SE530847C2 - Platta till plattvärmeväxlare, plattvärmeväxlare uppbyggd av sådana plattor samt användning av denna plattvärmeväxlare - Google Patents

Description

'25 30 35 530 B47 med spaltkorrosion i plattvärmeväxlare kan reduceras genom hopsvetsning av plattorna och förbindande av dem med varandra genom tätningar, men problemet kommer inte att försvinna genom detta. Bifogade fig 1 visar schematiskt en plattvärmeväxlare PHE av denna typ med ett antal plattor P fogade till varandra i en stapel för flödet av ett kylmedium i form av havsvatten SW i kanaler bildade i vartannat gap mellan intilliggande plattor P1, P2 och ett medium som skall kylas i intilliggande kanaler i vartannat gap mellan sådana plattor. Den för spaltkorrosion känsliga spalten eller fogen är lndikerad vid C.

Spaltkorroslon som förstör materialet är temperaturberoende, och när materialet för en given kylvätska, i detta fall havsvatten, har en temperatur under en kritisk spalttemperatur (CCT) kommer väsentligen ingenting att hända, men när temperaturen hos mate- rialet stiger över denna temperatur kommer korrosionen hos ma- terialet vid nämnda spalt att vara mycket kraftig och förstöra för- bindningen på kort tid, så att temperaturer ovanför nämnda kri- tiska spalttemperatur inte kan accepteras. Denna spaltkorro- sionstemperatur bör för en plattvärmevåxlare som använder en kloridinnehållande kylvätska, såsom havsvatten, som kylmedium vara åtminstone 50°C, företrädesvis åtminstone 60°C, för att tili- handahàlla en acceptabel kylkapacitet hos värmeväxlaren. I plattvärmeväxlare använt havsvatten kan klorineras i avsikt att döda mikroorganismer. Om dessa mikroorganismer inte dödas genom till exempel klorinering, kommer deras närvaro att föror- saka en ökning av miljöns korrosivitet. Vid låga temperaturer, det vill säga under approximativt 40°C, resulterar klorineringen i sig inte i någon ökad korrosivitet mot till exempel rostfria stål. Vid temperaturer över 40°C ökar den av klorineringen förorsakade ökningen av redoxpotential allvarligt korrosiviteten hos vattnet med avseende på punkt- och spaltkorrosion, vilket således be- gränsar valet av tillgängliga konstruktionsmaterial för värmeväx- lare. Plattvärmeväxlare av den inledningsvis definierade typen, det vill säga vilka utnyttjar kloridinnehållande kylvätska, såsom havsvatten, som kylmedium, för användning vid högre temperatu- rer har av denna orsak hittills nästan uteslutande försetts med 10 15 20 “25 30 35 5313 34? plattor gjorda av titan, vilket har en kritisk spalttemperatur över 80°C i havsvatten. Titan är emellertid ett mycket kostsamt mate- rial och det är inte heller lätt tillgängligt, så att det ibland kan vara omöjligt att undvika väntetider för leverans därav i storleks- ordningen av ett år eller mer oberoende av köparens finansiella resurser.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett mate- rial för plattor hos en plattvärmeväxlare, vilket är mindre kost- samt och mera läfttillgängligt än titan under att fortfarande ha till- räckligt hög korrosionsbeständighet för att göra det attraktivt att användas i en plattvärmeväxlare som använder en kloridinne- hållande kylvätska, såsom havsvatten, som kylmedium.

Syftet uppnås enligt uppfinningen genom tillhandahållande av ett .sådant material för sådana plattor i form av en duplex rostfri stållegering innehållande i vikt-%: C max 0,06%, Si max 1,5%, Mn 0-3,0%, Cr 23,0-32,0%, Ni 4,9-10,0%, Mo 3,0-8,0%, N 0,15- 0,5%, B 0,-0,010%, S max 0,030%, Co 0-3,5%, W 0-3,0%, Cu 0- 2,0%,“ Ru 0-0,3%, Al 0-0,2%, Ca 0-0,010%, varvid resten är Fe och normalt uppträdande föroreningar, varvid ferrithalten är 35- 70 volym-%.. Stàlet kan även innehålla föroreningar som resulte- rar av det använda råmaterialet och/eller tillverkningsprocessen.

