SE531593C2 - Värmeväxlare för fosforsyramiljö - Google Patents

Värmeväxlare för fosforsyramiljö

Info

Publication number
SE531593C2
SE531593C2 SE0702392A SE0702392A SE531593C2 SE 531593 C2 SE531593 C2 SE 531593C2 SE 0702392 A SE0702392 A SE 0702392A SE 0702392 A SE0702392 A SE 0702392A SE 531593 C2 SE531593 C2 SE 531593C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
max
phosphoric acid
heat exchanger
stainless steel
duplex stainless
Prior art date
Application number
SE0702392A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0702392L (sv
Inventor
Sabina Ronneteg
Knut Tersmeden
Anna-Lena Nystroem
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
Priority to SE0702392A priority Critical patent/SE531593C2/sv
Priority to EP08841210A priority patent/EP2215421A4/en
Priority to US12/739,593 priority patent/US20100294472A1/en
Priority to PCT/SE2008/051204 priority patent/WO2009054799A1/en
Publication of SE0702392L publication Critical patent/SE0702392L/sv
Publication of SE531593C2 publication Critical patent/SE531593C2/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/082Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
    • F28F21/083Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys from stainless steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • 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
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • 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
    • C22C38/52Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • 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
    • C22C38/54Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

30 53"! 533 2 Ren fosforsyra är mindre korrosiv än både svavelsyra och saltsyra.
Standardstål, så som AlSl 316L och 317L, är således tillräckliga material för konstruktionsutrustning då materialet är i kontakt med ren fosforsyra. Fosforsyra enligt den våta metoden innehåller dock undantagslöst föroreningar, vilka kommer från fosfatmalmen från vilken syran framställs. Koncentrationen av fluorider och klorider under den våta metoden varierar stort från anläggning till anläggning beroende på varifrån fosfatmalmen kommer, d.v.s. sammansättningen på fostfatmalmen. Syran innehåller också andra joner, så som Feæ, vilka påverkar korrosionsegenskaperna. Fes* bidrar starkt till syrans oxidationspotential och då den förekommer i tillräckliga mängder reducerar den därför korrosionen av ett rostfritt stål genom att underlätta bildandet av en passiv film på stålytan.
Processmediet är således mycket komplext och individuellt. Detta ska beaktas vid val av material för ett rör hos värmeväxlaren i förångaren eftersom röret kommer att vara i direkt kontakt med processmediet.
Vidare kan temperaturen variera i processen och det är nödvändigt att använda värmeväxlare i förångaren vid höga temperaturer för att förbättra processens effektivitet. Detta ställer också höga krav på korrosionsmotstånd hos ett material som är i kontakt med processmediet.
Historiskt sett har grafit varit det vanligaste använda materialet i värmeväxlarrör vilka ska användas i den våta metoden. Den mekaniska svagheten och sprödheten hos grafit är dock en väsentlig nackdel vilken ofta resulterade i återkommande problem med rör som har gått sönder och därmed förlust av produktion. Med utvecklingen av förbättrade höglegerade material har metallisk konstruktion av värmeväxlare blivit vanligare och en föredragen lösning under det senaste decenniet.
Det vanligaste använda metalliska materialet för förångningsrör i framställning av fosforsyra med den våta metoden är ett austenltiskt rostfritt stål med följande sammansättning i viktsprocent: C max 0,02 Si max 0,7 Mn max 2 Cr 26-28 Mo 3-4 Ni 30-32 10 15 20 25 30 Eïïšfš E93 Cu 0,7-1,5 N max 0,1 resten Fe och normalt förekommande föreoreningar.
Detta austenitiska rostfria stål är känt under standarden UNS N08028.
UNS NO8028 fungerar generellt mycket bra som material för förångningsrör. Om livslängden av ett rör hos en värmeväxlare i förångaren kunde förlängas ytterligare skulle det dock föreligga mindre produktionsbortfall till följd av avstängning för byte av rör.
