UA123771C2 - Дуплексна нержавіюча сталь і її використання - Google Patents

Дуплексна нержавіюча сталь і її використання Download PDF

Info

Publication number
UA123771C2
UA123771C2 UAA201801224A UAA201801224A UA123771C2 UA 123771 C2 UA123771 C2 UA 123771C2 UA A201801224 A UAA201801224 A UA A201801224A UA A201801224 A UAA201801224 A UA A201801224A UA 123771 C2 UA123771 C2 UA 123771C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
stainless steel
duplex stainless
urea
equipment
content
Prior art date
Application number
UAA201801224A
Other languages
English (en)
Inventor
Даніель Гульберг
Даниель Гульберг
Крістіна Харальдсон
Кристина Харальдсон
Андерс Вільсон
Андерс Вильсон
Александер Алейда Антоніус Шердер
Александер Алейда Антониус Шердер
Кірк Ангуах Офей
Кирк Ангуах Офей
Original Assignee
Стамікарбон Б.В.
Стамикарбон Б.В.
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=53773249&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=UA123771(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Стамікарбон Б.В., Стамикарбон Б.В. filed Critical Стамікарбон Б.В.
Publication of UA123771C2 publication Critical patent/UA123771C2/uk

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/34—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
    • B01D3/343—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances the substance being a gas
    • B01D3/346—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances the substance being a gas the gas being used for removing vapours, e.g. transport gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/06—Evaporators with vertical tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0005—Degasification of liquids with one or more auxiliary substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/32—Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/02—Apparatus characterised by being constructed of material selected for its chemically-resistant properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/02—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
    • C07C273/04—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds from carbon dioxide and ammonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/082—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
    • F28F21/083—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys from stainless steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
    • B01J2219/0277—Metal based
    • B01J2219/0286—Steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock

Abstract

Цей винахід стосується корозійнотривкої дуплексної нержавіючої сталі (феритно-аустенітного сплаву), придатної для використання в устаткуванні для виробництва карбаміду, і до її застосування. Винахід також стосується виробів, виготовлених з указаної дуплексної нержавіючої сталі. Крім того, цей винахід також стосується способу виробництва карбаміду та устаткування для виробництва карбаміду, яке містить одну або більше деталей, виготовлених з указаної дуплексної нержавіючої сталі, і способу модифікації існуючого устаткування для виробництва карбаміду.

Description

Цей винахід стосується корозійнотривкої дуплексної нержавіючої сталі (феритно-аустенітного сплаву), придатної для використання в устаткуванні для виробництва карбаміду, і до її застосування.
Винахід також стосується виробів, виготовлених з указаної дуплексної нержавіючої сталі.
Крім того, цей винахід також стосується способу виробництва карбаміду та устаткування для виробництва карбаміду, яке містить одну або більше деталей, виготовлених з указаної дуплексної нержавіючої сталі, і способу модифікації існуючого устаткування для виробництва карбаміду.
Галузь техніки
Цей винахід стосується корозійнотривкої дуплексної нержавіючої сталі (феритно- аустенітного сплаву), придатної для використання в устаткуванні для виробництва карбаміду.
Винахід також стосується виробів, виготовлених з вказаної дуплексної нержавіючої сталі, і використання дуплексної нержавіючої сталі. Крім того, цей винахід також стосується способу виробництва карбаміду й устаткування для виробництва карбаміду, яке містить одну або більше деталей, виготовлених з вказаної дуплексної нержавіючої сталі, і способу модифікації існуючого устаткування для виробництва карбаміду.
Рівень техніки
Дуплексна нержавіюча сталь належить до феритно-аустенітного сплаву. Такі сплави мають мікроструктуру, яка містить феритну й аустенітну фази. Довідкові посилання щодо цього включають М/О 95/00674 і 05 7,347,903. Описані в них дуплексні нержавіючі сталі мають високу корозійну тривкість і тому їх можна використовувати, наприклад, у дуже корозійному середовищі устаткування для виробництва карбаміду.
Карбамід і його виробництво
Карбамід (МНгСОМН») можна отримувати з аміаку й діоксиду вуглецю за підвищених рівнів температури (зазвичай від 150 "С до 250 "С) й тиску (зазвичай від 12 до 40 МПа) у секції для синтезу карбаміду в устаткуванні для виробництва карбаміду. Можна вважати, що під час такого синтезу відбуваються дві послідовні стадії реакції. Під час першої стадії утворюється карбамат амонію, а на наступній стадії відбувається дегідратація цього карбамату амонію з отриманням карбаміду. Перша стадія (ї) є екзотермічною, а другу стадію можна представити як ендотермічну реакцію рівноваги (ії): () 2МНз-СО2--Н2М-СО-ОМНА (ї) НЯМ-СО-ОМНаАє НаМ-СО-МН2г--НгО
У звичайному устаткуванні для виробництва карбаміду вищевказані реакції проводять у секції для синтезу карбаміду так, щоб отримати водний розчин, який містить карбамід. В одній або більше наступних секцій для концентрації відбувається концентрація цього розчину з отриманням врешті-решт карбаміду у вигляді розплаву, а не розчину. Цей розплав додатково піддають дії однієї або більше стадій завершальної обробки, таких як прилювання,
Зо гранулювання, таблетування або компактування.
Часто використовуваним способом отримання карбаміду відповідно до способу стрипінгу є спосіб стрипінгу з діоксидом вуглецю, наприклад описаний в ШІтапп'5 Епсусіоредіа ої Іпдивігіа!