Exempel på föroreningar från tillverkningsprocessen är Al och Mg. Halten av föroreningar hålls emellertid på en sådan nivå att egenskaperna hos det framställda materialet är väsentligen opå- verkade därav.

Uppfinnarna har insett att för material använda för plattvärme- växlare som använder en klorldinnehàllande kylvätska som kyl- medium är den kritiska spaltternperaturen huvudsaken och att sammansättningen hos materialet kan bestämmas med målet att höja denna temperatur till en nivå som är acceptabel för en platt- värmeväxlare utan att lägga ned några speciella ansträngningar på andra resistensegenskaper hos materialet. Det har befunnits 10 15 20 '25 30 35 5313 847 att duplex rostfria stàllegeringar med en sammansättning inom dessa områden har en kritisk spalttemperatur i havsvatten, vilken väl överskrider 50°C och faktiskt överskrider 60°C. För endel sammansättningar inom dessa områden kan den kritiska spalt- temperaturen till och med höjas till området av 80°C. Detta inne- bär att detta material kommer att utgöra ett attraktivt substitut till titan isen plattvärmeväxlare. Dettas kostnad kommer endast att vara en liten bråkdel av kostnaden för titan, såsom ca 10-20% därav, och det kan tillverkas när som helts, vilket gör att långa väntetider som kan uppträda för titan undviks.

Enligt en utföringsform av uppfinningen överskrider det genom- snittliga Eq1-värdet hos de båda faserna hos legeringen 40,5, varvid Eq1 = %Cr + 3,3%Mo, varvid % är vikt-%. Det har befun- nits att inte PRE-värdet, vilket även innehåller en faktor av 16% N, avgör spaltkorrosionsbeteendet hos den duplexa rostfria stål- legeringen, utan det är halten av Cr och Mo, som är den avgö- rande faktorn för den kritiska spalttemperaturen hos materialet.

Dessutom har ett sådant Eq1-värde över 40,5 visat sig resultera i en kritisk spalttemperatur hos stållegeringen överskridande 60°C.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är nämnda ge- nomsnittliga Eq1-värde hos de båda faserna hos legeringen högre än 41 Jöreträdesvis högre än 42. Det har befunnits att sà- dana höga värden hos Eq1-värdet påverkar den kritiska spalt- temperaturen hos materialet i kloridinnehàllande miljö mot högre nivåer.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är Eq1~värdet för både ferrit- och austenitfasen högre än 35, företrädesvis högre än 36, vilket i kombination med ett genomsnittligt Eq1-värde överskridande 40,5 är föredraget för att hålla den kritiska spalt- temperaturen hos materialet på,en krävd hög nivå. Mo och Cr kommer huvudsakligen att välja ferritfasen, så att Eq1-värdet hos austenitfasen kan vara nära 35, fastän nämnda genomsnittliga Eq1-värde är över 40,5. 10 15 20 '25 30 35 530 84? Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är halten av Mo 4,5-6,5 vikt-%. Det har visat sig att för ett givet värde av Eqi är det föredraget att ha en halt av Mo som är hög, nämligen inom detta område, eftersom halten av Mo har visat sig vara den mest betydande faktorn för den kritiska spalttemperaturen hos materl~ alet. För uppnàende av ett givet Eqt-värde är det även föredra- get att öka halten av Mo hellre än den hos Cr, även om en ökad halt av Cr ökar bearbetbarheten hos materialet vid producerande av plattan, men den ökar samtidigt risken för bildande av CrN.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är halten av Mo 4,5-5,5 vikt-%.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är halten av Cr 23,0-30,0 vikt-%. Det har befunnits att en halt av Cr inom detta omrâde är lämplig för uppnàende av ett àsyftat spaltkorrosions- beteende hos legeringen i en kloridinnehållande miljö.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är det genomsnitt- liga PRE-värdet hos de bàda faserna hos legeringen högre än 46, företrädesvis högre än 47, varvid PRE = %Cr + 3,3%Mo + 16%N, varvid % är vikt-%. Det har visat sig vara fördelaktigt att ha ett sådant högt PRE-värde hos materialet, fastän Eqt-värdet är viktigare för spaltkorrosionsbeständigheten hos detta materiall.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är halten av Al 0- 0,1 vikt-%.