Vidare används ett duplext rostfritt stål känt under standarden UNS S32520 för konstruktion av lagringstankar för fosforsyra i anläggningar för fosforsyraframställning. Detta duplexa rostfria stål har följande sammansättning i viktsprocent: C max 0,030 Si max 0,80 Mn max 1,5 Cr 23-25 Mo 3-5 Ni 5,5-8 Cu 0,5-3,0 N 0,20-0,35 resten Fe och normalt förekommande föroreningar.
UNS 832520 har även föreslagits för konstruktion av kärl, rörledningar, rörkopplingar och andra enskilt ägda anordningar i anläggningar för fosforsyraframställning eftersom det anses ha gott korrosionsmotstånd i miljöer i anläggningar för fosforsyraframställning. Så vitt sökande vet har detta material ännu inte föreslagits som ett alternativt material för värmeväxlare men skulle troligen vara tillräckligt eftersom det kan användas i andra delar av anläggningen vilka utsätts för liknande förhållanden. Ett metalliskt material som har ännu bättre korrosionsmotstånd i miljön skulle dock troligen reducera antalet avstängningar för byte av rör och således förbättra produktionen hos en anläggning för fosforsyraframställning.
Vidare har ett nickelbaserat material känt under namnet Hastelloy® G-30 föreslagits för fosforsyramiljöer. Denna nickelbaserade legering innefattar ungefär max 0,03 % C, max 0,8 % Si, max 1,5 % Mn, 29,5 % Cr, max 5 % Co, 5 % Mo, 3 20 25 30 553 4 % W, 15 % Fe, 1,7 % Cu och 0,9 % Nb+Ti. Korrosionsmotståndet hos detta material är mycket gott i fosforsyramiljön, men G-30 är mycket dyrt på grund av sammansättningen och är därför inte ansett som ett kostnadseffektivt material för användning som värmeväxlarmaterial i en anläggning för fosforsyraframställning.
Syftet med föreliggande uppfinning är således att, till en rimlig kostnad, förbättra livslängden av en värmeväxlare för förångarningssystem i system för fosforsyraframställning som använder den våta metoden.
Sammanfattning av uppfinningen Det ovan identifierade syftet åstadkommes genom användning av ett duplext rostfritt stål med följande sammansättning i viktsprocent: C max 0,03 Si max 0,5 Mn max 3 Cr 26-29 Ni 4,9 - 10 Mo 3 - 5 N 0,35 - 0,5 B max 0,0030 Co max 3,5 W max 3 Cu max 2 Ru max 0,3 resten Fe och normalt förekommande föroreningar som rörmaterialet för värmeväxlaren i förångaren.
Föroreningar i det duplexa rostfria stålet kan resultera från det råmaterial som används för framställningen av stålet och/eller finnas i stålet som ett resultat av den använda framställningsmetoden. Exempel på föroreningar är S, Al och Ca.
Det duplexa rostfria stålet som används i enlighet med föreliggande uppfinning har visat sig ha ett högre korrosionsmotstånd mot miljöer innehållande fosforsyra jämfört med det vanligen använda austenitiska rostfria stålet UNS N08028. Det antas även att det har bättre korrosionsmotstånd mot miljön än UNS 832520. 20 25 30 531 593 5 Det har vidare fastställts att det duplexa rostfria stålet enligt uppfinningen fungerar mycket bra vid temperaturer åtminstone upp till 110°C i den avsedda miljön. Eftersom korrosionsmotstånd är den mest kritiska parametern för ett rör som ska användas i värmeväxlaren förlängs livslängden hos värmeväxlaren genom användning av detta duplexa rostfria stål.