Спетівігу, Мої. А27, 1996, рр. 333-350. У цьому способі після секції синтезу йдуть одна або більше секцій регенерації. Секція синтезу містить реактор, стрипер, конденсатор і переважно, але не обов'язково, скрубер, робочий тиск у якому перебуває в діапазоні від 12 до 18 МПа, наприклад від 13 до 16 МПа.
У секції синтезу карбамідний розчин, що виходить із карбамідного реактора, подається в стрипер, у якому велика кількість неперетвореного аміаку й діоксиду вуглецю відділяється від водного розчину карбаміду.
Такий стрипер може являти собою кожухотрубчастий теплообмінник, у якому розчин карбаміду подають у верхню частину з боку трубок, а діоксид вуглецю, призначений для застосування в синтезі карбаміду, вводять у нижню частину стрипера. Пар для нагрівання розчину вводять із боку кожуха. Карбамідний розчин виходить із теплообмінника в нижній частині, тоді як парова фаза виходить із стрипера у верхній частині. Пара, що виходить із вказаного стрипера, містить аміак, діоксид вуглецю, інертні гази й невелику кількість води.
Вказана пара зазвичай конденсується в теплообміннику з падаючою плівкою або в конденсаторі затопленого типу, який може бути горизонтального типу або вертикального типу.
Затоплений теплообмінник горизонтального типу описано в ОІПтапп'5 Епсусіореаїа ої Іпдивіпаї!
Спетівігу, Мої. А27, 1996, рр 333-350. Утворений розчин, який містить конденсовані аміак, діоксид вуглецю, воду й карбамід, рециркулює разом із неконденсованими аміаком, діоксидом вуглецю й інертною парою.
Умови обробки є дуже корозійними, зокрема через гарячий і концентрований карбаматний розчин. Щоб запобігти корозії, до процесу виробництва карбамату вводили кисень як агент пасивації, зазвичай у вигляді потоку повітря для пасивації, тобто частина кисню разом із хромом у сталі формуватиме захисний шар з оксиду хрому на поверхнях обладнання з нержавіючої сталі.
В минулому корозія представляла проблему в тому сенсі, що устаткування для виробництва карбаміду, навіть виготовлене з нержавіючої сталі й навіть із введенням повітря для пасивації, достатньо швидко зазнавало корозії й вимагало ранньої заміни також і тому, що присутність 60 кисню за своєю природою є небезпечною ситуацією. Проблема була вирішена, зокрема шляхом виготовлення обладнання, тобто його відповідних деталей, що піддаються впливу згаданих корозійних умов, із дуплексної нержавіючої сталі, більш конкретно - із так званої супердуплексної нержавіючої сталі, описаної у УМО 95/00674 (що продається під товарним знаком Заїшгех"). Ця супердуплексна нержавіюча сталь має підвищений вміст хрому, оскільки комбінація кисню й дуплексної сталі дозволила значно зменшити кількість кисню, необхідного для пасивації, а також знизити рівень пасивної корозії. Таким чином, супердуплексні нержавіючі сталі, які використовують у карбаматному середовищі, наприклад в устаткуванні для виробництва карбаміду, функціонують дуже добре, але за високих температур, тобто коли температура перевищує 200"С, наприклад за 205"С, рівень пасивної корозії може перевищувати бажаний. Отже, як і раніше, існує необхідність у більш корозійнотривкій дуплексній нержавіючій сталі, яка збільшить термін експлуатації певного обладнання в устаткуванні для виробництва карбаміду, яке експлуатують за більш високих температур, як, наприклад, у стрипері високого тиску (ВТ).
Як зрозуміло фахівцеві в цій галузі, у загальних рисах використання дуплексної сталі в карбаматному середовищі включає вплив указаного карбамату на вказану дуплексну сталь.
Таким чином, таке використання передбачає, що дуплексну сталь піддають контакту з рідинним середовищем, що містить карбамат, наприклад із карбаматним розчином. Це особливо стосується концентрованого карбаматного розчину, такого як розчин карбамату амонію, що має концентрацію від 15 мас. 95 до 95 мас. 95 карбамату амонію, наприклад від 45 мас. 95 до 95 мас. 95. Більш конкретно, рідинне середовище, що містить карбамат, має високу температуру, наприклад більше ніж 180 "С, наприклад більше ніж 200 "С.
Крім того, ще одна проблема використання дуплексних нержавіючих сталей полягає в тому, що первинна мікроструктура, тобто мікроструктура, яку дуплексна нержавіюча сталь мала на момент її виробництва виробником сталі, може змінюватися після додаткової обробки дуплексної нержавіючої сталі, наприклад після зварювання. Мікроструктурна стабільність дуплексної нержавіючої сталі залежить від складу, і, щоб забезпечити належну корозійну тривкість разом із достатніми механічними властивостями, під час виготовлення складних деталей важливо мати матеріал, мікроструктура якого в процесі обробки є стабільною. Таким чином, існує необхідність у дуплексній нержавіючій сталі, що має стабільну мікроструктуру.
Зо Отже, як і раніше, існує необхідність у подальшому покращенні матеріалів з дуплексної нержавіючої сталі, використовуваних в устаткуванні для виробництва карбаміду, особливо в тих деталях, які піддаються впливу високих температур і корозійних рідинних середовищ, таких як трубки стрипера (трубки в стрипері).
Тому бажано запропонувати корозійнотривкий матеріал, який має знижену швидкість пасивної корозії, особливо під час впливу рідинних середовищ, що містять карбамат, за високих температур, таких як, наприклад, у трубках стрипера, щоб таким чином подовжити термін експлуатації трубок стрипера й водночас мати досить хорошу структурну стабільність матеріалів стрипера і, більш конкретно, структурну стабільність у зонах зварних швів, що з'єднують трубки теплообмінника з трубною решіткою й піддаються нагріванню.