Uppfinningen avser även en platta hos en plattvärmeväxlare ut- formad att utnyttja en kloridinnehàllande vätska, såsom havs- vatten, som kylmedium, vilken är kännetecknad av att dess ytor positionerade att vara i direkt kontakt med den kloridinnehållande vätskan är gjorda av materialet enligt uppfinningen, samt en plattvärmeväxlare utformad attnutnyttja den kloridinnehållande vätskan, såsom havsvatten, somjkylmedium, vilken är känneteck- nad av att ytorna hos dess plattor positionerade för att vara i di- rekt kontakt med nämnda kloridinnehållande vätska är bildade av materialet enligt uppfinningen. De fördelaktiga särdragen och 10 15 20 '25 30 35 EBÜ Eš47 fördelarna hos en sådan platta och en sådan plattvärmeväxlare framträder klart av diskussionen ovan och av materialet enligt uppfinningen. Uppfinningen avser även användning av en platt- värmeväxlare enligt uppfinningen för kylning av ett medium som skall kylas genom en kloridinnehàllande kylvätska, såsom havs- vatten, och en sådan användning vid vilken temperaturen hos nämnda kylvätska tillåts nå en temperatur av åtminstone 50°C, företrädesvis åtminstone 60°C. Det påpekas att mediet som skall kylas genom värmeväxlaren kan vara av vilken typ som helst, och det kan vara en gas eller gasblandning, såsom luft, lika väl som exempelvis en vätska. Uppfinningen avser även användning av ett material enligt: uppfinningen i en kloridinnehàllande miljö i en plattvärmeväxlare.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig 1 är en mycket förenklad vy som visar den allmänna upp- byggnaden av en plattvärmeväxlare med ett parti av denna för- storat för förklarande av problemen som skall lösas genom före- liggande uppfinning, ' fig 2 är ett diagram av kritiska spalttemperaturer i förhållande till PRENW-värde för legeringar enligt uppfinningen och referensle- gefingan fig 3 är ett diagram av kritiska spaltte.mperarturer i förhållande till Eqi-värde för legeringar enligt uppfinningen och referensleger- ingar, fig 4 är en förenklad vy som illustrerar hur ett materialtest har genomförts för legeringar enligt uppfinningen och referensleger- ingar, och fig 5 är ett diagram som motsvarar diagrammet enligt fig 3 base- rat på en annan testmetod. 10 15 20 '25 30 35 EBÛ 847 DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN En hög kritisk spalttemperatur i kloridinnehållande miljö uppnås genom kombinationen av element i en duplex rostfri stàllegering enligt uppfinningen. Legeringen enligt uppfinningen innehåller (i vikt-%): C max 0,06% Si max 1,5% Mn 0-3,0% Cr 23,0-32,0% Ni 4í'9-10,0% Mo 3,0-8,0% N 0,15-0,5% B O,-0,010% S max 0,030% Co 0-3,5% W 0-3,0% Cu _ 0~2,0% Ru 0-0,3% Al 0-0,2% Ca 0-0,010% varvid resten är Fe och normalt uppträdande föroreningar, varvid ferrithalten är 35-70 volym-%.

Kol (C) har begränsad löslighet i både ferrit och austenit. Den begränsade lösligheten medför en risk för utfällningar av krom- karbider och halten bör därför inte överskrida 0,06 vikt-%, före- trädesvis inte överskrida 0,02 vikt-%.

Kisel (Si) används som desoxideringsmedel under stàlproduktio- nen och det ökar flytbarheten under produktion och svetsning.

För höga halter av Si leder emellertid till utfällning av oönskad intermetallisk fas, och halten därav begränsas till 1,5 vikt-%.

Mangan (Mn) tillsätts för att öka N-lösligheten i materialet. Det har emellertid visat sig att Mn endast har en begränsad påverkan 10 15 20 “25 30 35 5313 847 på N-lösligheten hos legeringstypen ifråga. Istället har det påträf- fats andra element med större påverkan på lösligheten. Dess- utom kan Mn i kombination med höga halter av svavel ge upphov till bildande av mangansulfider, vilka verkar som initieringspunk- ter för punktkorrosion. Halten av Mn bör således begränsas till mellan 0~3,0 vikt-%.