Användningen av det duplexa rostfria stålet är speciellt fördelaktig i system för fosforsyraframställning som använder den våta metoden och vari processlösningen innehåller 30-80 % H3PO4, upp till 2000 ppm Cl' och upp till 2 % F". Även om syftet med föreliggande uppfinning avser värmeväxlare vilka ska användas iförångaren vid tillverkning av fosforsyra är det rimligt att tro att det duplexa rostfria stålet identifierat ovan även är lämpligt för användning i andra applikationer vilka är utsatta för miljöer innehållande fosforsyra. Exempel på sådana applikationer kan till exempel vara vilken som helst applikation där fosforsyra, vilken framställts medelst den våta metoden, används för att producera en slutprodukt så länge som det duplexa rostfria stålet även är lämpligt för användning i miljön av de ytterligare komponenter som används för att framställa slutprodukten och under de processförhållanden, så som temperatur och tryck, vilka krävs för framställning av slutprodukten. Det duplexa rostfria stålet anses lämpligt som material för åtminstone kärl, rörledningar, rörkopplingar och andra enskilt ägda anordningar i anläggningar för fosforsyraframställning. Det duplexa rostfria stålet kan även användas som konstruktionsmaterial i anläggningar för framställning av konstgödsel för delar vilka är i kontakt med media som innehåller fosforsyra.
Kort beskrivning av ritningarna Figur 1 visar resultatet av ett korrosionstest i fosforsyra med tre olika koncentrationen Figur 2 visar iso-korrosionskurvan för 0,1 mm/år för det duplexa rostfria stålet vilket används i enlighet med föreliggande uppfinning.
Figur 3 visar temperaturberoendet på korrosionskurvan hos det duplexa rostfria stålet vilket används i enlighet med föreliggande uppfinning. 15 20 25 30 531 533 Detaljerad beskrivning Det duplexa rostfria stålet vilket används i enlighet med föreliggande uppfinning har följande sammansättning i viktsprocent: C max 0,03 Si max 0,5 Mn max 3 Cr 26-29 Ni 4,9 - 10 Mo 3-5 N 0,35 - 0,5 B max 0,0030 Co max 3,5 W max 3 Cu max 2 Ru max 0,3 resten Fe och normalt förekommande föroreningar.
Effekten av de olika Iegeringselementen har beskrivits i detalj i US2003/086808 A1 och kommer därför inte att diskuteras vidare här.
Det duplexa rostfria stålet har en ferrithalt av 40-65 %. Det har vidare en bra balanserad sammansättning så att både ferrit- och austenitfasen har högt korrosionsmotstånd som ett resultat av att Iegeringselementen är väl fördelade mellan de båda faserna. PREW-värdet hos legeringen är åtminstone 45, vari PREW år [vikts-“V°Cr]+3,3({vikts-%Mo]+O,5[vikts-%VV])+16[vikts-°A>N]. Företrädesvis är PREW-värdet av var och en av faserna, d.v.s. ferrit och austenit, åtminstone 45.
Mer företrädesvis är förhållandet [PREWaustsnrd/[PREfwif] 0,9-1,15. PRE-värdet hos den “svagaste" fasen (d.v.s. den med det lägsta PRE-värdet och därmed den med lägst korrosionsmotstånd) kommer alltid att begränsa legeringens korrosionsmotstånd i helhet. Vidare kommer alltid den andra fasen att ha en onödigt hög halt av Iegeringselementen vilka är fördelaktiga för korrosionsmotståndet, vilket i sin tur leder till en högre risk för försämrad strukturstabilitet i den ”starkare” fasen. Med en balanserad PRE åstadkommes ett optimum av korrosionsmotstånd och strukturstabilitet.
Enligt en föredragen utföringsform innefattar det duplexa rostfria stålet max 1,2 % Cu. Enligt en annan föredragen utföringsforrn innefattar det duplexa 15 20 25 EH 553 7 rostfria stålet 0,5-3,5 % Co. Enligt en ytterligare föredragen utföringsform innefattar det duplexa rostfria stålet 26,5-28 % Cr.