Короткий виклад сутності винаходу
Щоб задовольнити одне або більше з перерахованих вище побажань, в одному аспекті цього винаходу пропонується дуплексна нержавіюча сталь, яка містить (мас. б):
Р |максе003. -/-/:/// решта - Ее і неминучі домішки; і де вміст Мо-МУ перевищує 3,0, але є меншим ніж 4,0.
У цьому описі терміни "карбамат" і "карбамат амонію" використовуються взаємозамінно.
Переважним карбаматом є карбамат амонію.
Крім того, цей винахід стосується використання дуплексної нержавіючої сталі в карбаматному середовищі, де дуплексна нержавіюча сталь містить (мас. 95):
Р |мако.003 решта - Ее і неминучі домішки; і де вміст Мо-МУ перевищує 3,0, але є меншим ніж 4,0.
Крім того, цей винахід стосується виробів, сформованих із визначеної вище або нижче в цьому документі дуплексної нержавіючої сталі, і використання нержавіючої сталі, як визначено вище або нижче в цьому документі, в устаткуванні для виробництва карбаміду.
Цей винахід також стосується способу виробництва карбаміду, у якому принаймні одна деталь обладнання виготовлена з дуплексної нержавіючої сталі, як визначено вище або нижче в цьому документі, і устаткування для виробництва карбаміду, яке містить одну або більше деталей, що містять дуплексну нержавіючу сталь, як визначено вище або нижче в цьому документі.
Додатково в цьому винаході також пропонується спосіб модифікації існуючого устаткування для виробництва карбаміду й спосіб зниження швидкості пасивної корозії устаткування для виробництва карбаміду шляхом використання дуплексної нержавіючої сталі, як визначено вище або нижче в цьому документі.
Детальний опис
Цей винахід стосується дуплексної нержавіючої сталі, яка містить (мас. 95):
Р |макс.003 решта - Ее і неминучі домішки; і де вміст Мо-МУ перевищує 3,0, але є меншим ніж 4,0.
Таким чином, цей винахід стосується дуплексної нержавіючої сталі, яка містить (мас. б):
Р макс.002 решта - Ее і неминучі домішки; і де вміст Мо-МУ перевищує 3,0, але є меншим ніж 4,0.
У широкому сенсі цей винахід засновано на розсудливому розумінні того, що можна отримати навіть кращу корозійну тривкість, якщо використовувати дуплексну нержавіючу сталь, як визначено вище або нижче в цьому документі, у тих ділянках, які піддаються дії карбамату за високого тиску й високої температури. Таким чином, вказана дуплексна нержавіюча сталь особливо корисна для виготовлення деталей, які піддаються впливу концентрованого карбамату амонію за високої температури (більше ніж приблизно 180 "С), таких як деталі трубок теплообмінника й/або, або наприклад, трубок у стриперах. Як відомо фахівцеві в цій галузі щодо впливу карбамату на обладнання в устаткуванні для виробництва карбаміду, типовий концентрований карбаматний розчин має концентрацію від 15 мас. 95 до 95 мас. 95 карбамату амонію, переважно від 45 мас. 95 до 95 мас. 95 і більш переважно від 47 мас. 95 до 92 мас. 95. В одному варіанті здійснення такий потік карбамату амонію містить від 85 мас. 956 до 92 мас. 95 карбамату амонію, як відбувається, наприклад, у конденсаторі карбамату високого тиску в устаткуванні для виробництва карбаміду. В іншому варіанті здійснення такий потік карбамату амонію містить від 45 мас. 95 до 65 мас. 95 карбамату амонію, як відбувається, наприклад, у басейновому конденсаторі в устаткуванні для виробництва карбаміду й/або у впускному отворі стрипера, наприклад стрипера високого тиску в устаткуванні для виробництва карбаміду, зокрема в устаткуванні зі стрипінгом з СО».
Незважаючи на те, що супердуплексна нержавіюча сталь, описана у М/О 95/00674, має відмінну корозійну тривкість у карбаматних розчинах (навіть за нульового рівня кисню) до температури, що перевищує 180 "С, швидкість пасивної корозії дуплексної нержавіючої сталі залишає місце для покращення, особливо за температур, що перевищують приблизно 180 С (поширені в трубках стрипера). Дуплексна нержавіюча сталь, як визначено вище або нижче в цьому документі, демонструє значно нижчі швидкості пасивної корозії за цих екстремальних температур. Однією з переваг дуплексної нержавіючої сталі є те, що вона забезпечує триваліший очікуваний строк експлуатації стрипера, зокрема трубок теплообмінника.
Цей винахід також стосується використання дуплексної нержавіючої сталі, як визначено вище або нижче в цьому документі, у карбаматному середовищі, наприклад у середовищі з
Зо карбаматом амонію, причому дуплексна нержавіюча сталь переважно містить (мас. б):
Р |макс.0,03. решта - Ее і неминучі домішки; і де вміст Мо-МУ перевищує 3,0, але є меншим ніж 4,0.
Таким чином, наприклад, цей винахід стосується використання дуплексної нержавіючої сталі, як визначено вище або нижче в цьому документі, у карбаматному середовищі, наприклад у середовищі з карбаматом амонію, причому дуплексна нержавіюча сталь містить (мас. б):
Р макс.002 решта - Ее і неминучі домішки; і де вміст Мо-МУ перевищує 3,0, але є меншим ніж 5,0.
