja sitä
seuraava lauhduttimien ja rikastimien ketju
väkevoittää fosforihapon, kun sitä tarvitaan.
Tässä osassa käytetään yleisesti austeniittisia ja
superausteniittisia teräksiä.
Kun superhappoa syötetään (pitoisuus 70 - 99%),
seos 625 tai paremminkin UNS N06030 seos G-30TM on osoittanut korroosionkestävyytensä
ja on siksi laajalti käytössä. Tätä puoltaa myös se,
että prosessilämpötila on korkeampi kuin muissa
vaiheissa.
926, 28, 31, G-3
Päänäkökohta: eroosio-korroosio
904L, 28, 31, G-3, S31654, S32750
Päänäkökohta:
kuoppa- ja rakokorroosio
Levynlämmönvaihdin
Rikkihappo
Vesi
Fosfaattikivi
Seostuminen
Astia
Tuuletus ilmakehään
Rajaliuotin
jätteenkäsittelyyn
CW paluu
Pesuri
CW
CW paluu
Tyhjöhaihdutin
Reaktorisarja
36% H3PO4
31, G-3, S31654, S32750
Päänäkökohta: jännityskorroosio
CW
Liuottimen syöttö
CW
CW paluu
Suodatin
CW
CW paluu
Jätteenkäsittelyyn
tai kierrätykseen
Superrikastin:
625, G-30™
Haihdutin
36%
H3PO4
Laskeutusallas
Haihdutin
Lämmityksen väliaine
CW
CW paluu
Levynlämmönvaihdin
65% H3PO4
Lämmityksen väliaineen
paluu
Levynlämmönvaihdin
Liete
CW
Superhappo
99% H3PO4
CW
Leimahdusjärjestelmä: 31, G-3, S31654
Päänäkökohta: raerajakorroosio, eroosio
CW paluu
Reaktiohappo
70% H3PO4
CW paluu
Hitsausratkaisu seokselle 625
Böhler Weldingin nikkelipohjaiset lisämetallit seokselle 625 kestävät
erittäin hyvin korroosiota mukaan lukien jännityskorroosiomurtumisen. Niitä käytetään myös superausteniittisten terästen sekä kuumuutta kestävien seosmetallien hitsaamiseen.
Esimerkkinä siitä ovat alla raportoidut tulokset, jotka on saavutettu
standardin ASTM G28 mukaisella koemenetelmällä A (120 h).
ASTM G-28 A korroosioaste [mm/vuosi]
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
GMAW (MIG/MAG-hitsaus):
(suojakaasu Ar + 30% He + 2% H2 + 0,1% CO2)
(V-liitoksen paksuus 16 mm).
3 koekappaletta (mitat: 55 x 22 x 16 mm)
0,1
0
BM
S1
S2
S3
Lisämetalleja ja niiden kauppanimiä koskevat tiedot ovat tuotekansiossa ja käsikirjassa.
9
Epäorgaaninen
kemia
Rikkihappo (H2SO4)
Rikkihappo on hyvin yleinen välituote, jota käytetään monissa kemian teollisuuden prosesseissa
tuottamaan muita epäorgaanisia happoja lannoitteisiin sekä orgaanisiin kemikaaleihin.
Kaavio esittää kolme tapaa, joilla SO2 valmistetaan;
polttamalla rikkiä, keittämällä mineraaleja tai
regeneroimalla käytetystä haposta. Sen jälkeen SO2
muunnetaan katalysaattorissa rikkitrioksidiksi (SO3).
Tämä korkean lämpötilan sovellus voidaan kattaa
seoksilla, kuten AC66 (S33228) tai N12160. Rikkihappoa valmistuu lopulta absorptiotorneissa
tapahtuvien reaktioiden avulla.
Rikkihappo on erittäin pelkistävä aine, joka
vaikuttaa voimakkaasti laitoksen rakennusmateriaaleihin. Valinta tehdään pitoisuuden ja lämpötilan
perusteella.
Korroosion vahingoittava mekanismi on pääasiassa
raerajaan kohdistuvaa IGC-tyyppiä. Eräät yleisesti
käytettävät kokeet, kuten standardin EN ISO 3651-2
mukainen “Straussin koe” tai standardin ASTM G28
mukainen A- ja B-menetelmä antavat hyvää viitettä
materiaalin ja hitsausliitosten sopivuudesta (hitsatuille rakenteille ja valumateriaaleille vain A-menetelmä).
Rikin poltto
Ilmansuodatin Kuivaus Kompressori
SO2
Keitin
Metallurginen
menetelmä
Puhdistus Jäähdytys Sumuerotin Kuivaustornit Kompressori Kaasun
lämmitys
Käytetty happo
Regeneraatio
Yleisesti ottaen materiaaleissa tulisi olla riittävä Cr-,
Ni- ja Mo-pitoisuus, vähintään tyypin 904L luokkaa.
Superausteniittiset laadut, kuten seos 31, tai
nikkelipohjaiset seokset, kuten G-30 (korkea
Cr-seostus) jne. voivat tuottaa korroosioarvon alle
0,5 mm/vuosi jopa lämpötilassa 90 °C. Sitä ei
kuitenkaan pidä käsittää niin, että halogenidit
vähentäisivät korroosiovaikutusta.
Jos H2SO4-pitoisuus on korkea, esimerkiksi 95%, on
oltava varovainen hapon oksidoivan ominaispiirteen
vuoksi. Oikean materiaalin valinnan ohjaavana
tekijänä on korkeampi kromipitoisuus ja alhaisempi
molybdeenipitoisuus.
Palaminen
SO2
Kaasun
jäähdytys
Keitin
Kaasunpesu/Jäähdytys
SO3
Katalysaattori
Vaihdin
Superausteniittisten terästen hitsaamiseen suositellaan nikkelipohjaista lisämetallia, jotta
vältetään hitsattavan metallin segregoitumisen riski. Böhler Weldingin seosta 59
vastaavien lisämetallien kromipitoisuus on 22% ja molybdeenipitoisuus erittäin korkea
eli 16%. Monissa tapauksissa ne ovat paras ratkaisu parantamaan korroosiokäyttäytymistä lukuun ottamatta voimakkaasti hapettavia ympäristöjä peittauslinjoissa tai muita
hyvin konsentroituneita happoja. Se on optimaalinen ratkaisu kloridia sisältävässä
pelkistävässä väliaineessa.
Lisämetalleja ja niiden kauppanimiä koskevat tiedot ovat tuotekansiossa ja käsikirjassa.
Kuivaus
SO3
Hitsausratkaisu seokselle 31 ja muille 6% Mo ja 7% Mo sisältäville ruostumattomille
teräksille: Böhler Weldingin nikkelipohjaiset lisämetallit
10
Rikin poltto
Lämmitys
H2SO4
Absorptiotornit
Poistoputki
Mikroskooppikuva seoksesta 31, joka
on hitsattu seosta 59 vastaavalla
lisämetallilla: HAZ ja WM
BM
HAZ
WM
Kaustinen sooda (NaOH)
Kaustinen sooda on elektrolyysin sivutuote kloriinin
valmistuksessa. Alhaisella konsentraatiolla ja lämpötilassa alle 100 °C sopivia rakennusmateriaaleja ovat
yleensä austeniittiset ruostumattomat teräkset.
Korkeammalla väkevöitymisellä ja korkeammassa
lämpötilassa kaustinen sooda on erittäin aggressiivinen. Puhdas nikkeli onkin osoittautunut hyvin
kestäväksi näitä korroosiohyökkäyksiä vastaan.
Siksi se on laajalti käytössä membraaniprosessin
elektrolyysikennossa ja kaikkein yleisimmin
käytössä oleva teollinen ratkaisu.
Rikastin
Prosessilaitosten minivaiheisissa haihdutusvirtauksissa käytetään myös
teollisesti puhdistettua nikkeliä (seos 200), mikä perustuu konsentraatioon ja puhdistumiseen. Kun käytössä on laskevakalvohaihdutin, joka
toimii lämpötilassa yli 350 °C, seos 201 on indikoidumpi, koska alhaisin
hiilipitoisuus estää grafiitin erkautumisen raerajalla. Mitä hitsausaineisiin tulee, sopivin laatu on tietenkin niukkahiilinen ja Ti-stabiloitu
tyyppi, mikä perustuu hitsauskerrosten parempaan hapenpoistoon ja
siihen, että ja se sopii kummallekin perusmateriaalille. Ja vielä, kun
alueella esiintyy epäpuhtauksia tai oksidoivia aineita tai kun tavoitellaan suurempaa lujuutta, seos 600L voi olla hyvä vaihtoehto kromipitoisuutensa ansiosta.
Emäksisen suolan erotin
Höyry
Varastointi
Lauhdutin
Lauhdutin
Suolan palautus suolavesikäsittelyyn Haihdutus
H 2O
Suolan erotus Jäähdytys
Hitsausratkaisu seokselle 600 ja 600 L:
Ni-pohjainen lisämetallilaatu 6082 (NiCr20Mn3Nb)
Tämä Ni-pohjainen lisämetallilaatu on käytettävissä prosesseille SMAW (puikkohitsaus),
GTAW (TIG-hitsaus), GMAW (MIG/MAG-hitsaus), FCAW (täytelankahitsaus) ja SAW
(jauhekaarihitsaus). Se on Cr-Mn 20-3 -seostus, alhainen C-pitoisuus, Nb-seostus ja
Fe-pitoisuus alhaisempi kuin seoksella 600. Tätä ratkaisua käytetään myös ferriittisausteniittisille liitoksille ja korkean lämpötilan sovelluksille (Cr-, Cr-Ni-teräkset,
nikkelipohjainen).
Kuljetus
Mikrorakenne: seoksen 600L
hitsausliitos, hitsattu GMAWlangalla (HAZ ja WM)
BM
HAZ
WM
Lisämetalleja ja niiden kauppanimiä koskevat tiedot ovat tuotekansiossa ja käsikirjassa.
11
Orgaaninen kemia
Orgaaninen kemia on orgaanisia yhdisteitä käsittelevä kemian teollisuuden haara.
loissa ja huoneenlämpötilassa saavat usein aikaan erittäin korrosoivan
ympäristön. Reagenssit, katalyytit ja stabilaattorit voivat saada aikaan
oksidoivia tai pelkistäviä vaikutuksia ja ne voivat sisältää aggressiviisia
suoloja, happoja, emäksiä ja klorideja. Alla on kaksi esimerkkiä orgaanisen kemian prosesseista ja raportoiduista materiaalin valinnan ja hitsauksen näkökohdista.
Etikkahapon (CH3COOH) valmistus
Yksinkertaistettu kaavio butaanin hapetusprosessista
Copyright by ThyssenKrupp Uhde GmbH
Orgaaninen kemianteollisuus valmistaa pääasiassa
orgaanisia happoja sekä muuntaa öljyjä ja kaasuja
olefiineistä ja aromaateista erilaisiksi monomeereiksi ja
polymeereiksi (perusaine ja keinotekoinen), joiden
lopputuotteita ovat mm. kuidut, muovit, kalvot, maalit
ja liimat. Kemialliset reaktiot korkeissa lämpötiloissa
(esim. lämpösäröily, hiiltyminen) sekä keskilämpöti-
Etikkahappo on melko yleinen välituote, jota
käytetään faasimuutoksissa tuottamaan useita
erilaisia monomeereja, kuituja, muoveja ja muita
vastaavia.
Etikkahappo ei ole erityisen korrosiivinen, joten
materiaali kuten 304L on sopiva varastosäiliöitä ja
putkistoja varten. 316L on suositeltava vaihtoehto
silloin, kun varastointilämpötila on korkea tai
materiaalit voivat altistua likaantumiselle. Katalyyttien synteesiprosessissa skenaariot usein muuttuvat, mikä voi tuoda esiin vakavampiakin korroosion
näkökulmia. Teollisista prosesseista (asetaldehydin
hapetus, butaanin hapetus tai metanolin karbonylaatio) alla esitetään butaanin hapetusprosessi.
Etikkahappoa saadaan puhaltamalla happea tai
ilmaa butaaniin, mikä sitouttaa katalyytin. Katalyytin sivutuotteena syntyy muurahaishappoa,
estereitä, peroksideja ja pelkistäviä aineita, jotka
voivat aiheuttaa nopeita yleisiä syöpymiä tai
kuoppa-/rakotyyppistä korroosiota. Lisäksi voi
muodostua suolahappoa, mikä johtuu kloorin
epäpuhtauksista hapon kiehumispisteen ylittävissä
lämpötiloissa.