Draghållfastheten och brotthållfastheten, när det föreligger i formen av lösningshärdat anlöpt sömlöst rör, av det duplexa rostfria stålet vilket används i enlighet med föreliggande uppfinning är givet i Tabell 1. Dessa siffror kan exempelvis jämföras med UNS N08028 vilken har en minsta brotthållfasthet vid 100 °C av 510 MPa då det är i formen av ett sömlöst rör. Det är tydligt att den mekaniska styrkan hos det duplex rostfria stålet vilket används i enlighet med föreliggande uppfinning är mycket högre än det konventionellt använda UNS N08028, Tabell 1.
Temperatur Draghàllfasthet Rpdz Brotthållfasthet Rm [°C] [MPa] [MPa] 50 min. 645 min. 900 100 min. 600 min. 850 150 min. 560 min. 840 Enligt en föredragen utföringsform har det duplexa rostfris atålet följande nominella sammansättning i viktsprocent: C max 0,03 Si 0,3 Mn 1 P max 0,035 S max 0,01 Cr 27 Ni 6,5 Mo 4,8 Co 1 N 0,4 resten Fe och normalt förekommande föroreningar. 20 25 Exempel 1 Prover i form av rörhalvor framställdes från stål med följande sammansättning i viktsprocent: C Si Mn P S Cr Ni Mo Co N 0,013 0,37 0,89 0,015 0,0005 26,45 6,45 4,77 0,97 0,40 531 533 resten Fe och normalt förekommande föroreningar.
Allmänkorrosion, i enlighet med ASTM G 31-72 rev 2004, genomfördes vid 100 °C i kommersiell fosforsyra med två koncentrationer och 70 % syntetisk H3PO4 med 4 % H2SO4 och 0,45 % Fe”. Sammansättningen av de olika fosforsyrorna är givna i Tabell 2.
Tabell 2. Koncentration av testlösningarna Testlösning P2O5 (vikts-°/<>) H3PO4 (vikts -%) Cl' (ppm) F' (ViKïS -°/°) "Stark" kommersiell 54 ~75 ~460 0.32 H3PO4 "Svag" kommersiell 39 ~54 ~1700 1.3 H3PO4 Syntetlsk H3PO4 ~50 70 600 0,7 Alla korrosionstest utfördes med dubbla prover. Resultatet visas i Tabell 3 och illustreras i Figur 1 vari medelvärdet av resultatet av de två proverna visas.
Det är tydligt att det duplexa stålet har en lägre korrosionshastighet än UNS N08028 i samtliga av de testade koncentrationerna av fosforsyra. 20 25 531 593 9 Tabell 3.
Testlösning Korrosionshastighet (mm/år) UNS N08028 Duplext rostfritt stål enligt uppfinningen ”Stark” kommersiell H3PO4 0,057 / 0,054 0,051 /0,054 ”Svag” kommersiell H3PO4 0,072/ 0,069 0,053 /0.053 Syntetisk H3PO4 0,060 / 0,061 0,039 / 0,046 Exempel 2 Prover i form av rörhalvor framställdes av en legering med följande sammansättning iviktsprocent: C Si Mn P S Cr Ni Mo Co N 0,014 0,26 1,00 0,011 <0,0005 26,68 6,40 4,72 0,95 0,38 resten Fe och normalt förekommande föroreningar.
Vidare framställdes prover för jämförelse av legeringen UNS N08028 i form av rörhalvor.
Allmänkorrosionstest enligt ASTM G 31-72 rev 2004 utfördes vid 100 °C i syntetisk fosforsyra med följande sammansättning: H3PO4 H2SO4 Fe3* Cl' F. 70% 4% 0,45% 300-1200ppm 0,1-1,2% Resultatet i mm/år visas i Tabell 4 vari varje värde är ett medelvärde av två prover. Iso-korrosionskurvan för 0,1 mm/år visas i Figur 2. 5 15 20 531 533 10 Det är tydligt från resultaten att det duplexa rostfria stålet enligt föreliggande uppfinning har ett gott korrosionsmotstånd mot fosforsyra vid olika klorid- och fluoridkoncentratloner.
Tabeil4.