Автори цього винаходу несподівано виявили, що шляхом виробництва трубок стрипера з дуплексної нержавіючої сталі, як визначено вище або нижче, додавання кисню в способі можна зменшити майже до нуля й усе ще мати швидкість пасивної корозії на низькому рівні в усіх деталях устаткування для виробництва карбаміду, а також у трубках стрипера. Крім того, автори цього винаходу також виявили, що традиційно використовувані випробування для оцінки корозії нержавіючої сталі (такі як випробування відповідно до методу Штрайхера з тестовим розчином сульфату тривалентного заліза й сірчаної кислоти, що виконуються за 127 "С), які використовували для розробки дуплексної нержавіючої сталі (як описано в УУО 95/00674), не корелюють з корозією, що фактично спостерігається в спеціальному обладнанні (трубці стрипера) в устаткуванні для виробництва карбаміду. Тому подальше покращення показників швидкості пасивної корозії дуплексної нержавіючої сталі було можливим тільки за умови проведення випробувань на корозію в автоклаві високого тиску, що моделює фактичні умови процесу, які переважають у спеціальному обладнанні, такому як трубки стрипера.
Елементарний склад дуплексної нержавіючої сталі зазвичай є таким, як визначено вище або нижче в цьому документі, і функцію кожного елемента сплаву додатково описано нижче.
Вуглець (С) у цьому винаході слід розглядати як елемент-домішку, і він має обмежену розчинність як у феритній, так і в аустенітній фазі. Така обмежена розчинність передбачає, що за занадто високих показників відсоткового вмісту існує ризик осадження карбіду, внаслідок чого корозійна тривкість буде зниженою. Отже, вміст вуглецю слід обмежувати максимальним значенням 0,030 мас.9о, наприклад максимальним значенням 0,020 мас. 95, наприклад максимальним значенням 0,017 мас. 96, наприклад максимальним значенням 0,015 мас. об, наприклад максимальним значенням 0,010 мас. 95. (Зі) використовують у виробництві сталі як добавку для розкиснення. Однак занадто великий вміст 5і підвищує схильність до осадження інтерметалічних фаз і зниження розчинності М. З цієї причини вміст 5і слід обмежувати макс. 0,8 мас. 95, наприклад макс. 0,5 мас. 96, наприклад макс. від 0,05 до 0,50 мас. 95, наприклад від 0,1 до 0,5 мас. 9.
Марганець (Мп) додають для підвищення розчинності М і для заміщення Мі як елемента сплаву, оскільки Мп вважають елементом, що стабілізує аустеніт. Проте Мп може мати негативний вплив на структурну стабільність, і тому його вміст становить макс. 2,0 мас. 95, наприклад макс. 1,5 мас. 95, наприклад у діапазоні від 0,5 до 1,5 мас. 95.
Хром (Сг) є найбільш активним елементом для отримання тривкості до більшості видів корозії. У синтезі карбаміду вміст Ст є дуже важливим для забезпечення корозійної тривкості й тому має бути якомога вищим. Однак між високим умістом хрому й хорошою структурною стабільністю існує рівновага. Тому в цьому винаході для досягнення достатньої корозійної тривкості та забезпечення структурної стабільності вміст Ст повинен перебувати в діапазоні від 29,0 до 31,0 мас. 95. Отже, вміст Ст перебуває в межах від 29,0 до 31,0 мас. 95, наприклад від 29,00 до 30,00 мас. 95.
Нікель (Мі) в основному використовують як елемент, що стабілізує аустеніт. Перевага використання Мі полягає в тому, що він не має негативного впливу на структурну стабільність.
Для забезпечення структурної стабільності необхідно, щоб уміст Мі становив принаймні 5,0 мас. 95, оскільки за умови вмісту Мі менше 5 мас. 95 під час термообробки можуть утворюватися нітриди хрому. Однак Мі може утворювати сильний комплекс із амонієм, тому вміст Мі слід підтримувати на якомога нижчому рівні. Таким чином, вміст Мі перебуває в діапазоні 5,0-9,0 мас. 95, наприклад становить 5,5--4,5 мас. 95, наприклад від 5,5 до 7,5 мас. 9.
Молібден (Мо) використовують для підвищення пасивності дуплексної нержавіючої сталі.
Однак занадто високий вміст Мо пов'язаний із ризиком осадження інтерметалічних фаз. Тому вміст Мо становить менше ніж 5,0 мас. 96, наприклад менше ніж 4,0 мас. 96. Вольфрам (УМ) підвищує тривкість до пітингової й щілинної корозії. Однак занадто високий вміст М/ підвищує ризик осадження інтерметалічних фаз, зокрема в поєднанні з високим умістом Ст і Мо. Тому вміст М/ становить менше ніж 5,0 мас. 96, наприклад менше ніж 4,0 мас. 95. Щоб отримати якомога кращі протикорозійні властивості, необхідно, щоб вміст Мо-Уу був якомога вищим без надмірно високої чутливості до сигма-фази. Якщо вміст Мо-Уу/ перевищує 5,0 мас. 95, рушійна сила для сигма-фази буде настільки високою, що буде важко отримати компоненти без сигма- фази. Однак відповідно до цього винаходу було продемонстровано, що коли вміст М/-Мо перевищує 3,0 мас. 95, дуплексна нержавіюча сталь матиме ще меншу корозію в трубці стрипера. Таким чином, вміст Мо-УуУ перевищує 3,0 мас. 9У5ю, але є меншим ніж 5,0 мас. 95, наприклад є меншим ніж 4,0 мас. 95. Крім того, якщо вміст Мо-У/ перевищує 3,0 мас. 95, але є меншим ніж 4,0 мас. 95, дуплексна нержавіюча сталь, як визначено вище або нижче в цьому документі, містить невелику кількість сигма-фази, наприклад по суті не містить сигма-фази, наприклад містить макс. 0,5 мас. 95, наприклад макс. 0,05 мас. 95. Переважно необхідно уникати наявності сигма-фази, оскільки це може викликати окрихчування в дуплексній нержавіючій сталі і, таким чином, знижувати корозійну тривкість. (М) є ефективним аустенітоутворювальним елементом і підсилює розчинення аустеніту.