Svavel (S) påverkar korrosionsbeständigheten negativt genom bildande av lösliga sulfider. Dessutom försämras varmbearbet- barheten, av vilken orsak halten av svavel begränsas till max 0,030 vikt-%, företrädesvis max 0,010 vikt-%.

Krom (Cr) är ett aktivt element för att förbättra spaltkorrosions- beständigheten. Dessutom medför en hög halt av krom att det uppnås en mycket god N-löslighet i materialet. Det är således önskvärt att hålla Cr-halten så hög som möjligt för att förbättra korrosionsbeständigheten. För god spaltkorrosionsbeständighet bör halten av krom vara åtminstone 23 vikt-%. Emellertid ökar höga halter av Cr risken för intermetalliska utfällningar och bildandet av CrN, av vilken orsak halten av krom bör begränsas till max 32 vikt-%, företrädesvis inte högre än 30 vikt-%.

Nickel (Ni) används som austenitstabiliseringselement och till- sätts i lämpliga halter för att uppnå den önskade halten av ferrit.

För att uppnå det önskade förhållandet mellan austenit- och fer- ritfasen med mellan 40-65 volym-% ferrit krävs en tillsats av 4,9- 10,0 vikt-% nickel.

Molybden (Mo) är ett aktivt element som förbättrar spaltkorrosionsbeständigheten i kloridmiljöer. Mo-halten i föreliggande uppfinning bör ligga inom området av 0-8,0 vikt-%, företrädesvis över 4,5 vikt-%. Halten av Mo i kombination med halten av Cr är den bestämmande faktorn för uppnående av en hög kritisk spalttemperatur hos Iegeringen.

Volfram (W) ökar huvudsakligen beständigheten mot punktkorrosion. Men tillsatsen av alltför höga halter av volfram i 10 15 20 '25 30 35 530 84? kombination med att Cr-halterna samt Mo-halterna är höga innebär att risken för intermetalliska utfällningar ökar. W-halten i föreliggande uppfinning bör ligga inom området av 0-3,0 vikt-%.

Koppar (Cu) kan tillsättas för att förbättra den allmänna korrosionsbeständigheten i sura miljöer, såsom svavelsyra.

Samtidigt påverkar Cu den strukturella stabiliteten. Höga halter av Cu medför emellertid att fastämneslösligheten överskrids. Cu- halten bör således begränsas till max 2,0 vikt-%.

Kobolt (Co) har egenskaper som ligger mellan dem hos järn och nickel. Ett mindre ersättande av dessa element med Co eller användning av Co-innehållande råmaterial (Ni-metallskrot innehåller vanligtvis något Co, i en del fall i kvantiteter högre än 10%) kommer inte att resultera i någon avgörande förändring i egenskaperna. Co kan användas för att ersätta en del Ni som ett austenitstabiliseringselement. Co är ett relativt dyrt element, så att tlllsatsen av Co begränsas till att vara inom området av 0-3,5 vikt-%.

Aluminiufm (Al) och Kalcium (Ca) används som desoxidationsmedel vid stålproduktionen. Halten av Al bör begränsas till max 0,2 vikt-%, företrädesvis max 0,1 vikt-%, för att begränsabildandet av nitrider. Ca har en gynnsam inverkan på varmduktiliteten. Emellertid bör Ca-halten begränsas till max 0,010 vikt-% för att undvika en oönskad mängd av slagg.

Bor (B) kan tillsättes för att öka varmbearbetbarheten hos materialet. Vid för höga halter av bor skulle svetsbarheten och korrostionsbeständigheten kunna försämras. Således bör halten av bor begränsas till max 0,010 vikt-%.