F'(%) 0,1 0,3 0,5 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 300 0,088 500 0,058 0,077 0,086 0,084 0,089 0,061 700 0,100 0,085 0,330 Cl' 800 0,080 0,074 (ppm) 0,209 0,063 1000 0,070 0,079 0,082 0,077 0,140 1200 0,077 0,080 0,261 0,075 0,277 0,076 Exemgel3 Prover i form av rörhalvor framställdes av en legerlng med följande sammansättning: C 0,015 Si 0,29 Mn 0,95 P 0,012 S 0,0006 Cr 26,62 Ni 6,42 Mo 4,73 Co 0,98 N 0,38 resten Fe och normalt förekommande föroreningar. 15 20 25 30 53? 553 11 Allmänkorrosionstestning enligt ASTM G 31-72 rev 2004 utfördes i 70% H3PO4, 4% H2SO4, 0,45 % FeB* vid olika koncentrationer av Cl' och F' vid 100 °C för att verifiera iso-kurvan som ses i Figur 2 i det tidigare exemplet. De olika koncentrationerna av Cl' och F", samt resultatet av testerna visas i Tabell 5.
Resultaten överensstämmer mycket väl till iso-korrosionskurvan i Figur 2.
Tabe||5 Cl' (ppm) 500 600 700 750 800 900 1000 1100 1200 F'(%) 1,2 1 0,6 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 Medelkorrosion 0,09 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 (mm/år) Exemgel4 Prover i from av rörhalvor framställdes av en legering med följande sammansättning: C 0,015 Si 0,29 Mn 0,95 P 0,012 S 0,0006 Cr 26,62 Ni 6,42 Mo 4,73 Co 0,98 N 0,38 resten Fe och normallt förekommande föreoreningar.
Vidare testades prover av legeringen UNS N08028 i form av rörhalvor för jämförelse.
Allmänkorrosionstest enligt ASTM G 31-72 rev 2004 vid 100 °C utfördes i kommersiell fosforsyra med koncentrationen 39% H3PO4 och ungefär 1380 ppm Cl”. Koncentrationen av F' var inte analyserad i detta fall. Resultaten är summerade i Tabell 6. 20 25 30 Tabell 6. 531 5513 12 Korrosionshastighet Duplext rostfritt stål enligt uppfinningen 0,025 mm/år UNS N08028 0,028 mm/år Exempel 5 Temperaturberoendet på allmänkorrosionen i syntetisk fosforsyra undersöktes i temperaturintervallet 80-1lO°C. Syran hade följande sammansättning: H3PO4 H2SO4 Fe3+ Cl' F. 70% 4% 0,45% 500ppm 0,5% Prover i form av rörhalvor framställdes från stål med följande sammansättning i viktsprocent: C Si Mn P S Cr Ni Mo Co N 0,013 0,37 0,89 0,015 0,0005 26,45 6,45 4,77 0,97 0,40 resten Fe och normalt förekommande föroreningar.
Resultaten är givna i Tabell 7 och illustrerade i Figur 3. Det är tydligt att korrosionshastigheten ökar med ökande temperatur, speciellt över 100 °C.
Korrosionshastigheten upptill åtminstone 110 °C är dock inte skadlig. 15 20 25 532 553 13 Tabell 7.
Temp(°C) 80 90 100 100 105 110 Medelkorrosionshastighet(mm/år) 0,02 0,05 0,08 0,23 0,55 0,55 Exempel 6 Fogning av det duplexa rostfria stålet vilket används i enlighet med föreliggande uppfinning till det konventionellt använda austenitiska rostfria stålet UNS N08028 testades för att fastställa om det är möjligt att foga de två materialen utan att förlora korrosionsmotstånd i svetsen. Detta gjordes för att verifiera att UNS N08028 skulle kunna användas som väggmaterial ivärmeväxlaren med det duplexa materialet som rörmaterial, ifall att en sådan lösning skulle vara önskvärd.