Крім того, М впливає на розподіл Ст, Мо і Мі в аустенітній фазі й у феритній фазі. Таким чином, більш високий вміст М підвищує відносну частку Сг і Мо в аустенітній фазі. Це означає, що аустеніт стає більш корозійнотривким, а також те, що в дуплексну нержавіючу сталь можна додати більшу кількість Ст і Мо зі збереженням структурної стабільності. Отже, вміст М повинен становити принаймні 0,25 мас. 95. Однак розчинність азоту обмежена, і занадто високий рівень азоту збільшуватиме ризик утворення нітридів хрому, що, у свою чергу, впливатиме на корозійну тривкість. Тому вміст М не повинен перевищувати 0,45 мас. 95. Таким чином, уміст М становить від 0,25 до 0,45 мас. 95, наприклад від 0,28 до 0,40 мас. 95.
Мідь (Си) є необов'язковим елементом у цьому винаходу, і, за умови її включення, вона покращить загальну корозійну тривкість у кислотних середовищах, таких як сірчана кислота.
Зо Однак високий уміст Си знижуватиме тривкість до пітингової й щілинної корозії. Отже, вміст Си слід обмежувати до макс. 2,0 мас. 95, наприклад макс. 1,0 мас. 95, наприклад макс. 0,8 мас. 9.
Сірка (5) негативно впливає на корозійну тривкість, формуючи легкорозчинні сульфіди.
Отже, вміст 5 слід обмежувати до макс. 0,02 мас. 95, наприклад макс. 0,01 мас. 9.
Фосфор (Р) є звичним елементом-домішкою. Якщо він присутній у кількостях, що перевищують приблизно 0,03 мас. 95, це може призвести до несприятливих наслідків для, наприклад, пластичності в гарячому стані, зварюваності й корозійної тривкості. Кількість Р у сплаві слід обмежувати до макс. 0,03 мас. 95, наприклад макс. 0,02 мас. 95.
Якщо використовується термін "максимальне значення" (макс.), фахівцеві зрозуміло, що нижня межа діапазону дорівнює 0 мас. 95, якщо явно не вказане інше число. Отже нижня межа для С, 5і, Мп, Си, 5 і Р становить 0 мас. 95, оскільки вони є необов'язковими компонентами.
Крім того, під час виробничого процесу в дуплексну нержавіючу сталь, як визначено вище або нижче в цьому документі, можна необов'язково додавати інші елементи для покращення придатності для технологічної обробки, наприклад, оброблюваності в гарячому стані, оброблюваності на верстатах тощо. Прикладами таких елементів є, без обмежень, Ті, Мб, НІ,
Са, АЇї, Ва, У, Се і В. Якщо їх додають, загальна кількість доданих елементів становить макс. 0,5 мас. 95. Необов'язково, наприклад, можливо щоб сплав, як визначено вище або нижче в цьому документі, який містить визначені елементи С, 5і, Мп, Ст, Мі, Мо, МУ, М, Си, 5 і Р у зазначених кількостях, а решту становлять Бе і неминучі домішки, складався з указаних визначених елементів у вказаних кількостях і макс. 0,5 мас. 95 доданих необов'язкових елементів, таких як додані для покращення придатності для технологічної обробки, наприклад Ті, МБ, НІ, Са, АЇ, Ва,
М, Се і В, а решту складали Ее і неминучі домішки.
Решта в дуплексній нержавіючій сталі, як визначено вище або нижче в цьому документі, припадає на Ре і неминучі домішки. Прикладами неминучих домішок є елементи й сполуки, які не додають спеціально, але присутність яких не можна повністю виключити, оскільки вони, наприклад, зазвичай трапляються у вигляді домішок у матеріалі, який використовують для виробництва дуплексної нержавіючої сталі.
Вміст фериту в дуплексній нержавіючій сталі згідно 3 цим винаходом є важливим для корозійної тривкості. Отже, вміст фериту переважно повинен перебувати в діапазоні від 30 об. 95 до 70 об. 95, наприклад у діапазоні від ЗО до 60 об. 95, наприклад у діапазоні від 30 до 55 60 об. 95, наприклад у діапазоні від 40 до 60 об. 9».
Виробництво дуплексної нержавіючої сталі, як визначено вище або нижче в цьому документі, можна реалізовувати відповідно до звичайних способів, тобто шляхом лиття з подальшою гарячою й/або холодною обробкою та необов'язковою додатковою термообробкою.
Дуплексну нержавіючу сталь, як визначено вище або нижче в цьому документі, також можна отримати у вигляді порошкоподібного продукту, наприклад, способом гарячого ізостатичного пресування (НІР).
Дуплексну нержавіючу сталь, як визначено вище або нижче в цьому документі, можна використовувати для інших видів застосування, де для обладнання необхідна хороша корозійна тривкість. Деякі приклади можливих видів застосування дуплексної нержавіючої сталі включають її застосування як матеріалу конструкцій у компонентах хімії технологічних процесів, які призначені для використання в середовищі азотної кислоти, виробництва меламіну, використання в целюлозно-паперовій промисловості, наприклад у середовищі білого лугу, та як матеріалу зварювального електродного дроту. Сталь можна використовувати, наприклад, для виробництва безшовних труб, зварних труб, фланців, муфт і листового металу.