Kväve (N) är ett mycket, aktivt element som ökar korrosionsbeständigheten, den strukturella stabiliteten samt hållfastheten hos materialet. Dessutom förbättrar en hög N-halt återbildningen av austenit efter svetsning, vilket ger goda egenskaper inom svetsfogen. För att uppnå en god verkan av N 10 15 20 '25 30 530 84? 10 bör N tillsättas med åtminstone 0,15 vikt-%. Vid höga halter av N ökar risken för utfällning av kromnitrider, speciellt när samtidigt kromhalten är hög. En hög N-halt medför dessutom att risken för porositet ökar på grund av den överskridna solubiliteten av N i smältan. Av dessa orsaker bör N-halten begränsas till max 0,50 vikt-%.

Halten av ferrit är viktig för att uppnå goda mekaniska egenskaper och korrosionsegenskaper samt god svetsbarhet. Ur korrosionssynpunkt och svetsbarhetssynpunkt är en halt av ferrit mellan 35-70% önskvärd för att uppnå goda egenskaper.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Tabell 1 nedan visar sammansättningar hos legeringar 1-25 enligt uppfinningen och referenslegeringar som inte är enligt uppfinningen samt resultat av en testning, Testning 1.

Testning 1 Spaltkorrosionsbeständigheten hos 25 legeringar enligt uppfinningen och 7 referenslegeringar testades enligt MTl-2. Den kritiska spalttemperaturen (CCT) bestämdes för alla 32 legeringar för två olika prover. Det genomsnittliga värdet av CCT för varje legering är visat i Tabell 1. Dessutom anges det konventionella uttrycket för ”punktkorrosionsekvivalensen" i legeringarna i Tabell 1 (PRENW = %Cr + 3,3%Mo + 0,5%W) + 16%N, samt Eq1-värdet definierat som Eq1 = %Cr + 3,3%Mo.

Alla legeringarna producerades genom smältning, varmbearbet- ning och glödgning följt av vattensnabbkylning.