Rör i dimensionerna 19,05 x 1,65 mm användes. Omfångssvetsar utfördes medelst konventionell TIG-svetsning. Allmänkorrosionstest enligt ASTM G 31-72 rev 2004 vid 100 °C i syntetisk fosforsyra utfördes. Sammansättningen på syran är given i Tabell 8. Korrosionshastigheten var låg och jämförbar med korrosionshastigheten av UNS N08028. Det är därför klart att det duplexa rostfria stålet vilket används i enlighet med föreliggande uppfinning enkelt kan fogas med det vanligen använda UNS N08028.
Tabell 8.
H3PO4 70% H2SO4 4% Fet* 0,45% Cl* 500 ppm F" 0,5% Exempel? Ett tidigare utfört korrosionstest har visat att UNS N08028 har bättre korrosionsmotstånd är det duplexa stålet UNS S32520. Det är således ansett att stålet som används i enlighet med föreliggande uppfinning även är bättre än UNS S32520 då det har fastställts ovan att det duplexa rostfria stålet i enlighet med föreliggande uppfinning har bättre korrosionsmotstånd än UNS N08028. 15 20 531 553 14 Livslängden hos ett värmeväxlarrör i enlighet med föreliggande uppfinning skulle således vara längre än livslängden av ett möjligt värmeväxlarrör av UN8 832520.
Testet utfördes på prover tagna från TlG-svetsat material. De testade sammansättningarna av UNS 832520 och UN8 N08028 är visade i Tabell 9. UN8 832520 svetsades med användning av argon med 2 % Ng som skyddsgas och med svetsmaterialet 25 9 4 N L (enligt standard EN lSO 14343) medan UNS N08028 svetsades med användning av väsentligen ren argon som skyddsgas och med svetsmaterialet 27 31 4 Cu L (enligt standard EN ISO 14343).
Tabell 9.
UNS 832520 UN8 N08028 C 0,015 0,009 Si Ej analyserat 0,48 Mn 1,030 1,77 P Ej analyserat 0,011 S 0,0003 Ej analyserat Cr 25,05 26,07 Ni 6,48 30,38 Mo 3,67 3,21 Cu 1,68 0,93 N 0,244 0,055 Fe Res. Res.
Allmänkorrosionstestet enligt ASTM G 31-72 rev 2004 utfördes vid en temperatur av 90 °C med användning av en löptid av 1+3+3 dagar. Den fosforsyra som användas hade följande sammansättning: H3PO4 ~58 % P2O5 ~42 % Cl' 620ppm F' 1,8 % Resultatet visade att UNS N08028 hade en medelkorrosionshastighet av 0,0626 mm/år och UNS 832520 hade en medelkorrosionshastighet av 0,0730 mm/år. Från detta test är det tydligt att UNS 832520 korroderar mycket snabbare 531 593 15 än UNS N08028 och således har kortare livslängd i fosforsyra miljöer innehållande föreoreningar.

Claims (9)

10 15 20 25 30 PATENTKRAV 531 EEE 16
1. Värmeväxlare för användning i miljöer innehållande fosforsyra, nämnda värmeväxlare innefattande åtminstone ett rör av ett duplext rostfritt stål med följande sammansättning iviktsprocent: C Si Mn Cr Ni Mo N B Co W Cu Ru max 0,03 max 0,5 max 3 26-29 4,9 - 10 3 - 5 0,35 - 0,5 max 0,0030 max 3,5 max 3 max 2 max 0,3 resten Fe och normalt förekommande föroreningar.