Цей винахід також стосується сформованого виробу, який містить дуплексну нержавіючу сталь, відповідно до одного варіанта здійснення вказаний виріб являє собою трубку, таку як, наприклад, трубка стрипера в устаткуванні для виробництва карбаміду або розподільник рідини для стрипера в устаткуванні для виробництва карбаміду. Цей винахід також стосується використання дуплексної нержавіючої сталі, як визначено вище або нижче в цьому документі, у будь-якому одному з варіантів здійснення, описаних вище або нижче в цьому документі, у процесі синтезу карбаміду. Метою такого використання дуплексної нержавіючої сталі, як визначено вище або нижче в цьому документі, є зниження корозії в одній або більше деталях обладнання, яке використовують у вказаному процесі, наприклад у одній або більше деталях секції високого тиску для синтезу карбаміду, наприклад у деталях, які контактують із карбаматним розчином.
У ще одному додатковому аспекті цього винаходу пропонується спосіб отримання карбаміду, у якому принаймні одна з деталей обладнання, наприклад деталь, що контактує з карбаматним розчином, виготовлена з дуплексної нержавіючої сталі, як визначено вище або нижче в цьому документі. Вміст кисню в карбаматному розчині може становити менше ніж 0,1
Зо ррт, наприклад менше ніж 0,04 ррт (за масою).
В іншому аспекті цього винаходу пропонується устаткування для виробництва карбаміду, причому вказане устаткування містить одну або більше деталей, які містять дуплексну нержавіючу сталь, як визначено вище або нижче в цьому документі. Відповідно до одного варіанта здійснення, одна або більше трубок стрипера містять дуплексну нержавіючу сталь, як визначено вище або нижче в цьому документі, або виготовлені з неї. Відповідно до додаткового варіанта здійснення устаткування містить секцію високого тиску для синтезу карбаміду, яка містить стрипер, причому стрипер містить принаймні один розподільник рідини, який містить дуплексну нержавіючу сталь, як визначено вище або нижче в цьому документі. Вказану дуплексну нержавіючу сталь можна використовувати в способі модифікації існуючого устаткування для виробництва карбаміду, причому вказане устаткування містить один або більше компонентів, вибраних із групи, що складається з розподільників рідини, радарних конусів, (контрольних) клапанів і ежекторів, при цьому вказаний спосіб відрізняється тим, що одну або більше трубок стрипера замінюють трубкою стрипера, яка містить дуплексну нержавіючу сталь, як визначено вище або нижче в цьому документі. Спосіб можна також використовувати в способі зниження швидкості корозії устаткування для виробництва карбаміду шляхом заміни принаймні однієї трубки стрипера трубкою стрипера, яка містить дуплексну нержавіючу сталь, як визначено вище або нижче в цьому документі.
Цей винахід також включає наведені нижче пронумеровані варіанти здійснення, що не є обмежувальними.
Варіант здійснення 1.0. Використання дуплексної нержавіючої сталі в карбаматному середовищі, де дуплексна нержавіюча сталь містить (мас. 95):
Р |максе.003 решта - Ее і неминучі домішки; і де вміст Мо-МУ перевищує 3,0, але є меншим ніж 4,0.
Варіант здійснення 1.1. Використання дуплексної нержавіючої сталі в карбаматному середовищі, де дуплексна нержавіюча сталь містить (мас. 95):
Р |максе.0б02 решта - Ее і неминучі домішки; і де вміст Мо-МУ перевищує 3,0, але є меншим ніж 5,0.
Варіант здійснення 1.2. Використання дуплексної нержавіючої сталі відповідно до варіанта здійснення 1.0 або 1.1, причому вміст Мп становить 0,5-1,5 мас. 9».
Варіант здійснення 1.3. Використання дуплексної нержавіючої сталі відповідно до варіанта здійснення 1.0, 1.1 або 1.2, причому вміст 5і становить 0,010--0,50 мас. Об.
Варіант здійснення 1.4. Використання дуплексної нержавіючої сталі відповідно до будь-якого з варіантів здійснення 1.0-1.3, причому вміст Мі становить від 5,5 до 8,5 мас. 95, наприклад від 5,5 до 7,5 мас. 95.
Варіант здійснення 1.5. Використання дуплексної нержавіючої сталі відповідно до будь-якого з варіантів здійснення 1.0-1.4, причому вміст М становить 0,28--0,40 мас. 95.
Варіант здійснення 1.6. Використання дуплексної нержавіючої сталі відповідно до будь-якого з варіантів здійснення 1.0-1.5,; причому дуплексна нержавіюча сталь містить у масових 9о (мас. У):
Р |мако.0,03
Варіант здійснення 1.7. Використання дуплексної нержавіючої сталі відповідно до варіанта здійснення 1.6, причому дуплексна нержавіюча сталь містить (мас. 95):
Р |макс.0,02 решта - Ее і неминучі домішки; і де вміст Мо-МУ перевищує 3,0, але є меншим ніж 4,0.
Варіант здійснення 1.8. Використання дуплексної нержавіючої сталі відповідно до будь-якого одного з варіантів здійснення 1.0-1.7 у процесі синтезу карбаміду для зниження корозії в одній або більше деталях секції високого тиску для синтезу карбаміду, яка контактує з розчином карбамату амонію.
Варіант здійснення 1.9. Сформований виріб, який містить дуплексну нержавіючу сталь, як визначено в будь-якому одному з варіантів здійснення 1.0-1.7, причому вказаний сформований виріб являє собою трубку, трубку стрипера в устаткуванні для виробництва карбаміду або розподільник рідини для стрипера для устаткування для виробництва карбаміду.
Варіант здійснення 1.10. Спосіб виробництва карбаміду, у якому принаймні одна деталь обладнання виготовлена з дуплексної нержавіючої сталі, як визначено в будь-якому одному з варіантів здійснення 1.0-1.7, причому спосіб переважно включає утворення карбамату амонію й дегідратацію карбамату амонію з отриманням карбаміду.
Варіант здійснення 1.11. Устаткування для виробництва карбаміду, причому вказане устаткування містить одну або більше деталей, що містять дуплексну нержавіючу сталь, як визначено в будь-якому одному з варіантів здійснення 1.0-1.7.
Варіант здійснення 1.12. Устаткування відповідно до варіанта здійснення 1.11, причому вказаною однією або більше деталей є одна або більше трубок стрипера.
Варіант здійснення 1.13. Устаткування відповідно до варіанта здійснення 1.11 або 1.12, яке містить секцію високого тиску для синтезу карбаміду, яка містить стрипер, причому стрипер містить принаймні один розподільник рідини, що містить дуплексну нержавіючу сталь, як визначено в будь-якому одному з варіантів здійснення 1.0-1.7.
Варіант здійснення 1.14. Спосіб модифікації існуючого устаткування для виробництва карбаміду, причому вказане устаткування містить один або більше компонентів, вибраних із групи, що складається з розподільників рідини, радарних конусів, (контрольних) клапанів і ежекторів, при цьому вказаний спосіб відрізняється тим, що одну або більше трубок стрипера замінюють трубкою стрипера, яка містить дуплексну нержавіючу сталь, як визначено в будь- якому одному з варіантів здійснення 1.0-1.7.
Варіант здійснення 1.15. Спосіб зниження швидкості пасивної корозії устаткування для виробництва карбаміду шляхом заміни принаймні однієї трубки стрипера трубкою стрипера, яка містить дуплексну нержавіючу сталь, як визначено в будь-якому одному з варіантів здійснення 1.0-1.7.
Варіант здійснення 2.0. Дуплексна нержавіюча сталь, яка містить (мас. б):
Р |макс.003 решта - Ее і неминучі домішки; і де вміст Мо-МУ перевищує 3,0, але є меншим ніж 4,0.
Варіант здійснення 2.1. Дуплексна нержавіюча сталь, яка містить (мас. Об):
Р |макс.0,02 решта - Ее і неминучі домішки; і де вміст Мо-МУ перевищує 3,0, але є меншим ніж 4,0.
Варіант здійснення 2.2. Дуплексна нержавіюча сталь відповідно до варіанта здійснення 2.0 або 2.1, причому вміст Мп становить 0,5-1,5 мас. Об.
Варіант здійснення 2.3. Дуплексна нержавіюча сталь відповідно до варіанта здійснення 2.0, 2.1 або 2.2, де вміст 5і становить 0,010--0,50 мас. 95.
Варіант здійснення 2.4. Дуплексна нержавіюча сталь відповідно до будь-якого з варіантів здійснення 2.0-2.3, причому вміст Мі становить від 5,5 до 8,5 мас. 95, наприклад від 5,5 до 7,5 мас. 95.
Варіант здійснення 2.5. Дуплексна нержавіюча сталь відповідно до будь-якого з варіантів здійснення 2.0-2.4, причому вміст М становить 0,28-0,40 мас. 95.
Варіант здійснення 2.6. Дуплексна нержавіюча сталь відповідно до варіанта здійснення 2.0 або 2.1, причому вміст Мп становить 0,5-1,5 мас. 95, вміст 5і становить 0,010--0,50 мас. 95, вміст
Мі становить 5,5-8,5 мас. 95 і вміст М становить 0,28-0,40 мас. 95.
Варіант здійснення 2.7. Сформований виріб, який містить дуплексну нержавіючу сталь відповідно до будь-якого з варіантів здійснення 2.0-2.6.
Цей винахід додатково проілюстровано наступними прикладами, які не мають обмежувального характеру.
Приклади
У таблиці 1 представлені композиції дуплексної нержавіючої сталі, що використовуються в прикладах. Вироби, які використовували у випробуваннях, були виготовлені з заготовок по 270 кг, які піддавали гарячому куванню, гарячому прокатуванню, холодному прокатуванню, а потім термообробці.
Корозійні випробування з використанням автоклавів
Зо Зразки вирізали зі смуг 5 мм, які були отримані шляхом нагрівання до приблизно 1200 "С і холодного прокатування (кімнатна температура) з проміжним (приблизно 1100 С) і фінальним відпалом за 1070 "С. Зразки, які використовували для випробувань, мали форму купонів з приблизними розмірами 20х10х3 мм. Усі поверхні пройшли механічну обробку й були відполіровані шляхом вологого шліфування.
Корозійна тривкість дуплексної нержавіючої сталі оцінювали в карбаматному розчині, що не містив кисень. Вибирали такий склад карбаматного розчину, щоб змоделювати ще гірші умов, ніж зазвичай переважають у трубках теплообмінника стрипера в устаткуванні для виробництва карбаміду. Температура під час випробувань становила 210 С. Швидкість корозії розраховували після 14-денного впливу карбаматного розчину, що не містив кисень. Результати показано в таблиці 3. Як видно з цієї таблиці, завантажені зразки 1 і 2 мали кращу корозійну тривкість, ніж порівняльні завантажені зразки 3-5, на що вказує нижча швидкість корозії
Для визначення впливу використовували описану нижче процедуру. Автоклав ретельно очищували надчистою водою й етанолом. Купони (смуги) очищували в ацетоні й етанолі, зважували й вимірювали розміри купонів. Потім їх встановлювали на тефлоновий тримач зразка.
