NO327195B1 - Anvendelse av hoyfast rustfritt stal ved fremstilling av kaustisk soda - Google Patents

Anvendelse av hoyfast rustfritt stal ved fremstilling av kaustisk soda Download PDF

Info

Publication number
NO327195B1
NO327195B1 NO19990746A NO990746A NO327195B1 NO 327195 B1 NO327195 B1 NO 327195B1 NO 19990746 A NO19990746 A NO 19990746A NO 990746 A NO990746 A NO 990746A NO 327195 B1 NO327195 B1 NO 327195B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
max
naoh
caustic soda
steel
ferritic
Prior art date
Application number
NO19990746A
Other languages
English (en)
Other versions
NO990746D0 (no
NO990746L (no
Inventor
Anna Delblanc-Bauer
Pasi Kangas
Magnus Nystrom
Original Assignee
Sandvik Intellectual Property
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandvik Intellectual Property filed Critical Sandvik Intellectual Property
Publication of NO990746D0 publication Critical patent/NO990746D0/no
Publication of NO990746L publication Critical patent/NO990746L/no
Publication of NO327195B1 publication Critical patent/NO327195B1/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent
    • B23K35/308Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
    • B23K35/3086Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelse av et høyfast rustfritt konstruksjonsstål for fremstilling av komponenter for prosessindustrien, særlig komponenter beregnet på å bli utsatt for kaustisk soda. Ettersom disse materialer er anvendbare for forskjellige former av utstyr brukt på anvendelsesområder hvor det forekommer at de utsettes for kaustisk soda, benevnes de i det følgende "konstruksjonsmateriale" som skal forstås å angi rør, plater, stenger eller en hvilken som helst annen form som materialet kan ha i dette miljø.
Ferrittisk-austenittisk (dupleks) rustfrie stål anvendes i dag i stor ustrekning som konstruksjonsmateriale ved et antall industrielle anvendelser. Dupleksstålet,
som er beskrevet i svensk patentansøkning 9302139-2 og er karakterisert ved 28-35% Cr, 3-10% Ni, 1,0-4,0% Mo og 0,2-0,6% N, er funnet å ha særlig gunstige og i enkelte tilfeller overraskende gode egenskaper som et konstruksjonsmateriale ved spesifikke anvendelser. Den foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelse av stålkvaliteten som et konstruksjonsmateriale innenfor områder hvor natriumhydroksid (NaOH) og oppløsninger derav anvendes eller fremstilles, og hvor særlig gunstige egenskaper er blitt oppnådd. Legeringen i henhold til SE-9302139-2 er videre betegnet som SAF 2906 og inneholder foretrukket 29-33% Cr, 3-7% Ni og 1-3% Mo.
Høye korrosjonstakter kan oppstå når stål og også andre metaller, som titan, utsettes for NaOH. I oppløsninger med 30-48% NaOH og ved temperaturer mellom 100 og 200°C minsker korrosjonstakten for kromstål med økende krominnhold på 24% og mer. Korrosjonstakten for kromstål kan også reduseres ved tilsetning av natriumklorat (NaCI03), noe som er påvist for eksempel for 48% NaOH og et krominnhold på minst 5% i kromstålet, og en tilsetning av 0-1 % NaCI03.
Ved bruk av austenittiske rustfrie stål i oppløsninger inneholdende NaOH forekommer det bortsett fra høye korrosjonstakter også en stor fare for spenningskorrosjonsriss, idet denne fare minsker med en økende mengde nikkel i materialet.
Kaustisk soda fremstilles blant andre metoder ved elektrolyse av natrium-kloridoppløsninger, hvorved også klorgass fremstilles. Når diafragmametoden anvendes har det oppnådde natriumhydroksid en konsentrasjon på omtrent 12% etter elektrolysen og det inneholder også klorider og enkelte ganger klorat. Konsentrasjonen av oppløsningen økes ved inndamping i flere trinn i såkalte NaOH-evaporatorer. Oppløsningen oppvarmes i disse under trykk, damp utvikles og klorider fjernes (etter krystallisasjon). Konsentrasjonen av NaOH når opp til 47% og høyere i de siste fordampningstrinn. Til tross for det forhold at klorider er blitt fjernet i flere trinn er det påvist resterende mengder av både fast (opp til 8%) og oppløst klorid (opp til 7%). Temperaturen i NaOH-evaporatorene med den høyeste NaOH-konsentrasjon er 160-170 °C.
Korrosjonstaktene i en NaOH-evaporator kan variere sterkt, fremfor alt avhengig av temperatur og strømningstakter. Med hensyn til temperaturen kan variasjoner i den samme del av et apparat, for eksempel et evaporatorrør eller en slitasjeplate, bevirke så høye korrosjonstakter lokalt at det oppnås en uakseptabel kort brukstid, samtidig som hoveddelen av materialet bare viser ubetydelig korrosjon. Ved de normalt forekommende temperaturforskjeller, inne i for eksempel et NaOH-evaporatorrør, eller ved temperaturendring i forbindelse med prosessendringer, kan derfor materialer som tidligere har vist god brukstid vise høye korrosjonstakter, som resulterer i en vesentlig redusert brukstid for materialet.
Særlig høye strømningstakter forekommer, bortsett fra i det indre av evaporatorrørene, også ved propellen i sirkulasjonspumpen og ved luftdiffusøren. Disse deler står derfor i fare for å bli utsatt for erosjonskorrosjon, som ytterligere forsterkes med økende mengder av uoppløst salt i oppløsningen, og viser følgelig høye korrosjonstakter. Flere materialer, som har vært anvendt ved konstruksjon av NaOH-evaporatorer, har i mange tilfeller en uakseptabel kort brukstid i disse utsatte deler.
De materialer som nå dominerer ved konstruksjon av NaOH-evaporatorer er 26-1 (UNS S44626), Nickel 200 (UNS NO2200) og Sanicro 28 (UNS NO8028). Visse problemer med høye korrosjonstakter og erosjonskorrosjon eksisterer imidlertid fremdeles, noe som fører til kortere brukstid for konstruksjonen. Nickel 200, som hovedsakelig inneholder 0,15 C (maks.), 99 Ni, 0,10 Cu (maks.) og 0,20 Mg (maks.) er i dag det overveiende valg av materiale p.g.a. dets høye motstand mot korrosjon ved prosessoppløsningen ved NaOH inndampning. Tester med Sanicro 28 er blitt foretatt, men materialet har en begrenset brukstid p.g.a. korrosjon.
Nickel 200 har imidlertid den begrensning at dets erosjonsmotstand er nedsatt sammenlignet med rustfri stål som for eksempel Sanicro 28. Kombinasjonen av høy erosjonsmotstand og samtidig høy motstand mot prosessoppløsningen ved NaOH-inndamping ville derfor være optimal.
Det er et formål for den foreliggende oppfinnelse å unngå eller avhjelpe problemene forbundet med den tidligere kjente teknikk.
Det er videre et formål for den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et høyfast rustfritt konstruksjonsstål for fremstilling av komponenter for prosessindustrien.
Oppfinnelsen angår følgelig anvendelse av en ferrittisk -austenittisk rustfri stållegering bestående av, i vekt-%:
C maks. 0,05
Si maks. 0,8
Mn 0,3-4
Cr 28-35
Ni 3-10
Mo 1,0-4,0
N 0,2-0,6
Cu maks. 1,0
W maks. 2,0
S maks. 0,010
Ce maks. 0,2
idet resten er Fe med vanlig forekommende forurensninger og tilsetningsstoffer og hvori ferrittinnholdet er 30-70 volum-%, som materiale for fremstilling av apparatur som skal tilfredsstille krav til god erosjons- og korrosjonsmotstand overfor NaOH/NaCI/NaCI03 prosessoppløsninger ved fremstilling av kaustisk soda.
For å undersøke motstanden og egenskapene av det ferrittisk-austenittiske materialet når det utsettes for forskjellige kaustiske sodamiljøer er det blitt gjennomført et antall tester. Parallelt med det nye materialet, for hvilket det er valgt betegnelsen SAF 2906, er det også inkludert et antall andre kommersielle materialer. Basisanalysen av det nye materiale SAF 2906 så vel som de andre materialer ved sammenligningen er anført i den følgende tabell 1.
Testene har inkludert korrosjonstesting i kokende NaOH med forskjellig konsentrasjon. Resultatet er illustrert i fig. 1. De nevnte dupleks rustfri stål har en anerkjent god motstand mot spenningskorrosjonsriss. Miljøer med opp til 50% NaOH er oppnådd ved NaOH-inndampning, hvor for eksempel dupleksstålene SAF 2205, SAF 2304 og SAF 2507 viser høye korrosjonstakter. Sanicro 28 viser en bedre motstand enn disse stålkvaliteter. Den nye stålkvalitet i henhold til patentansøkning 9302139-2 er blitt korrosjonstestet i kokende NaOH ved forskjellige konsentrasjoner. Det vises overraskende at det oppnås en meget lav korrosjonstakt, bedre motstand enn hittil kjente dupleksstål oppnås og også bedre enn for Sanicro 28.
I parallell med dette er det foretatt ytterligere testing av det nye materialet SAF 2906 i oppløsninger av NaOH/NaCI/NaCI03 ved to forskjellige
konsentrasjoner, én konsentrasjon inneholdende 10% NaOH og 2% NaCI og den andre konsentrasjon inneholdende 50% NaOH og 7% NaCI. Oppløsningene har i alle tilfeller inneholdt 800 ppm CI03. Resultatene er anført som mengde korrodert materiale i mm/år, og er vist i den følgende tabell 2.
Det er overraskende påvist, som det kan sees fra tabellen, at det nye materialet betegnet SAF 2906 er betraktelig bedre enn de hittil beste materialer Sanicro 28 og Ni 200. Austenittisk-ferrittiske stål har i tillegg til dette en anerkjent god motstand mot erosjonskorrosjon. Resultatene skulle som det kan sees tilsi muligheten for en vesentlig økning i brukstiden ved valg av materialer for NaOH-evaporatorer. Denne økning i brukstiden skulle være mulig ved anvendelse av materialet (SAF 2906) som rør, plater, stenger, sveisemateriale og støpemateriale.
Prinsippene, foretrukne utførelsesformer og utøvelsesmåter for den foreliggende oppfinnelse er beskrevet i det foregående. Oppfinnelsen er definert ved de vedlagte krav.

Claims (3)

1. Anvendelse av en ferrittisk-austenittiske rustfri stållegering bestående av, i vekt-%: -C maks. 0,05 -Si maks. 0,8 -Mn 0,3-4 -Cr 28-35 -Ni 3-10 -Mo 1,0-4,0 -N 0,2-0,6 -Cu maks. 1,0 -W maks. 2,0 -S maks. 0,010 -Ce maks. 0,2 og resten Fe med vanlig forekommende forurensninger og tilsetningsstoffer, hvor ferrittinnholdet er 30-70 volum-%, som materiale for fremstilling av apparatur som skal tilfredsstille krav til god erosjons- og korrosjonsmotstand overfor NaOH/NaCI/NaCI03 prosessoppløsninger ved fremstilling av kaustisk soda.
2. Anvendelse av et ferrittisk-austenittisk stål ifølge krav 1, karakterisert ved at legeringen inneholder -C 0,02 -Si 0,3 -Mn 1,0 -Cr 29 -Ni 6,7 -Mo 2,2 -N 0,37 -Cu maks. 0,5.
3. Anvendelse av et ferrittisk-austenittisk stål ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at materialet anvendes for NaOH-evaporatorer i form av rør, plate, stang, sveisemateriale eller støpemateriale.
NO19990746A 1998-02-18 1999-02-18 Anvendelse av hoyfast rustfritt stal ved fremstilling av kaustisk soda NO327195B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9800466A SE519589C2 (sv) 1998-02-18 1998-02-18 Användning av höghållfast rostfritt stål i apparatur för framställning av kaustiksoda

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO990746D0 NO990746D0 (no) 1999-02-18
NO990746L NO990746L (no) 1999-08-19
NO327195B1 true NO327195B1 (no) 2009-05-11

Family

ID=20410209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19990746A NO327195B1 (no) 1998-02-18 1999-02-18 Anvendelse av hoyfast rustfritt stal ved fremstilling av kaustisk soda

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6174386B1 (no)
EP (1) EP0937783B1 (no)
JP (1) JPH11293406A (no)
KR (1) KR19990072736A (no)
CN (1) CN1093886C (no)
AT (1) ATE288505T1 (no)
AU (1) AU1733599A (no)
BR (1) BR9900749A (no)
CA (1) CA2262031C (no)
DE (1) DE69923486T2 (no)
ES (1) ES2237902T3 (no)
NO (1) NO327195B1 (no)
SE (1) SE519589C2 (no)
ZA (1) ZA991264B (no)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002088411A1 (en) * 2001-04-27 2002-11-07 Research Institute Of Industrial Science & Technology High manganese duplex stainless steel having superior hot workabilities and method for manufacturing thereof
SE524951C2 (sv) * 2001-09-02 2004-10-26 Sandvik Ab Användning av en duplex rostfri stållegering
AR038192A1 (es) * 2002-02-05 2005-01-05 Toyo Engineering Corp Acero inoxidable duplex para plantas de produccion de urea, planta de produccion de urea y material de soldadura fabricado con dicho acero inoxidable duplex.
KR100460346B1 (ko) * 2002-03-25 2004-12-08 이인성 금속간상의 형성이 억제된 내식성, 내취화성, 주조성 및열간가공성이 우수한 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강
KR100461351B1 (ko) * 2002-07-30 2004-12-14 대우조선해양 주식회사 체결력과 고착방지성이 우수한 패스너
US6669837B1 (en) * 2002-12-17 2003-12-30 Sunbelt Chlor Alkali Partnership Alkali metal hydroxide evaporator system
SE531305C2 (sv) * 2005-11-16 2009-02-17 Sandvik Intellectual Property Strängar för musikinstrument
US8673402B2 (en) * 2007-11-09 2014-03-18 The Nanosteel Company, Inc. Spray clad wear plate
JP5018863B2 (ja) 2009-11-13 2012-09-05 住友金属工業株式会社 耐アルカリ性に優れた二相ステンレス鋼
FI125854B (fi) 2011-11-04 2016-03-15 Outokumpu Oy Dupleksi ruostumaton teräs
EP3987074A1 (en) * 2019-06-24 2022-04-27 AB Sandvik Materials Technology A laying head pipe

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4060389A (en) 1975-01-10 1977-11-29 Toyo Soda Manufacturing Co., Ltd. Apparatus for use in the ammonia soda process or the ammonium chloride soda process
JPS57110653A (en) * 1980-12-29 1982-07-09 Showa Denko Kk High-chromium low-nickel 2-phase stainless steel with caustic alkali resistance
AT371399B (de) 1982-03-18 1983-06-27 Ver Edelstahlwerke Ag Verfahren zur herstellung von geschweissten gegenstaenden aus einer ferritisch-austenitischen cr-ni-mo-stahllegierung
JPS59107019A (ja) * 1982-12-09 1984-06-21 Nippon Stainless Steel Co Ltd 耐海水性にすぐれた高Cr低Ni系二相ステンレス鋳鋼品の製造法
SE451465B (sv) 1984-03-30 1987-10-12 Sandvik Steel Ab Ferrit-austenitiskt rostfritt stal mikrolegerat med molybden och koppar och anvendning av stalet
US4715908A (en) 1985-11-26 1987-12-29 Esco Corporation Duplex stainless steel product with improved mechanical properties
JPS6456855A (en) 1987-08-27 1989-03-03 Nippon Steel Corp Austenitic stainless steel for boiler for soda recovery
JPH03146641A (ja) 1989-11-01 1991-06-21 Taiheiyo Tokushu Chuzo Kk 湿式りん酸製造装置用二相ステンレス鋳鋼
JPH03158437A (ja) * 1989-11-16 1991-07-08 Nippon Steel Corp 耐濃硫酸腐食性に優れた二相ステンレス鋼
JPH0775790B2 (ja) * 1989-12-29 1995-08-16 新日本製鐵株式会社 耐濃硫酸腐食性に優れた二相ステンレス鋼溶接用ワイヤ
AT397515B (de) 1990-05-03 1994-04-25 Boehler Edelstahl Hochfeste korrosionsbeständige duplex-legierung
JPH0717946B2 (ja) * 1990-07-11 1995-03-01 新日本製鐵株式会社 耐濃硫酸腐食性に優れた二相ステンレス鋼の製造方法
JP3166798B2 (ja) 1992-10-06 2001-05-14 住友金属工業株式会社 耐食性、相安定性に優れた二相ステンレス鋼
SE501321C2 (sv) 1993-06-21 1995-01-16 Sandvik Ab Ferrit-austenitiskt rostfritt stål samt användning av stålet
JP2783504B2 (ja) 1993-12-20 1998-08-06 神鋼鋼線工業株式会社 ステンレス鋼線状体

Also Published As

Publication number Publication date
SE519589C2 (sv) 2003-03-18
CA2262031A1 (en) 1999-08-18
DE69923486D1 (de) 2005-03-10
EP0937783A1 (en) 1999-08-25
ZA991264B (en) 1999-08-17
NO990746D0 (no) 1999-02-18
CA2262031C (en) 2007-08-07
CN1093886C (zh) 2002-11-06
SE9800466D0 (sv) 1998-02-18
EP0937783B1 (en) 2005-02-02
BR9900749A (pt) 2000-01-04
DE69923486T2 (de) 2005-07-07
ATE288505T1 (de) 2005-02-15
US6174386B1 (en) 2001-01-16
CN1247905A (zh) 2000-03-22
NO990746L (no) 1999-08-19
SE9800466L (sv) 1999-08-19
AU1733599A (en) 1999-09-02
KR19990072736A (ko) 1999-09-27
ES2237902T3 (es) 2005-08-01
JPH11293406A (ja) 1999-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO327195B1 (no) Anvendelse av hoyfast rustfritt stal ved fremstilling av kaustisk soda
JP2018080381A (ja) 高強度の耐腐食性オーステナイト系合金
Rebak Stress corrosion cracking (SCC) of nickel-based alloys
Rao et al. Stress corrosion cracking failure of a SS 316L high pressure heater tube
CN116083817A (zh) 双相不锈钢及其用途
US4279648A (en) High silicon chromium nickel steel for strong nitric acid
GB1565419A (en) Stainless steel welded articles
KR20040029142A (ko) 이상 강 합금
EP0368487A1 (en) Welded corrosion-resistant ferritic stainless steel tubing and a cathodically protected heat exchanger containing the same
WO2017013181A1 (en) New use of a duplex stainless steel
Crum et al. Corrosion resistance of nickel alloys in caustic solutions
Olsson et al. Solid Stainless Steel for MSF Once-Through Plants
US4252561A (en) Chromium-alloyed steel which is corrosion resistant to caustic alkaline solution
Niespodziany et al. Alloy UNS N06058: A solution for demanding applications where common members of the Ni-Cr-Mo alloys experience their limits
US3023098A (en) Low carbon ferritic stainless steel
Agarwal Nickel base alloys and newer 6Mo stainless steels meet corrosion challenges of the modern day chemical process industries
Bernhardsson Corrosion performance of a high-nickel alloy
Crum et al. Precipitation reactions and corrosion resistance of thermally aged and welded alloy 825
Kohler et al. Alloy B-10-A New Nickel Based Alloy for Strong Chloride-Containing, Highly Acidic and Oxygen-Deficient Environments
Crum et al. Evaluation of materials for seawater plate heat exchanger applications
US3664885A (en) Method for protection of evaporator heating elements from corrosion
Regniere et al. Effect of Temperature on Corrosion in Saturated Ammonium Chloride Solution
Riha et al. Corrosion studies at Teck’s hydrometallurgical facility (CESL): Identification of an alloy substitute for titanium in certain applications
Wagner et al. Service experience with duplex stainless steels in the chemical industry
Eisinger et al. Alloy 27-7MO: A Cost Effective Solution to CPI Corrosion Issues

Legal Events

Date Code Title Description
CREP Change of representative

Representative=s name: BRYN AARFLOT AS POSTBOKS 449 SENTRUM OSLO, 0104 NO

MK1K Patent expired