2. Värmeväxlare enligt krav 1 vari röret är ett sömlöst rör.
3. Värmeväxlare enligt krav 1 eller 2 vari det duplexa rostfria stålet innefattar 26,5-28 % Cr.
4. Värmeväxlare enligt något av de föregående kraven vari det duplexa rostfria stålet innefattar max 1,2 % Cu.
5. Värmeväxlare enligt något av de föregående kraven vari det duplexa rostfria stålet innefattar O,5-3,5 % Co.
6. Värmeväxlare enligt något av föregående krav vari [Vikts- %Cr]+3,3([vikts-“V»Mo]+0,5[vikts-%W])+16[vikts-%N] är åtminstone 45. 10 15 20 25 30 10. 11. 12. 531 553 17 Värmeväxlare enligt något av föregående krav varvid den är anpassad att vara i direkt kontakt med en processlösning innehållande fosforsyra. System för framställning av fosforsyra innefattande en förångare med en värmeväxlare, nämna värmeväxlare innefattande åtminstone ett rör av ett duplext rostfritt stål med följande sammansättning i viktsprocent: C max 0,03 Si max 0,5 Mn max 3 Cr 26-29 Ni 4,9 - 10 Mo 3-5 N 0,35 - 0,5 B max 0,0030 Co max 3,5 W max 3 Cu max 2 Ru max 0,3 resten Fe och normalt förekommande föreoreningar. System för framställning av fosforsyra enligt krav 8 vari värmeväxlaren är anpassad att vara l direkt kontakt med en processlösning innehållande fosforsyra. System för framställning av fosforsyra enligt krav 8 eller 9 vari röret är ett sömlöst rör. System för framställning av fosforsyra enligt något av kraven 8-10 vari det duplexa rostfria stålet innefattar 26,5-28 % Cr. System för framställning av fosforsyra enligt något av kraven 8-11 vari det duplexa rostfria stålet innefattar max 1,2 % Cu. 15 20 25 30 13. 14. 15. 16. 5231 553 18 System för framställning av fosforsyra enligt något av kraven 8-12 vari det duplexa rostfria stålet innefattar 0,5-3,5 % Co. System för framställning av fosforsyra enligt något av kraven 8-13 vari [vikts-°/°Cr]+3,3([vikts-°A>Mo]+0,5[vikts-%VV])+16[vikts-°/<>N] är åtminstone 45. Användning av ett duplext rostfritt stål med följande sammansättning i viktsprocent: C max 0,03 Si max 0,5 Mn max 3 Cr 26-29 Ni 4,9 - 10 Mo 3-5 N 0,35 - 0,5 B max 0,0030 Co max 3,5 W max 3 Cu max 2 Ru max 0,3 resten Fe och normalt förekommande föroreningar i miljöer innehållande fosforsyra Användning av ett duplext rostfritt stål med följande sammansättning i viktsprocent: C max 0,03 Si max 0,5 Mn max 3 Cr 26-29 Ni 4,9 - 10 Mo 3-5 N 0,35 - 0,5 B max 0,0030 15 1
7. 1
8. 1
9. 20. 530 583 19 Co max 3,5 W max 3 Cu max 2 Ru max 0,3 resten Fe och normalt förekommande föroreningar som ett rör i en värmeväxlare i miljöer innehållande fosforsyra. Användning enligt krav 16 vari värmeväxlaren är en värmeväxlare i en förångare i ett system för framställning av fosforsyra medelst den våta metoden. Användning enligt något av kraven 15-17 i miljöer innehållande 30- 80% H3PO4, upp till 2000 ppm Cl' och upp till 2 % F”. Användning enligt något av kraven 15-18 i temperaturer upp till 110°C. Användning enligt krav 15 i anläggningarför framställning av konstgödsel.