Nämä näkökohdat on huomioitava rakennusmateriaalin valinnassa. Itse asiassa, koska 316L sopii
yleisesti virtausketjun loppupäähän, reaktoriin ja
12
Ilmapesuri
37 °C
40
psi
Reaktori
185 °C
Hiilivedyn
poistolaite
50 °C
750
psi
60
psi
Vesi
Erotus- Muurahaishappo- Etikkahappokolonni
kolonni
kolonni
60 °C
72 °C
118 °C
50
psi
15
psi
15
psi
-5 °C
Uuttoaine
Muurahaishappovarasto
145°C
Etikkahappovarasto
180 °C
Ilma
Butaani
140 °C
Kompressori
120 °C
130 °C
Raskaat
päät
Tuote-erotin
psi – kaikki paineet ovat paunaa neliötuumalle absoluuttiarvoina
Vesijäähdytteinen lämmönvaihdin (yksi kylmäaine)
Höyrylämmönvaihdin (höyrynpaineen oletusarvo 100 psi)
joihinkin kolonneihin, työskentely korkeissa lämpötiloissa ja paineissa
edellyttää kestävämpiä seoksia, kuten 904L, superausteniittiset
teräkset, seos 20 sekä seos 22 tai C-276.
Mainittakoon myös nykyaikaisempi prosessi, metanolin karbonylaatio
(Monsanto-prosessi), jossa jodi toimii katalyyttina ja muodostaa hyvin
korrosoivan ja pelkistävän ympäristön. Siksi reaktorissa, höyrystimessä, putkistossa ja tislauskolonneissa käytetään seosta B-2, joka kestää
kaikkein parhaiten pelkistävää ympäristöä.
Ennen virtauksen loppupäätä jodi-ionit erotetaan lopputuotteesta,
jotta seoksia C-276, 59, G-3, 31, 904L ja S31254 voidaan käyttää.
Vinyylikloridimonomeerin (VCM) tuotanto
VCM on tunnetun polymeerin eli PVC:n kaasumainen monomeerilähtöaine. Sitä saadaan etyleenistä suorakloorauksen ja oksikloorauksen
avulla, yleensä yhdistäen samassa laitoksessa.
Molemmissa prosesseissa muodostuu väliyhdiste EDC (etyleenidikloridi). Suora klooraus on etyleenin ja kloridin reaktio katalyytin sisällä, ja
sen sivutuotteita ovat EDC (dikloorietaania) ja HCl (kloorihappo). Kun
myös kloorihappo reagoi etyleenin ja hapen kanssa katalyytin avulla,
vedenpoiston jälkeen saadaan taas dikloorietaania. Sen jälkeen
dikloorietaani lämpösäröilee lämpötilassa 450 - 550 °C, ja lopulta
Sammutuskolonni
Suorakloorausreaktori
Kaustinen sooda
Kaustisen soodan
pesukolonni
Ilma
(Happi)
Kloori
Etyleeni
Dekantteri
Etyleeni
Oksiklooraus
Reaktori
Talteenottokolonni
Sammutuskolonni
Monomeerin talteenottokolonni
Vedenpoistokolonni
VCM
Matalan
kiehumispisteen
fraktioiden
keräyskolonni
Korkean kiehumispisteen fraktioiden
keräyskolonni
Kaustisen soodan
pesukolonni
Säröilyuuni
Suolahapon
poistokolonni
Hitsausratkaisu seokselle 59: Böhler Weldingin vastaavat lisämetallit
Saatavissa kuten SMAW (puikkohitsaus), GTAW (TIG-hitsaus),
GMAW (MIG/MAG-hitsaus), nämä lisämetallit saavat aikaan
erittäin korroosionkestävän hitsausmetallin kaikissa pelkistävissä ja
hapettavissa ympäristöissä. Ne sopivat myös muiden nikkelipohjaisten seosten (esim. C-4, 22, C-276) hitsaamiseen kuten myös
superausteniittisille teräksille, ja takaavat parhaan suorituskyvyn
korroosiota vastaan monissa erilaisissa käyttökohteissa.
Testaus: Tulokset korroosiokokeella ASTM G-28 A ja “Green Death”,
GMAW (MIG/MAG-hitsaus)= ja GTAW (TIG-hitsaus).
GMAW suojakaasu: Ar + 30% He + 2% H2 + 0,05% CO2)
GTAW (TIG-hitsaus): 100% Ar,
(V-liitoksen paksuus 16 mm). Koekappaleen mitat: 55 x 22 x 16 mm
saadaan vinyylikloridimonomeeria. Rakentamisen
vaikuttavia näkökohtia ovat märkäkorroosio ja
korkean lämpötilan korroosio prosessin vaiheesta
riippuen.
Reaktiovaihe (oksiklooraus ja suoraklooraus)
Kosteus saa aikaan voimakkaasti korrosoivan
kloorihapon (HCl), siksi reaktorin eri osissa käytetään lukuisia erilaisia nikkelipohjaisia seoksia. Seoksia 59 ja C-276 käytetään putkien seinämiä ja
katalyysiosia varten sekä seinämälevyn että hitsin
pintakerrosratkaisuissa. Reaktoreiden sisäpuoliset
putket voivat olla seosta 200 tai seosta 600 tai seosta
625. Klooria reaktoriin kuljettavat putket ja laipat
voivat olla seosta 825.
Puhdistuskolonnit ja lämmönvaihtimet
Näissä EDC käsitellään ennen kuivatislausta, joten
ne altistuvat kloorihapon (HCl) märkäkorroosiohyökkäyksille. Voimakas pelkistävä ympäristö ja
kohonnut kuoppakorroosiovaikutus voivat puoltaa
seosten B-2 tai 600 tai myös superausteniittisten
teräs valintaa.
Lämpösäröily (450 - 550 °C)
Tämä vaatii seoksilta erittäin hyvää lämpötilankestävyyttä klooriaineiden kanssa sekä hiiletyskestävyyttä palamiskaasujen vuoksi. Seos 800H sopii
erinomaisesti tähän vaatimukseen.
1
ASTM G-28 A
korroosioaste [mm/vuosi]
150
0,8
140
0,6
130
0,4
120
0,2
110
0
“Green Death”
-liuos C.P.T [°C]
100
BM
GTAW
GMAW (MIG/
(TIG-hitsaus) MAG-hitsaus)
BM
GTAW
GMAW (MIG/
(TIG-hitsaus) MAG-hitsaus)
Mikrorakenne: WM ja BM. Seos 59 hitsattu Böhler
Weldingin lisämetallin sopivalla laadulla
BM
WM
Lisämetalleja ja niiden kauppanimiä koskevat tiedot ovat tuotekansiossa ja käsikirjassa.
13
Urea
Urea tai karbamidi, orgaaninen yhdiste, joka saadaan ammoniakista, on maailman eniten
käytetty lannoite. Alla oleva kuva esittää urean kemiallista reaktiota ja prosessia lopputuotteen valmistamiseksi.
+
2 NH3
CO2
Korkeapainelaitteisto
hiilidioksidi
ammonia
Tässä kappaleessa käsitellään prosessin korkeapaineista osaa. Siihen kuuluvat reaktori, poistolaite ja
lauhdutin, joilla on seuraava päätoiminta:
eksoterminen
+
n
-
NH4O
H2N
C=O
ammoniumkarbamaatti
H 2N
H 2N
C=O
Reaktorissa tapahtuu ureasynteesi.
Poistolaite poistaa reagoimattoman hiilidioksidin
(CO2) ja ammoniakin höyryt.
n Lauhduttimessa höyryt tiivistetään ammoniakkikarbamaatiksi, joka kierrätetään uudelleen
reaktoriin.
Paineen taso voi olla noin 150 bar ja lämpötila
180 - 210 °C laitteistosta ja valitusta prosessista
riippuen.
n
endoterminen
urea
H2O
vesi
Korkeapaineisen urealaitteiston hitsaus
Välituotteena saatavan erittäin korrosoivan karbamaatin käsittelyyn korkeassa paineessa ja lämpötilassa käytetään erikoislaatuisia materiaaleja ja
hitsausaineita. Pääasialliset riskit ovat raerajakorroosio ja jännityskorroosiomurtuma erittäin voimakkaasti hapettavassa tilassa. Siksi materiaalien testaamiseen käytetään yleensä Hueyn koetta (65%
HNO3 -kiehutus). Korroosionkestävyyden parantamiseksi on urean käsittelyyn kehitetty kaksi
erityislaatua 316L ja 310L:
NH3
Synteesi
Karbamaatin
lauhdutus
Ureareaktio
CO2
CO2 poisto
Karbamaatin
kierrätys
Matalapainekierto
Haihdutus
Desorptio ja
hydrolyysi
Rakeistus tai
granulointi
Puhdistusprosessin
lauhde
Ureatuote
14
(724Mod.) 316L UG (UG tarkoittaa urealaatua),
yleensä seoksessa on niukka C-pitoisuus, 18% Cr,
14% Ni, 2,7% Mo ja lisäannos typpeä). Ominaista
sille on erittäin alhainen ferriittitaso, maksimissaan
0,6%. Vastaava lisämetalli on tosiasiassa yliseosteinen (ts. 20% Cr, 16% Ni, 0,18% N), mikä huomioi
hitsatun liitoksen ominaispiirteet verrattuna
perusmateriaaliin ja takaa sopivan käyttäytymisen
korroosiota vastaan.
S31050/725 LN. on modifioitu 310L
(25% Cr, 22% Ni, 2% Mo, alhainen Si-pitoisuus ja
0,13% N austeniittisen vaiheen stabilointia varten).
Tämä materiaali on tarkoitettu kaikkein vaativimpia
olosuhteita varten, joita esiintyy korkeapaineisten
poistolaitteiden kaikkein korkeimmissa lämpötiloissa, mutta sitä käytetään myös lauhduttimissa ja
reaktoreissa. Myös tämän laadun suurin sallittu
ferriittitaso on hyvin alhainen (<0,6%), jotta sitä
voidaan pitää täysin austeniittisena.
Copyright by ThyssenKrupp Uhde GmbH
Tässä laadussa ei ole metallienvälisiä yhdisteitä tai
karbidierkaumia, mitkä vaikuttavat olennaisesti
korroosionkestävyyteen urealiuoksissa.
Lisäksi erikoisvalmisteisia ureaduplexlaatuja, kuten
myös zirkoniumia, käytetään prosesseja suunnittelevien yritysten osaamisen ja spesifikaatioiden
mukaan.
Rakentamisessa niukkaseosteisia teräksiä käytetään
yleensä säiliöiden materiaalina (yksi- tai monikerroksinen rakenne). Sen jälkeen säiliöt ja putkien
seinämät vuorataan tai hitsataan limittäin niissä kohdissa, joissa ne ovat
kosketuksessa prosessinesteen kanssa. Putkisto voi olla kaksimetallista
tai vuorattua tai tehty kokonaan urealaadusta.
Hitsauksessa on oltava erittäin varovainen ei-toivottujen metallienvälisten yhdisteiden välttämiseksi, ja se tapahtuu säätelemällä hitsausparametreja sekä palkojen välistä työlämpötilaa. Tästä syystä yleisimmin
käytetyt hitsausprosessit ovat GTAW (TIG-hitsaus) ja SMAW (puikkohitsaus), jossa nauhapinnoitus suoritetaan pienellä virran arvolla ja
suurella liikenopeudella.
Hitsausratkaisuna SAW (jauhekaarihitsaus) ja ESW (kuonahitsaus) ureasovelluksiin
Testaus:
0,076
0,074
0,072
0,07
0,068
0,066
0,064
0,062
0,06
Perusmateriaali: Hiiliteräs 0,18% C 30 mm thk
Nauha 60 x 0,5 mm 310Mod. type (Cr-Ni-Mo 25-22-2, C 0,01, LSi)
SAW-yhdistelmä: 3 kerrosta ja erikoisvalmisteinen sulatusaine
ESW-yhdistelmä: 2 kerrosta ja erikoisvalmisteinen sulatusaine
Lisämetalleja ja niiden kauppanimiä koskevat tiedot ovat tuotekansiossa ja käsikirjassa.
ASTM A 262 pract. C Hueyn koe
(65% kiehunta HNO3 ) korroosioarvo [mm/vuosi]
SAW hitsattuna
SAW ja PWHT* SAW ja PWHT**
(hitsauksen
(hitsauksen
jälkeinen läm- jälkeinen lämpökäsittely)
pökäsittely)
* 20 tuntia lämpötilassa 550 °C
** Herkistys 30 min lämpötilassa 700 °C
Pallojen välinen työlämpötila T
V
A
Liikenopeus [cm/min]
SAW-YHDISTELMÄ
< 150 °C
28
750
12
ESW-YHDISTELMÄ
< 100 °C
26
1200
16
3-kerroksinen SAW-kerrostuma
C
Mn
Si
Cr
Ni
Mo
Fe
N
3-KERROKSINEN SAW
0,025
3,7
0,6
24,5
22,2
2,1
Bal.
0,12
2-KERROKSINEN ESW
0,030
3,8
0,4
24
22,5
2,0
Bal.
0,15
Hitsausmetallin kemiallinen analyysi
2-kerroksinen ESW-kerrostuma
15
Sellu ja paperi
Oikean materiaalin valinta on hyvin tärkeää sellu- ja paperiteollisuudessa.
Hyvin suoritettu valinta saa aikaan hyötyjä seuraavilla alueilla:
n
n
n
Pieni investointikustannus
Lyhyempi asennusaika
Laitteen suorituskyky
n
n
n
Saatavuus
Luotettavuus
Prosessin joustavuus
n
n
Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi perinteiset ja vanhentuneet
seokset korvataan usein nykyaikaisilla ruostumattomilla teräksillä sekä
nikkelipohjaisilla seoksilla huomioimalla kunkin tuotantovaiheen
väliaineet ja tyypilliset korroosionäkökohdat. Siksi tarvitaan erilaisia
materiaaleja. Hitsausaineet ovat usein yliseostettuja perusmateriaalin
suhteen, joten ne edellyttävät erikoismukautusta ja kemiallista
hienosäätöä käyttökohteen vaatimusten täyttämiseksi. Tähän
tarkoitukseen voestalpine Böhler Welding on kehittänyt erityisiä
hitsausseoksia superausteniittisille laaduille S31254 tai lean-duplexperheelle S32101, S82441, S32304.
Pieni elinkaarikustannus
Ulkonäkö
Esimerkkinä laadulle S31254 on kehitetty erityinen
MMA-elektrodi, joka vastaa erittelyä AWS
A5.11:ENiCrMo-12. Siinä yhdistyvät erinomainen
korroosiokestävyys klooriympäristöissä ja
hitsausmetallin pieni taipumus lämpösäröilyyn.
Täytelangat ovat nykyisin yleisessä käytössä,
varsinkin asentohitsauksessa, mutta myös
kenttäkäytössä, sillä ne parantavat tuottavuutta,
hitsauksen ulkoista laatua ja helpottavat hitsauksen
suorittamista.
A
B
C
E
D
C
F
FCAW (täytelankahitsaus) super-duplex-teräksille
voestalpine Böhler Weldingin rutiilitäytelanka tarjoaa täysin perusmateriaalia vastaavat
hitsausmetallin ominaisuudet liittyen lujuuteen, vahvuuteen sekä paikalliseen ja
jännityskorroosiokestävyyteen. Testaus: Korroosiokoe ASTM G48, menetelmä E putken
ympäryksen hitsauksessa, halk. 168 mm, paks. 7 mm.
Lisämetalleja ja niiden kauppanimiä koskevat tiedot ovat tuotekansiossa ja käsikirjassa.
ID
Lämpötila (°C)
Altistusaika
(tuntia)
Paino ennen
koetta (g)
Paino kokeen
jälkeen (g)
Painon
menetys (g)
Pinta
B mm
Pinta
H mm
Pinta
T mm
Painon mene- Korroosioarvo
tys (g/m2)
(g/m2h)
FX101
40
24
96,254
96,254
0
49,4
17,5
12,9
0,0000
0,00000
FX101
40
24
98,292
98,29
0,002
52
17,5
12,9
0,5535
0,02306
16
Päälaitteisto käsittäen keittokattilat:
n Sulfaattiprosessi (kraft)
Väliaine:
NaOH
Na2S2O3NaHS
Ympäristö:
pH 13 - 14
T = 150 - 180 °C
P = 10 - 12 bar
Materiaalit: 2205 duplex on yleisesti käytössä, sillä kokemuksen mukaan se kestää
paremmin jännityskorroosiomurtumaa kuin 304L. Parhaat tulokset on saavutettu
lean-duplex-tyypeillä S32101 ja S32304 johtuen niiden alhaisesta Mo-pitoisuudesta,
mikä vaikuttaa haitallisesti emäksisiin liuoksiin. Siksi suuremman molybdeenipitoisuuden omaavia ruostumattomia teräksiä (esim. 316L) ei suositella tälle laitteistolle.
n Sulfiitti (HSO3)
Väliaine: Na...
Mg... tai NH4...
Ympäristö: pH 1,5 - 4
130 - 170 °C
10 - 12 bar
Materiaalit: duplex S32205, 904L, 317LMN ovat parempi valinta kuin 317L ja 316L.
B
C
VALKAISU
Valkaisuprosessissa käytetään vähemmän tai ei lainkaan klooria ja klooridioksidia, mikä
vaikuttaa perusmateriaalin tyyppiin ja käytettäviin hitsausaineisiin.
n Täysin klooriton valkaisu (TCF)
Päälaitteisto käsittäen reaktorit:
Ligniinin happipoistoreaktori, vaihe ‘O’
Ympäristö: T = 110 - 140 °C pH 11 - 12, materiaalit: 904L, S31254, C-276 Peroksidireaktori, vaihe ‘P’
Ympäristö: T = 80 - 90 °C pH 11 - 12, materiaalit: S32101, S32205
n Kloorikaasuton valkaisu (ECF), vaihe ‘D’
Päälaitteisto käsittäen pesulaitteistot ja rumpusuodattimet
Väliaine: Klooridioksidi ClO2, ympäristö: T = 70 - 80 °C pH 3,5 - 4
Materiaalit: S32750, S31254, S32654, C-276, Ti-seoksit. Taloudellisista syistä johtuen
super-duplex-teräs S32750 korvataan usein superausteniittisilla teräksillä, kuten S31254
n Kloori, vaihe ’C’
Päälaitteisto käsittäen pesulaitteistot ja rumpusuodattimet
Väliaine: Kloori Cl2, ympäristön T = 20 - 25 °C pH 2, materiaalit: S32750, S31254
D
B
PESU JA SIIVILÖINTI
Päälaitteisto käsittäen siivilöinti- ja puhallussäiliöt
n Väliaine: kloridit, tiosulfaatit, polysulfidit. Niiden osuus on kasvanut viime vuosina, mikä
johtuu päästöjä vähentävien suljettujen kiertojärjestelmien asentamisesta. Se on saanut
aikaan lisää korroosioon ja eroosioon liittyviä näkökohtia.
n Materiaalien kehityssuunta on niukkahiilisistä laatuihin 304L, 316L ja duplex-laatuihin
S32101/S32304/S32205. Duplex voi myös taata paremman kulumiskestävyyden (eroosio
johtuu sellussa olevista hiukkasista)
C
A
Courtesy of Metso
SELLUN KEITTO
KEMIALLINEN PALAUTUS (SOODAKATTILAT)
Courtesy of Outokumpu
A
D
E
Päälaitteisto käsittäen monivaiheiset haihduttimet:
n Korkeat kuivan kiintoaineen pitoisuudet 75 - 80% lisäävät korroosiota, varsinkin
viimeisessä haihduttimessa
n Materiaalin kehityssuunta on hiiliteräksestä laatuun 304L ja edelleen duplex-teräkseen
S32205 kuten myös lean-duplex-teräkseen S32304.
n S32205/S32304 ovat osoittaneet erittäin hyvää korroosio- ja jännityskorroosiomurtuman
kestävyyttä emäksisten nesteiden käsittelyssä (kattiloissa ja putkistoissa)
TORNIT JA SÄILIÖT NESTEEN VARASTOINTIA VARTEN
304L on yleisesti erittäin sopiva materiaali. Siitä huolimatta suuntaus on lean-duplex- ja
duplex-terästen käyttöön, mikä parantaa korroosiokestävyyttä ja keventää painoa paremman lujuutensa ansiosta.
F
PAPERITEHDAS
F
Courtesy of Metso
E
Yleinen kehityssuunta on veden kulutuksen vähentäminen, mikä saa aikaan korroosiota
lisäävän ympäristön.
n Imurullien on oltava sekä lujia että korroosionkestäviä.
n Materiaalit: 316L, S32205, S32304, S32101, 317L, N10622, C-276
n
17
Suolanpoisto
Suolanpoisto tarkoittaa suolojen poistamista merivedestä makean veden tuottamiseksi teollisuuden
ja maatalouden käyttöön sekä juomavedeksi.
Teollisuudessa käytetään nykyisin kahta erilaista
prosessia suolojen poistamiseen: tislaus ja käänteisosmoosi (RO). Tislaamisen vaihtoehdot ovat monivaihehöyrystys (MSF), monivaihelauhdutus (MED) tai
höyrypuristus. Valinta tehdään huomioimalla
tarvittava tuotantokapasiteetti ja virtalähteiden
saatavuus. Suurimmat laitokset ovat MSF-tyyppisiä,
joiden energiankulutus on erittäin suuri. Käänteisosmoosissa käytettävä membraanitekniikka tuottaa
paljon vähemmän makeaa vettä, vaikka se onkin
energiatehokkaampi.
Monivaihelauhdutus tulee kyseeseen keskikokoisissa
laitoksissa. Suolanpoistolaitosten pääasialliset
ongelmat liittyvät kuoppa- ja rakokorroosioon.
Eri asteiset suolapitoisuudet yhdistettynä kiehumislämpötilaan (tislauksessa) edellyttävät laajaa
korroosionkestävien seosten kirjoa. Alla esitetään
materiaalin valinta mainitulle kolmelle prosessille.
Monivaihehöyrystys
Periaatteessa tämä prosessi on monivaiheinen tislaus, jossa ensimmäisen
vaiheen lämpö saa aikaan suolaisen veden kiehumisen lämpötilassa
110 - 115 °C. Paineen vähentyessä vesi kiehuu jokaisessa vaiheessa.
Höyrystyvä vesi puhdistuu vaihe vaiheelta, kunnes se saavuttaa
tavoitellun makeuden. Näin aikaansaatu vesi suodatetaan ja ionisoidaan.
Kaavion mukaan CRA-seos voi vaihdella 316L:stä, duplex-teräksestä ja
superaustenitiittisestä teräksestä CuNi-seokseen (putkille ja putkipohjille), NiCu-seokseen (seos 400) putkipohjille sekä titaaniin putkille, jotka
sijaitsevassa vaativammassa ensimmäisessä vaiheessa (korkeampi
lämpötila ja suolapitoisuus).
Monivaihehöyrystyksen materiaalivalinta
Putket: CuNi, S32205
Putkipohjat: CuNi, NiCu, S32205
Kannatuslevyt: 316L, C-Mn teräs
Suolavesilämmitin,
putket ja putkipohjat:
CuNi, S32205
Putket: Ti, SeaCure
Putkipohjat: CuNi, NiCu, S31254
Kannatuslevyt: 316L, C-Mn teräs
Lämmön talteenottovaiheet < 20
Lämmönpoisto, 2-3
Merivesi
Keitin
Makea vesi
Suolavesi
Kattilat, 316L pinnoite ja kiinteä
S32205 + S32101
Sisäosat
316L
S32304
Ilmanpoistaja: 316L pinnoite, 317L pinnoite, S32205
18
Monivaihelauhdutus
Monivaihelauhdutusta käytetään korkeintaan
lämpötilassa 55 - 70 °C. Periaate on hyvin paljon
samanlainen kuin monivaihehöyrystyksessä, ts.
monivaiheinen kiehunta alipaineen avulla. Toisaalta
höyrystimien ja lauhduttimien putkirakenteet ovat
erilaisia. Höyrystämisen sijaan haihdutus saadaan
aikaan kuumiin putkiin laskeutuvan kalvon seurauksena. Matalamman
lämpötilan vuoksi tämän järjestelmän korroosio ei etene yhtä nopeasti
kuin monivaihehöyrystyksessä. Lisäksi myös kiintoaineiden (hilse,
kalkki, jne.) keräytyminen on vähäisempää, mikä johtaa pienempään
eroosiovaikutukseen. Korroosionkestävien seosten typologia on samanlainen, mutta ruostumattomien terästen käyttöä kuitenkin suositellaan.
Monivaihelauhdutuksen materiaalivalinta
Kattilat: 316L/317L, S31254, S32205 + S32101
Sumuputkisto: S31254
Tyhjiö
Suolainen syöttövesi
Keitin
Makea vesi
Suolavesi
Putket: Ti, superausteniittinen, CuNi 90/10
Putkien seinämälevyt: S31254, 317L/316LN, CuNi, seos 400
Käänteisosmoosin prosessi tapahtuu huoneenlämpötilassa ja korkeassa paineessa. Vesi esikäsitellään ja
kloori poistetaan osittain kemikaalisessa prosessissa,
ennen kuin se siirtyy membraanikammioihin, jotka
erottelevat veden jätteestä. Käänteisosmoosi voi olla
tyypiltään monivaiheinen (korkeapainevaihe ja
matalapainevaihe). Hitsauksen käyttäminen on
vähäisempää tislausprosesseihin verrattuna eikä
Cu-Ni- ja Ni-Cu-seoksia käytetä kovinkaan paljon
edes silloin, kun kuoppa- tai rakokorroosio tai
jännityskorroosiomurtuma ovat olennaisia. Käänteisosmoosi sopii hyvin super-dupex-terästen ja
superausteniittisten terästen kanssa (korkeapaineputkisto ja energian talteenotto), kun vaatimuksena
on lujuus yhdessä korroosionkestävyyden kanssa.
Myös 300-sarjan ruostumattomia teräksiä käytetään
laitoksen vähemmän kriittisissä kohteissa (esim.
kehikkorakenteissa).
RO-diagrammi
Kloorin poisto
Korkeapainepumput
HP-järjestelmä
Membraani
Esikäsittely
Merivesi
suodatin
Permeaatti
Käänteisosmoosi (RO)
Energian siirto
Energian talteenottoturbiini
Hitsausratkaisu Cu-Ni-seoksille: Puikkohitsauksen (SMAW) ja
TIG-hitsauksen (GTAW) lisämetallit
Böhler Weldingin CuNi-lisämetallien 30% nikkeliä sisältävät
seokset kestävät merivettä ja niitä voidaan käyttää CuNi-seosten
(90-10, 80-20, 70-30) ja muiden seosten ja terästen hitsaamiseen.
Ne ovat laajalti käytössä meriveden suolanpoistolaitoksissa.
Lisämetalleja ja niiden kauppanimiä koskevat tiedot ovat tuotekansiossa ja käsikirjassa.
19
Elintarvikkeet ja virvoitusjuomat
Panimot, tislaamot sekä elintarvikkeita käsittelevät laitokset ja varastot
muodostavat tämän teollisuuden
haaran ytimen.
Seuraavien laitteistojen vaatimuksena on korroosionkestävien seosten
käyttö:
nVarastosäiliöt
nPaineastiat
nProsessiastiat
nPutkijärjestelmät
nSekoittimet
nTislauslaitteet
Materiaalit ja hitsaus
Vaikka tavanomaiset austeniittiset teräkset 304L ja Mo-seokset 316L
ovatkin yhä laajalti käytössä, korkeammin seostettujen materiaalien
käyttö on yleistymässä. Materiaalin valintaa hallitsevat elintarvike- ja
virvoitusjuomateollisuuden tiukat ja haasteelliset vaatimukset.
Korroosionkestävyyden parantamisen avaintekijöitä ovat hitsauksen
jälkeinen käsittely, kuten hehkuhilseen puhdistus ja passivointi ja/tai
sähkökiillotus. Valinta tehdään kuitenkin korroosion tyypin ja
voimakkuuden perusteella, useimmiten kuoppakorroosio ja
rakokorroosio. Seuraavassa on lyhyt kooste elintarvike- ja
virvoitusjuomateollisuudessa käytettävistä materiaaleista:
n
n
n
n
n
n
n
n
Orgaanisten happojen säilytys (etikka-, rasva-, maitohapot) > 304L
Meijerituotteet > 304L, 316L, S31254 tai 926
Sinappi, ketsuppi, suolakurkku, melassivalmisteet > 316L, 904L,
S31254, 926 tai super-duplex
Sokeri > 316L, duplex
Hillot > 316L, 904L, S31254, 926 tai super-duplex
Panimo > 304L, duplex (säiliöt)
Virvoitusjuomat > 304L, lean-duplex
Muut elintarvikkeet > 304L, 316L, lean-duplex
Usein valinta päätyy duplex-materiaaleihin niiden edullisen
jännityskorroosiomurtuman kestävyyden (esim. sekoittimissa) ja
säiliöiden ohuempien seinämien aikaansaamien kustannussäästöjen
vuoksi. TIG-hitsaus (GTAW) on yleisimmin käytetty prosessi, koska sillä
saadaan korkea laatu, siisteimmät saumat ja korroosionkestävät hitsit
ohuilla levyillä ja putkilla. GMAW (MIG/MAG-hitsaus), SMAW
(puikkohitsaus) ja FCAW (täytelankahitsaus) ovat myös hyvin yleisiä,
jälkimmäistä käytetään pääasiassa säiliöiden hitsaamiseen.
20
Lääketeollisuus
Lääketeollisuus kehittää, valmistaa ja markkinoi luvanvaraisia lääkkeitä. Lääketeollisuuden
ala voidaan jakaa kahteen prosessihaaraan, jotka ovat bioprosessointi ja kemiallinen
synteesi. Bioprosessilaitosten päälaitteita ovat hapateastiat, suodattimet sekä peittaussäiliöt, kun taas synteesilaitoksissa käytetään yleisesti sekoittimia, keskipakoerottimia, kuivaimia ja tuuletussäiliöitä.
Materiaalien valinta ja hitsaus
304L ja 316L ovat lääketeollisten laitosten hallitsevia rakennusmateriaaleja, koska reagenssit eivät yleensä ole kovin korrosoivia. On syytä
huomioida, että lopputuotteiden puhtautta koskevat vaatimukset ovat
kasvaneet dramaattisesti viimeisen 20 vuoden aikana, mikä tarkoittaa
myös sitä, että rakennus- ja hitsaustoimenpiteissä on oltava erittäin
huolellinen. Nykyisten säädösten mukaan epäpuhtauksia ei hyväksytä,
olipa kyseessä eurooppalainen tai amerikkalainen tuote.
Täydellinen kiillotus (peittaus ja vaadittaessa sähkökiillotus, sitten
passivointi) ja pinnan tasoitus erottuu selvästi edukseen muista
menetelmistä lopputuotteiden epäpuhtauksien välttämisen näkökulmasta. Hitsauksen laadun ja ulkonäön on oltava moitteeton, sillä
epäjatkuvuuskohdat voivat käynnistää paikallisen korroosion, varsinkin jos hitsausliitos joutuu kosketukseen tuotteen kanssa. TIG-hitsaus
(GTAW) on yleisimmin käytetty prosessi tähän tarkoitukseen.
Lisäksi on huomioitava, että väliaineet sisältävät usein kloridia
happoliuoksessa, jolloin voi käydä niin, että 300-sarjan ruostumatto-
mien terästen korroosionkestävyys ei ole sopivaa
tasoa. Silloin käytetään superausteniittisia ruostumattomia teräksiä, kuten S31254, tai nikkeliseosten
C-tyyppejä (C-276, 22, 59), joilla tavoitellaan hyvää
kestävyyttä kuoppa- ja rakokorroosiota vastaan.
Tyypilliset lääketeollisuuden laitteistot ovat
hiiliteräsemaloituja komponentteja, kuten sekoittimet, joiden siivet ovat parhaiten jännityskorroosiomurtumilta suojaavaa nikkeliseosteista C-tyyppiä
(C276, 22, 59). Viime aikoina on menestyksekkäästi
käytetty myös duplex- ja super-duplex-teräksiä.
Typpihappoa sisältäviin säiliöihin on ratkaisuna
korkean Si-pitoisuuden (4 - 6%) ruostumaton
teräs UNS 30.600 (ks. epäorgaaninen kemia).
Kuinka ruostumaton teräs voidaan
pitää 100-prosenttisesti ruostumat­
tomana kemian teollisuudessa
Ruostumattomat teräslaitteistot voivat vahingoittua valmistuksessa tai käytössä, mikä aiheuttaa kalliita materiaaliongelmia.
Avestan viimeistelykemikaalit vähentävät korroosio-ongelmia
pitämällä pinnan 100-prosenttisesti ruostumattomana.
Ruostumaton teräs ei ole täysin huoltova­
paa.