Tabell 1 CCT/°C PRENW 77,5 65 Legering 1 Legering 2 Legering 3 77,5 Legering 4 32,5 Legering 5 55 Legering 6 70 Legering 7 75 Legering 8 80 Legering 9 65 Legering 10 57,5 Legering 11 55 Legering 12 70 Legering 13 77,5 Legering 14 32,5 Legering 15 75 Legering 16 77,5 Legering 17 90 Legeripg 18 85 Legering 19 80 Legering 20 72,5 Legering 21 65 Legering 22 62,5 Legering 23 67,5 Legerjng 24 52,5 ëeaefms 25 62,5 Ref 1 50 Ref 2 35 Ref 3 45 Ref 4 40 Ref 5 30 Ref 6 Ref 7 49,9 49,0 50,5 50,8 48,2 48,2 48,4 50,4 46,9 50,3 50,2 48,5 48,6 47,9 50,0 49,3 50,5 49,9 49,2 49,3 47,8 49,8 49,8 49,3 48,6 50,1 47,4 50,3 49,4 49,9 51,9 47,3 5313 84? 11 %Cr+ 3,3%Mo 42,8 42,7 42,8 42,8 42,1 42,3 42,5 42,7 41,9 43,0 43,0 41,4 41,7 40,5 41,9 43,3 41 ,6 41,4 .42,7 43,3 41,4 43,1 43,2 43,2 42,0 38,3 34,2 38,0 36,5 34,5 36,8 40,3 C 0,015 0,017 0,017 0,019 0,017 0,018 0,012 0,016 0,017 0,02 0,02 0,018 0,019 0,017 0,018 0.02 0,019 0,02 0,021 0,019 0,019 0,019 0,017 0,021 0,019 0,034 0,055 0,035 0,007 0,006 0,06 0,008 Si 0,16 0,18 0,23 0,23 0,22 0,2 0,15 0,2 0,21 0,25 0,23 0,25 0,23 0,21 0,2 0,25 0,25 0,28 0,24 0,23 0,22 0,62 0,21 0,61 0,24 0,42 0,89 0,48 0,12 0,12 0,11 0,14 Cu 0,01 0,01 0,01 0,03 0,03 0,03 0,01 0,03 0,04 0,14 0,14 0,13 0,13 0,12 0,13 0,14 0,18 0,14 1,5 0,02 0,02 <0,01 0,01 <0,01 1,0 2,0 1,0 2,0 2,0 <0,01 <0,01 Co ...x...s.o...xo...x..a_; 1 _0320* A A 9:* .O »cn-*A-A-»Jovmmcnwoa-cnmoacncncn <0,1 <0,1 <0,1 1,0 1,0 1,0 <0,1 1,0 0,1 2,0 <0,1 <0,1 55301 847 12 CCT/°C PRENW %Cr+ Cr Ni Mo W N 3,3%Mo Legefing1 77,5 49,9 42,8 28,9 6,6 4,2 0,01 0,44 Legering2 65 49,0 42,7 28,8 6,5 4,2 0,01 0,39 Legering3 77.5 50.5 42.8 28,8 7,0 4.2 1 0,33 Legering4 82,5 50,8 42,8 28,8 7,6 4,2 0.99 04 Legeringä 65 48,2 42,1 28,1 6,5 4,2 0,01 0,38 Legeringê 70 48,2 42,3 28,4 6,9 4,2 <0,01 0,37 1429611097 75 48,4 42,5 28,8 7,0 4,2 <0,01 0,37 Legerings 80 50,4 42,7 26,9 6,5 4,8 1,01 0,38 Legering9 65 46,9 41,9 28,6 6,5 4,0 0,01 0,31 Leger1ng10 57,5 50,3 43,0 29,0 5,5 4,2 <0,01 0,45 Leger1ng11 35 50,2 43,0 29,0 5,3 4,2 <0,01 0,45 159900912 70 43,5 41,4 27,5 5,9 4,2 <0,01 0,44 Le9ef1fl9 13 77,5 43,5 41,7 27,3 5,1 4,2 <0,01 0,43 Legering 14 32,5 47,9 40,5 27,5 5,9 3,9 1 0,35 Legering 15 75 50,0 41,9 28,7 6,6 4,0 1 0,4 Leger1ng15 77,5 49,3 43,3 30,0 7,1 4,0 <0,01 0,33 Legering 17 90 50,5 41,5 23,5 7,0 4,0 1 0,45 Le9erin918 35 49,9 41,4 23,2 5,5 4,0 1 0,43 1-999110919 30 49,2 42,7 23,3 7,0 4,2 <0,01 0,41 1-9991111920 72,5 49,3 43,3 29,3 5,5 4,2 <0,01 0,33 Lesefing 21 55 47,3 41,4 25,3 7,1 4,7 <0,01 0,4 19991109 22 52,5 49,3 43,1 25,1 7,0 5,2 <0,01 0,42 Le9ef109 23 57,5 49,3 43,2 25,1 7,1 5,2 <0,01 0,41 1-999009 24 52,5 49,3 43,2 ,_g5,3 7,0 5,1 <0,01 0,33 0595011925 52,5 43,5 42,0 25,2 5,5 4,3 <0,01 0,41 Ref 1 50 50,1 33,3 30,3 7,5 2,2 2,7 0,45 Ref 2 35 47,4 34,2 "29,27,5 1,5 3,72 0,44 Ref 3 45 50,3 33,0 30,5 7,7 2,2 2,33 0,47 Ref 4 40 49,4 35,5 31,3 9,4 1,5 3,35 0,41 Ref 5 30 49,9 34,5 29,3 5,2 1,5 3,94 0,55 Ref 6 35 51,9 35,3 31,9 5,3 1,5 3,35 0,55 Ref 7 40 47,3 40,3 23,7 7,4 3,5 <0,01 0,44 10 15 20 '25 30 35 530 8-4? 13 Bifogade fig 2 visar förhållandet mellan PRENW och CCT och fig 3 förhållandet mellan Eq1 och CCT för Testning 1. Fig 2 visar att CCT är för alla legeringarna enligt uppfinningen över 60°C, me- dan det inte är över 50°C för någon av referenslegeringarna trots höga PRENW-värden hos dessa. Det är visat att PRENW-värdet har så länge som det är inom ett område över 46 ingen verklig inverkan på den kritiska spalttemperaturen hos legeringen. Fig 3 visar att Eq1 bör vara högre än 40,5 för uppnàende av en CCT över (50°C. Det bör noteras att den experimentella spridningen vid bestämmande av CCT-värdet är stor (ca i10°C), och att det inte endast är det/totala värdet av Eq1 som är bestämmande utan även hur det fördelas mellan de båda faserna hos materialet (fer- rit och austenit).

Testning 2 Ett elektrokemiskt test enligt en modifierad version av ASTM G- 150, modifierat genom att de undersökta proven försågs med en spaltbildare i PVDF, monterad pà approximativt samma sätt som vid MTI-2 i Testning 1. Ett konstant àtdragningsmoment av 3 Nm användes för montering av spaltbildare. Ett konstant spalttryck upprätthölls med hjälp av fyra fjäderbrickor 1 monterade enligt fig 4, varvid 2 visar provet och 3 och 4 spaltbildare.

Testet utfördes för fyra olika konstanta potentialer: 0, +200, +400 och +70O mVSCE. Starttemperaturen var 20°C, och temperaturen ökade under experimentet 1°C per minut. CCT för varje prov har definierats som temperaturen som resulterar i en korrosions- strömtäthet av åtminstone 0,1 mA/cmz på 60 sekunder.

CCT bestämdes för 4-6 prov per material och potential. Tabell 2 nedan visar sammansättningarna och resultaten i form av min- värden av CCT för all-a potentialer över 0 mv i förhållande till SCE. 10 15 20 25 30 35 5313 34? 14 Variationerna i CCT mellan olika potentialer var små. l de flesta fall noterades ingen spaltkorrosion vid 0 mV.

Tabell 2 _ Legermg cr NI M0 w N PRENW Eq1 CCT Legering 25 sm 7 3,45 <°-01 o,so 51,095 43,1 sz. 7 Lager-ing 27 25,62 7 4,73 <0,01 033 48,309 42.2 86, 7 Lager-ing 28 26,02 9 5,06 <0,0l 0,4 49,113 42] 57_1 Ref 5 31,9 6 1,47 3,85 055 5l,9035 36.6 67,1 Ref 7 28,71 7 3,51 <0,01 0,44 47,333 40,3 76,3 Ref 8 29,88 7 1,5 1,98 0,44 45_137 343 53,; Ref 9 29/35 8 2,51 2f1 0,44 48,148 31,6 73,1 Ref 10 25:: -,- m, <0,01 0,28 42,68 38.2 me Ref 11 292] -,- m2 Fig 5 visar förhållandet mellan Eq1 och CCT enligt denna modifi- erade ASTM 6150, en del av legeringarna är närvarande både i Testning 1 och Testning 2. De båda olika testningsmetoderna ger något olika värden hos CCT, vilket bedöms vara normalt som en 'följd av skillnaderna hos metoderna. Förhållandet mellan sam- mansättningen av CCT-värdet är emellertid huvudsakligen det- samma hos de båda Testningarna.

Denna Testning 2 mäter primärt tendensen att initiera spaltkorro- sion, medan Testning 1 primärt mäter tendensen till fortskridande av spaltkorrosion. Detta innebär att CCT-värdena kommer i Test- ning 2 att vara något högre än i Testning 1. Detta är orsaken till 'att det lägsta tillåtna CCT-värdet för användning i en plattvärme- växlare enligt Testning 2 bör ställas in till 80°C.

Testning 3 Denna testning har en elektrokemisk testning med konstant po- tential och temperatur i 24 timmar. Samma typ av spaltbildare och samma spalttryck som i Testning 2 användes. Nya prov an- vändes för varje temperatur-/potential-kombination. Potentialen var: +200 mV i förhållande till SCE. 10 15 20 '25 30 EBÜ 34? 15 CCT-värdet för varje prov definierades som temperaturen som resulterade i en korrosionsströmtäthet av åtminstone 0,01 mA/cmz på 60 sekunder. Denna testning är extremt tuff, eftersom materialet testas i ett aktivt tillstånd, medan det i de föregående testningarna passiverades före testning, när temperaturen var låg. Förmågan hos materialet att bilda ett passiverande oxidskikt vid viss temperatur mättes i denna testning 3. Passiveringstem- peraturen är för de flesta av materialen avsevärt lägre än CCT.

En jämförelse av legeringen 26 och 27 i testning 2 visar att le- gering 26 inte var passiverad vid 45°C, medan legering 27 var passiverad vid 45°°C samt vid 55°C. Den kan emellertid inte vara passiverad vid 65°C. Detta innebär att om ett korrosionsangrepp har startats som en konsekvens av exempelvis en övertempera- tur, kommer legeringen 27 att ha förmåga att passiveras redan när temperaturen faller ned under 55°C, vilket märkbart reduce- rar risken för fortplantning av angrepp vid störningar i driften av plattvärmeväxlaren.

Legeringen 27 med en högre halt av Mo har således en bättre förmåga att passiveras än legering 26 trots det faktum att leger- ing 26 har ett högre Eqt-värde. Slutsatsen är att Eqt-värdet väl beskriver initieringen och fortplantningen av spaltkorrosion, me- dan passivering mot spaltkorrosion huvudsakligen styrs av mate- rialhalten av Mo.

En legering enligt en annan utföringsform av uppfinningen har följande ungefärliga sammansättning: C 0,017%, Si 0,2%, Mn 0,5%, P 0,005%, S 0,006%, Cr 26%, Ni 7%, Mo 5,2%, W <0,01%, Cu <0,01%, Co <0,010%, Ti <0,005%, Al 0,004%, B 24ppm, Ca 22ppm, N 0,41%. Testning av kritisk spalttemperatur (CCT) enligt MTl-2 för två prov resulterade i 65°C och 70°C.

Claims (10)

10 15 20 '25 30 35 5310! 84? 16 Patentkrav

1. Platta hos en plattvärmeväxlare, varvid plattan innefattar ett material som bildar en del av plattan med en yta gjord av detta material positionerad för att vara i direkt kontakt med en kloridinnehàllande kylvätska, såsom havsvatten, kännetecknad därav, att nämnda plattmaterial är en duplex rostfri stàllegering innehållande i vikt-%: C max 0,06% Si max 1,5% Mn 0@3,0% Cr 23,0-32,0% Ni 4,9-10,0% Mo 3,0-8,0% N 0,15-0,5% B 0,-0,010% S max 0,030% Co 0~3,5% W 0-3,0% Cu 0-2,0% Ru 0-0,3% Al 0-0,2% Ca 0-0,010% varvid resten är Fe och normalt uppträdande föroreningar, varvid ferrithalten är 35-70 volym-%, och att det genomsnittliga Eq1- värdet hos de båda faserna hos legeringen överskrider 40,5, varvid Eq1 = %Cr + 3,3% Mo, varvid % är vikt-%.

2. Platta enligt krav 1, kännetecknad därav, att det genom- snittliga Eq1-värdet hos de båda faserna hos legeringen är högre än 41, företrädesvis högre än 42.

3. Platta enligt krav 1 eller Zfkännetecknad därav, att Eq1- värdet för både ferrit- och austenitfasen är högre än 35, företrä- desvis högre än 36. 10 15 20 '25 30 5313 84? 17

4. Platta enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att halten av Mo är 4,5-6,5 vikt-%.

5. Platta enligt krav 4, kännetecknad därav, att halten av Mo är 4,5-5,5 vikt-%.

6. Platta enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att halten av Cr är 23,0-30,0 vikt-%.

7. Platta enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att det genomsnittliga PRE-värdet hos de båda faserna hos le- geringen är högre-”än 46, företrädesvis högre än 47, varvid PRE = %Cr + 3,3%Mo + 16%N, varvid % är vikt-%.

8. Platta enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att halten av Al är O-0,1 vikt~%.

9. Plattvårmeväxlare utformad att utnyttja en kloridinnehàllande vätska, _ såsom havsvatten, därav, att den är uppbyggd aviplattor enligt något av kraven 1-8.

10. Användning av en plattvärmeväxlare enligt krav 9 för kylning av ett medium som skall kylas genom en kloridinnehàllande kyl- vätska, såsom havsvatten. 11%. Användning enligt krav 10, vid vilken temperaturen hos kyl- vätskan tillåts nå en temperatur av åtminstone 50°C, företrädes- vis åtminstone 60°C. som kylmedium, kännetecknad