SE0702392A 2007-10-26 2007-10-26 Värmeväxlare för fosforsyramiljö SE531593C2 (sv)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0702392A SE531593C2 (sv) 2007-10-26 2007-10-26 Värmeväxlare för fosforsyramiljö
EP08841210A EP2215421A4 (en) 2007-10-26 2008-10-24 USE OF A STAINLESS DUPLEX STEEL IN A SYSTEM FOR THE PREPARATION OF PHOSPHORIC ACID
US12/739,593 US20100294472A1 (en) 2007-10-26 2008-10-24 Use of a duplex stainless steel in a phosphoric acid production system
PCT/SE2008/051204 WO2009054799A1 (en) 2007-10-26 2008-10-24 Use of a duplex stainless steel in a phosphoric acid production system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0702392A SE531593C2 (sv) 2007-10-26 2007-10-26 Värmeväxlare för fosforsyramiljö

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0702392L SE0702392L (sv) 2009-04-27
SE531593C2 true SE531593C2 (sv) 2009-06-02

Family

ID=40579783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0702392A SE531593C2 (sv) 2007-10-26 2007-10-26 Värmeväxlare för fosforsyramiljö

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100294472A1 (sv)
EP (1) EP2215421A4 (sv)
SE (1) SE531593C2 (sv)
WO (1) WO2009054799A1 (sv)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2746285C (en) * 2011-03-31 2018-01-23 Nova Chemicals Corporation Furnace coil fins

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3338745A (en) * 1963-07-03 1967-08-29 Grace W R & Co Method for cleaning evaporator tubes
SU296446A1 (ru) * 1966-08-04 1972-01-07 Центральный научно исследовательский институт черной металлургии Нержавеющая сталь
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
AT397515B (de) * 1990-05-03 1994-04-25 Boehler Edelstahl Hochfeste korrosionsbeständige duplex-legierung
SE524951C2 (sv) * 2001-09-02 2004-10-26 Sandvik Ab Användning av en duplex rostfri stållegering
SE524952C2 (sv) * 2001-09-02 2004-10-26 Sandvik Ab Duplex rostfri stållegering
CN100497704C (zh) * 2003-06-30 2009-06-10 住友金属工业株式会社 两相不锈钢
US7396421B2 (en) * 2003-08-07 2008-07-08 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Duplex stainless steel and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP2215421A4 (en) 2010-10-06
WO2009054799A1 (en) 2009-04-30
US20100294472A1 (en) 2010-11-25
SE0702392L (sv) 2009-04-27
EP2215421A1 (en) 2010-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2731395C2 (ru) Высокопрочные, коррозийно-устойчивые аустенитные сплавы
JP4803174B2 (ja) オーステナイト系ステンレス鋼
JP5803890B2 (ja) 耐孔食性に優れた二相ステンレスクラッド鋼の合せ材及びそれを用いた二相ステンレスクラッド鋼並びにその製造方法
DK2256220T3 (en) Nickel based alloy
CA1194346A (en) Corrosion resistant high strength nickel-base alloy
JP3355510B2 (ja) オーステナイト合金およびそれらの使用
CN111868278B (zh) 耐腐蚀的双相不锈钢
CN111511943B (zh) 双相不锈钢及其用途
CA2817022A1 (en) Nickel-chromium-iron-molybdenum alloy
KR20140117417A (ko) 오스테나이트계 합금
JPS6314845A (ja) 耐食耐摩耗性鋼
JPH0152465B2 (sv)
SE531593C2 (sv) Värmeväxlare för fosforsyramiljö
KR102499653B1 (ko) 용가재를 사용하여 용접함으로써 FeCrAl 합금을 FeNiCr 합금으로 접합시키는 방법
JPH1180901A (ja) 耐孔食性に優れた2相ステンレス鋼
DK1930462T3 (en) Fittings for drinking water installations
JP5467673B2 (ja) コルゲート管用フェライト系ステンレス鋼
JP4465066B2 (ja) フェライト・オーステナイト二相系ステンレス鋼用溶接材料
CN110919235A (zh) 一种不锈钢焊接用焊丝
Göransson et al. Sandvik SAF 2707 HD®(UNS S32707): a hyper-duplex stainless steel for severe chloride containing environments
JP2013204741A (ja) ステンレス鋼管継ぎ手
JPH04224656A (ja) 油井管用マルテンサイト系ステンレス鋼
CN102994915B (zh) 一种耐腐蚀不锈钢金属
JPH0357181B2 (sv)
RU2804361C2 (ru) Коррозионностойкая двухфазная нержавеющая сталь

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed