CS258524B1

CS258524B1 - Steel for renovation of functional parts of caustic taps!

Info

Publication number: CS258524B1
Application number: CS864905A
Authority: CS
Inventors: Ivan Chmelar; Jaroslav Krcmar
Original assignee: Ivan Chmelar; Jaroslav Krcmar
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1988-08-16
Also published as: CS490586A1

Abstract

Očelem je zvýšení odolnosti a životnosti armatur, odolávajících korozi v prostředí louhů různých koncentrací při zvýšených teplotách a tlacích do 2 MPa při současném dosažení jejich optimální povrchové tvrdosti. Uvedeného účelu se dosáhne použitím poloferitické chromové nerezavějící oceli, obsahující v hmotnostních množstvích stopy až 0,14 % uhlíku, stopy až 0,9 % manganu, stopy až 0,7 % křemíku, 16 až 18,5 2-chrorauf stopy až 0,6 % niklu, stopy až 0,04 % fosforu a stopy až 0,035 % síry, zbytek železo a obvykle doprovodné prvky a nečistoty, k renovačnímu nanášení povrchů jednotlivých funkčních částí armatur pro louhové prostředí papírenského a celulózového průmyslu.The aim is to increase the resistance and service life of fittings, which resist corrosion in the environment of alkalis of various concentrations at elevated temperatures and pressures up to 2 MPa while simultaneously achieving their optimal surface hardness. The stated purpose is achieved by using semi-ferritic chromium stainless steel, containing in mass quantities traces of up to 0.14% carbon, traces of up to 0.9% manganese, traces of up to 0.7% silicon, 16 to 18.5 2-chloroauf traces of up to 0.6% nickel, traces of up to 0.04% phosphorus and traces of up to 0.035% sulfur, the rest iron and usually accompanying elements and impurities, for renovation coating of the surfaces of individual functional parts of fittings for the alkaline environment of the paper and pulp industry.

Description

Vynález se týká poloferitické chromové nerezavějící oceli k renovaci jednotlivých funkčních částí vysokotlakých armatur pro louhové prostředí papírenského a celulózového průmyslu, jejímž účelem je zejména zvýšení odolnosti, a tím i životnosti těchto armatur, odolávajících bodové, interkrystalické a kaustické korozi v prostředí louhů různých koncentrací při zvýšených teplotách a tlacích do 2 MPa při současném dosažení jejich optimální povrchové tvrdosti.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to semi-ferritic chromium stainless steel for the refurbishment of individual functional parts of high-pressure fittings for the caustic environment of the pulp and paper industry, in particular to increase durability and thereby durability of these fittings. temperatures and pressures up to 2 MPa while achieving their optimal surface hardness.

Je známá poloferitická chromová nerezavějící ocel o chemickém složeni do 0,14 % uhlíku, do 0,9 % manganu, do 0,7 % křemíku, 16 až 18,5 % chrómu, do 0,6 % niklu, do 0,04 % fosforu a do 0,035 % síry, vyjádřeno v procentech hmotnosti, zbytek železo a obvyklé nečistoty, která se dosud používá pro výrobky s požadavkem na odolnost vůči rezivění a korozi v zředěné kyselině dusičné a slabých organických kyselinách.Semi-ferritic chromium stainless steel with chemical composition up to 0.14% carbon, up to 0.9% manganese, up to 0.7% silicon, 16 to 18.5% chromium, up to 0.6% nickel, up to 0.04% is known phosphorus and up to 0.035% sulfur, expressed as a percentage by weight, of iron and the usual impurities still used for products requiring rust and corrosion resistance in dilute nitric acid and weak organic acids.

Armatury používané v papírenském a celulózovém průmyslu pro rozvod štěpků, které pracuji v prostředí louhů různé koncentrace při zvýšených teplotách a tlacích do 2 MPa, jako například rotory vysokotlakých a nízkotlakých uzávěrů vařáků, jsou zhotoveny ze speciální martensitickoferitické oceli o chemickém složení v procentech hmotnosti do 0,05 % uhlíku, do 16 % chrómu, do 5 % niklu a do 1 % molybdenu s povrchovou tvrdostí 302 až 334 HB, což odpovídá pevnosti 950 až 1 050 MPa.Fittings used in the pulp and paper industry for the operation of liquids of varying concentrations at elevated temperatures and pressures up to 2 MPa, such as rotors of high and low pressure cooker closures, are made of special martensitic-ferritic steel with chemical composition in percent weight up to 0 05% carbon, up to 16% chromium, up to 5% nickel and up to 1% molybdenum with a surface hardness of 302 to 334 HB, corresponding to a strength of 950 to 1050 MPa.