Ruostumattoman teräksen itsepalautuva ominaisuus
Ruostumatonta terästä suojaa korroosiolta sen passiivinen
pintakerros. Ruostumattoman teräksen kromi reagoi pintaan
koskettavan hapen kanssa ja muodostaa näkymättömän kerroksen. Pintakerroksen vahingoittuessa se palautuu itsestään, jos
pinta on puhdas.
Likaantuneessa teräskappaleen pinnassa likakeräytymät estävät
tämän reaktion. Kloridit voivat tunkeutua keräytymien alle ja
aiheuttaa korroosiota ja ruostetta. Pinnan oikea puhdistus
huokosiin saakka vähentää merkittävästi tätä riskiä.
Ennaltaehkäisevä puhdistus on tehtävä aina,
ennen kuin pinta tulee erittäin likaiseksi.
Sopiva puhdistusväli riippuu ympäristöstä.
Avestan tuotteet ja puhdistusmenetelmä
Avestalla on täydellinen tuotemallisto, joka on
suunniteltu palauttamaan ruostumattoman
teräksen korroosionkestävyys, oli kyseessä
puhdistus, peittaus tai passivointi.
21
Referenssit
EPC: Omistaja: Projekti Metso ND Engineering (Pty) Ltd, Durban, SA
Sappi Saicor
Amakhullun uusi kuitulinjaprojekti, Etelä-Amerikka
Jatkuvan sellunkeiton kattilat, 11 kpl, 285 m3 +
SO2-säiliö ja kaksi valkaisulaitoksen reaktoria
Duplex 2205 kuumavalssattu levy, paksuus 10 - 18 mm,
Perusmateriaali:
Hitsausaineet:
FCW (täytelankahitsaus):
Avesta FCW 2205-2D
(AWS A5.22:E2209T0-4/1 EN 17633-A:T 22 9 3 NL R
M(C)3)
Avesta FCW 2205-PW
(AWS A5.22:E2209T1-4/1 EN 17633-A:T 22 9 3 NL P
M(C) 1)
Avesta FCW P5-2D
(AWS A5.22:E309LMoT0-4/1 EN 17633-A: T 23 12 2 L R
M (C) 3)
GTAW (TIG-hitsaus):
Avesta 2205
(AWS A5.9:ER2209 EN 14343-A:W 22 9 3 NL)
SMAW (puikkohitsaus):
Avesta 2205-3D
(AWS A5.4:E2209-17 EN 3581-A:E 22 9 3 NL R 3 2)
Suunnittelu ja tekniikka:
CROW Valmistaja:INTECNIAL
Omistaja: METASA
Projekti: Biodieselin jalostamo (BSBios), Brasilia
Perusmateriaali: STM A240 Gr. 304, Gr. 316, ASTM A36
Hitsausaineet:
FCW:
BÖHLER EAS 2 PW-FD
(AWS A5.22:E308LT1-4/1 EN ISO 17633-A: T 19 9 L
P M (C) 1)
BÖHLER EAS 4 PW-FD
(AWS A5.22:E316LT1-4/1 EN ISO 17633-A:T 19 12 3
L P M(C) 1 )
BÖHLER CN 22/9 PW-FD
(AWS A5.22:E2209T1-4/1 EN 17633-A:T 22 9 3 NL P
M(C) 1)
Tähän luetteloon on koottu joitakin kumppaneitamme (EPC, valmistajat, omistajat)
AgroLinz
Chema
International Paper
Montcalm
Stora Enso
Alfa Laval
Crow
Klabin
Praxair
Sulzer
Andritz
Ellimetal
Linde
Saipem
Technip
Apparatebau
Fibria
Lurgi
Schoeller-Bleckmann
Thyssen Krupp Uhde
BASF
G&G International
Mersen
Nitec
Veracel
BHDT
Intecnial
Metso
Solvay-Rhodia
Voith
22
Jos tuoteluettelo puuttuu, ota meihin yhteyttä.
Tässä painetussa julkaisussa esiintyvät tiedot ja tuoteominaisuudet eivät ole
sitovia, vaan ne on tarkoitettu yksinomaan suuntaa antaviksi. Ne eivät korvaa
myyjien ja asiakaspalvelijoiden antamaa henkilökohtaista neuvontaa.
Tässä esitteessä esitettyjen tietojen ja tuoteominaisuuksien oikeellisuus on taattu
vain, kun ne määritellään nimenomaisesti sopimuksessa. Emme vastaa painovirheistä ja teknisistä muutoksista. Tämän asiakirjan jäljentäminen osittain tai
kokonaan on sallittu vain voestalpine Böhler Welding GmbH:n nimenomaisella
kirjallisesti antamalla luvalla.
23
voestalpine Böhler Welding, 09/2014, FIN
voestalpine Böhler Welding
Böhler Weldingin osaaminen liittää teräksiä
Asiakkaat yli 120 maassa hyödyntävät voestalpine Böhler Weldingin (aiemmin Böhler Welding Group) asiantuntemusta.
voestalpine Böhler Welding keskittyy lisämetallien kehittämiseen ja tarjoaa teknistä neuvontaa sekä yksilöllisiä
ratkaisuja teollisuuden hitsaus- ja juottosovelluksiin. 40 tytäryhtiötä 28 maassa ympäri maailman sekä niissä
työskentelevät 2200 työntekijää ja yli 1000 yhteistyökumppania takaavat sen, että asiakkaalla on aina apua saatavilla.
Böhler Welding – Yli 2000 tuotetta kaikkiin perinteisiin kaarihitsauksen prosesseihin on
koottu tuotevalikoimaksi, joka on vailla vertaa koko maailmassa. Tämän brändin toimintaajatus perustuu kestävään sidokseen niin hitsauksessa kuin ihmistenkin kesken.
UTP Maintenance – Vuosikymmenien teollisuuskokemus ja sovellusosaaminen
korjausrakentamisessa kuten myös kulumisen ja pintojen suojauksessa sekä innovatiiviset
ja asiakaskohtaiset tuotteet takaavat asiakkaille tuottavuuden kasvun ja komponenttien
suojauksen.
Fontargen Brazing – Prosessimenetelmien ja soveltamistapojen syvällisen tarkastelun
kautta Fontargen Brazing voi tarjota parhaita kova- ja pehmeäjuotosratkaisuja tuotteilla,
jotka perustuvat tunnustettuun saksalaiseen teknologiaan. Tämän brändin asiantuntemus
on muotoutunut lukemattomista sovelluskohteista saadulla kokemuksella monien vuosien
aikana.
Jakelu:
Global Industry Segment Management
Chemical Industry
T. +39 02 39017 256
F. +39 02 39017 246
E. welding.chemical@voestalpine.com
voestalpine Böhler Welding
www.voestalpine.com/welding