Nevýhodou těchto armatur, vyrobených z výše uvedené oceli však je, že po 12 až 20měsíčním provozování jsou jejich funkční části, zajištující těsnost, značně opotřebeny, a tím vysokotlaké i nízkotlaké uzávěry jsou vyřazovány z provozu jako neupotřebitělně a musí být nahrazovány novými, čímž dochází k snížení užitnosti materiálů a k zvýšení jak pořizovacích nákladů, tak i nákladů na údržbu a opravy a dále to, že dochází i k značným prostojům v technologickém cyklu výroby.The disadvantage of these fittings made of the above steel, however, is that after 12 to 20 months of operation, their leak-tight function parts are severely worn and hence both high-pressure and low-pressure valves are decommissioned as unusable and must be replaced by new ones. reducing the usefulness of materials and increasing both acquisition and maintenance and repair costs, as well as significant downtime in the production cycle.

t .t.

Nyní bylo zjištěno, že poloferitická chromová nerezavějící ocel, která obsahuje v hmotnost ním množství stopy až 0,14 Ϊ uhlíku, stopy až 0,9 % manganu, stopy až 0,7 % křemíku, 16 až 18,5 % chrómu, stopy až 0,6 % niklu, stopy až 0,04 % fosforu a stopy až 0,035 % síry, zbytek železo a obvykle doprovodné prvky a nečistoty lze použít k renovačnímu nanášení povrchů jednotlivých funkčních částí armatur pro louhové prostředí papírenského a celulózového průmyslu.It has now been found that semi-ferritic chrome stainless steel, containing by weight traces up to 0.14 Ϊ carbon, traces up to 0.9% manganese, traces up to 0.7% silicon, 16 to 18.5% chromium, traces up to 0.6% nickel, traces up to 0.04% phosphorus and traces up to 0.035% sulfur, the remainder iron and usually accompanying elements and impurities can be used to renovate the surfaces of individual functional parts of valves for the lye and pulp industry.

Výhodou použití poloferitické chromové nerezavějící oceli o výše uvedeném chemickém složení je podstatné zvýšení korozní odolnosti, a tim i prodloužení životnosti těchto renovovaných armatur oproti původním výrobkům, odolávajících bodové, interkrystalické a akustické korozi v prostředí louhů papírenského a celulózového průmyslu o různých koncentracích při zvýšených teplotách a tlacích do 2 MPa při současném dosažení jejich optimální povrchové tvrdosti, v rozmezí 295 až 330 HB, které je podmínkou vzájemné těsnosti a otěruvzdornosti, a tím i správné funkce jednotlivých funkčních částí těchto armatur.The advantage of using a semi-ferritic chromium stainless steel with the above chemical composition is a substantial increase in corrosion resistance and thus an extension of the service life of these refurbished valves compared to the original products resistant to point, intercrystalline and acoustic corrosion. pressures up to 2 MPa while achieving their optimum surface hardness, in the range of 295 to 330 HB, which is a condition of mutual tightness and abrasion resistance, and thus the correct functioning of the individual functional parts of these fittings.

Další jeho výhodou je zvýšení užitnosti základního materiálu, snížení energetické náročnosti na celkovou výrobu, a tím i snížení jak výrobních a pořizovacích nákladů, tak i nákladů na provádění údržby a oprav.Another advantage is the increase in the utility of the base material, the reduction of energy consumption for the overall production, and thus the reduction of production and acquisition costs as well as maintenance and repair costs.

K bližšímu osvětlení podstaty vynálezu se dále uvádí příklad renovace rozváděcího rotoru uzávěru vařáku, používaného v papírenském průmyslu, kde tento uzávěr dále sestává ze statoru, košilky, unášecich čepů s ložisky a těsnicích krytů, přičemž nejvíce namáhanou funkční částí tohoto uzávěru, a to jak otěrem, tak korozí louhovým prostředím je rozváděči rotor a dále unášecí čepy v oblasti ložisek. Vlastní rozváděči rotor je těleso kuželového tvaru o průměrech 1 175/1 089 a délky 1 711 mm, na jehož povrch vyústuje 8 rozváděčích kanálů o rozměrech 650 x 325 mm. Rotor je vyroben z martensiticko-feritické oceli výše uvedeného chemického složení.In order to further illustrate the invention, an example of refurbishment of the rotor of the digester closure used in the paper industry is further comprised of a stator, a chemise, drive pins with bearings and sealing caps, with the most stressed functional part of the closure, both abrasion. , the corrosion by the caustic medium is the guide rotor and the driving pins in the bearing region. The distribution rotor itself is a cone-shaped body with a diameter of 1 175/1 089 and a length of 1 711 mm, on the surface of which 8 distribution channels with dimensions 650 x 325 mm result. The rotor is made of martensitic-ferritic steel of the above chemical composition.

V průběhu používání uzávěru v louhových prostředcích dochází k povrchovému opotřebení rozváděcího rotoru v průměru až o 25 mm na plochu, čímž je jeho další použití zcela vyloučeno z titulu netěsnosti a proto rotor je nutno nahradit novým.During the use of the closure in caustic means, the surface wear of the guide rotor averages up to 25 mm on the surface, which means that its further use is completely eliminated due to leakage and therefore the rotor must be replaced with a new one.

Obnovení požadované a správné funkce rozváděcího rotoru, a tím i jeho renovace se provádí navařováním jeho kuželového povrchu s předehřevem včetně překlenuti rozváděčích otvorů co do rozměru a jakosti pomocí svařovacího automatu pod tavidlem, a to páskovou elektrodou z poloferitické chromové nerezavějící oceli o chemickém složení v množství podle hmotnosti 0,06 % uhlíku, 0,74 % manganu, 0,42 % křemíku, 16,54 % chrómu, 0,28 % niklu, 0,026 % fosforu a 0,013 % síry, zbytek železo v kombinaci s nízkomanganatým křemičito-kazivcovým tavidlem, kde toto navařování se provádí stejnosměrným proudem, přičemž překlenutí rozváděčích otvorů je provedeno zavíčkováním předem zkruženého plechu o tloušřce 20 mm z nizkouhlíkové oceli, což zaručuje plynulé navařování bez průvodních vad a defektů způsobených opětným zahájením tavného procesu. Součástí tohoto postupu je i přenesení rozměrů rozváděčích otvorů na čela rozváděcího rotoru a jejich zachování pro konečné mechanické opracování, kterým se zaručí návaznost nových rozváděčích otvorů na otvory původní.Restoration of the required and correct functioning of the guide rotor, and thus its renovation, is carried out by welding its conical surface with preheating, including bridging the guide holes in size and quality using a submerged-arc welding automatic electrode with semi-ferritic chrome stainless steel by weight 0.06% carbon, 0.74% manganese, 0.42% silicon, 16.54% chromium, 0.28% nickel, 0.026% phosphorus and 0.013% sulfur, the remainder iron in combination with a low-manganese flux wherein the welding is carried out by direct current, the bridging of the distribution holes being effected by capping a pre-twisted 20 mm thick sheet of carbon steel, which guarantees a smooth welding without any defects and defects caused by the resumption of the melt process. This procedure also involves the transfer of the dimensions of the distribution holes to the front of the distribution rotor and their preservation for the final mechanical machining, which ensures the continuity of the new distribution holes to the original holes.

Po navaření rozváděcího rotoru následuje tepelné zpracování, kterým dochází k precipitaci karbidů, čímž se dosahuje požadované povrchové tvrdosti v rozmezí 295 až 330 HB. Mechanickým opracováním na drsnost Ra = 0,8 se dosáhne požadovaných rozměrů a korozivzdornosti vůči horkým louhovým roztokům, ve kterých uzávěr vařáku pracuje, potom se odfřézují průtokové kanály, podle dříve provedeného značení.Welding of the guide rotor is followed by a heat treatment to precipitate carbides to achieve the desired surface hardness in the range of 295 to 330 HB. Mechanical treatment to a roughness Ra = 0.8 achieves the required dimensions and corrosion resistance to the hot caustic solutions in which the digester closure operates, then the flow channels are cut off according to the marking previously performed.

Všechny podmínky kladené na armatury pracující v korozním prostředí louhů byly po jejich renovaci ověřeny ve skutečném provoze vařáku u jednoho z uživatelů s velmi kladnými výsledky a zvýšenou životností, která přesáhla dobu 2 let.All conditions imposed on valves operating in corrosive environment of lye were after their renovation verified in actual operation of the digester by one of the users with very positive results and increased service life, which exceeded 2 years.

Poloferitickou chromovou nerezavějící ocel je možno použít nejen k renovaci funkčních částí vysokotlakých uzávěrů, ale i nízkotlakých uzávěrů, které jsou zhotoveny z martensitickoferitické oceli o výše uvedeném složení a na které jsou kladeny obdobné požadavky jako na vysokotlaké uzávěry.Semi-ferritic chrome stainless steel can be used not only for the renovation of functional parts of high-pressure closures, but also of low-pressure closures, which are made of martensitic-ferritic steel of the above-mentioned composition and which are subject to similar requirements as for high-pressure closures.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Use of semi-ferritic chrome stainless steel, containing by weight amounts of up to 0.14% carbon, up to 0.9% manganese, up to 0.7% silicon, 16 to 18.5% chromium, up to 0.6% nickel, traces of up to 0.04% phosphorus and traces of up to 0.035% of sulfur, the remainder iron and usually accompanying elements and impurities, for the restoration of the surfaces of the individual functional parts of the valves for the caustic environment of the pulp and paper industry.