До автоклаву додавали воду й карбамід. Після цього автоклав продували азотом для видалення кисню й інших газів. Потім в автоклав додавали аміак.
Нагрівання розпочинали наступного дня відповідно до профілю температури, наведеного в таблиці 2. Послідовність призначена для запобігання перегріванню. Зразки піддавали впливу протягом 14 днів за 210 76.
Таблиця 1
Склад завантажених зразків у прикладах
Завантажений . ! раю | с вом |в о |м|мо|м мом м) си 0,012 0,008 | 0,008 | 29,07 0,012 0,005 0,0051|29,92717301|- |301Щ1091|- 0,011 0,004 0,006 |28,74 6,84 224|- | 224 |0,34|«0,010 0,010 0,005 0,006 | 33,31 6,5 10,48|- |048|041|«0,010 0,010 0,004 (0,007 | 30,77 |5,0810,33|- | 033 (0,33 | «0,010
Таблиця 2
Послідовність нагрівання автоклава. 0000000 Ї Початкова темп. (С) Кінцева темп. (С) Швидкість нагрівання ("С/хв)
Таблиця З
Швидкість корозії (мм/рік) 0,186 0,191 0,223 0,275 0,329
Механічне випробування
Механічні властивості оцінювали під час випробувань на розтягування, випробування ударними навантаженнями й вимірюванням твердості. Для випробувань на розтягування й вимірювання твердості використовували смуги розміром 5 мм після холодного прокатування й відпалу. Для випробування ударними навантаженнями використовували смуги розміром 11 мм після гарячого прокатування. Виготовлення смуг відбувалося так, як описано вище.
Випробування на розтягування виконували за кімнатної температури відповідно до стандарту ІЗО6892-1:2009.
Зразки для випробувань ударними навантаженнями являли собою стандартні зразки для випробувань із М-подібним надрізом (55М1). Випробування виконували відповідно до стандарту
ІБО 14556. Випробування проводили за двох рівнів температури: за кімнатної температури й за -35276.
Вимірювання твердості виконували на поверхні поперечного розрізу поздовжніх зразків, отриманих зі смуги 5 мм. Вимірювання проводили в центрі смуги. Вимірювання твердості за
Вікксерсом виконували з навантаженням 98,07 Н (10 кг) (98,07 МПа (НМ10)).
Вимірювання міжаустенітної відстані проводили на тих самих зразках, які використовували для вимірювань твердості. Вимірювання виконували відповідно до практичних рекомендацій стандарту ОММ-АР-Е112, розділу 7 (жовтень 2008 р.).
Результати механічного випробування наведено в таблицях нижче.
Таблиця 4А
Результати випробування на розтягування
Кр 0,2 (МПа) Кр 01 (МПа) Кт (МПа) А (95) 7128. .566.... | ..ЮюЙйвв5 | ..777831 |з 77717174... 669 | юю 755 | 883 | 28 2 щ
Таблиця 48
Результати випробування ударними навантаженнями за кімнатної температури
Таблиця 4С
Результати випробування ударними навантаженнями за температури -35 С
Випробування 1 Випробування 2 | Випробування З зразок (Дю (Дю (Дю (Дю
Таблиця 40
Результат випробування твердості 98,07 МПа (НМ10
Таблиця 4Е
Результат вимірювання міжаустенітної відстані
Міжаустенітна відстань (мкм) пошти

Claims (12)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Застосування дуплексної нержавіючої сталі в карбаматному середовищі, де вказане застосування включає вплив на сталь рідинного середовища, що містить карбамат, причому дуплексна нержавіюча сталь містить, мас. 9о: С - макс. 0,030, 5і - макс. 0,8, Мп - 0,5-1,5, Ст - 29,0-31,0, Мі - 5,0-9,0, Мо - менше ніж 4,0, М - менше ніж 4,0, М - 0,25-0,45, Си - макс. 2,0, 5 - макс. 0,02, Р - макс. 0,03 та Ті, МБ, НІ, Са, АЇ, Ва, У, Се, та В у кількості макс. 0,5 мас. 95 загалом, решта - Еє і неминучі домішки, і де вміст Мо-М/ перевищує 3,0, але є меншим ніж 4,0.
2. Застосування дуплексної нержавіючої сталі за п. 1, яке відрізняється тим, що вміст 5 становить 0,010-0,50 мас. 95.
3. Застосування дуплексної нержавіючої сталі за будь-яким з пп. 1, 2, яке відрізняється тим, що вміст Мі становить 5,5-8,5 мас. 95.
4. Застосування дуплексної нержавіючої сталі за будь-яким з пп. 1-3, яке відрізняється тим, що вміст М становить 0,28-0,40 мас. 95.
5. Застосування дуплексної нержавіючої сталі за п. 1, яке відрізняється тим, що вміст 5і становить 0,010-0,50 мас. 95, вміст Мі становить 5,5-8,5 мас. 95 і вміст М становить 0,28-0,40 мас. 95.
6. Застосування дуплексної нержавіючої сталі за будь-яким з пп. 1-5 у процесі синтезу карбаміду для зниження корозії в одній або більше деталях секції високого тиску для синтезу Зо карбаміду, яка контактує з розчином карбамату амонію.
7. Сформований виріб, який містить дуплексну нержавіючу сталь, як визначено в будь-якому одному з пп. 1-5, який відрізняється тим, що вказаний сформований виріб являє собою відпарювальну трубу в устаткуванні для виробництва карбаміду або розподільник рідини для відпарювальної секції в устаткуванні для виробництва карбаміду.
8. Спосіб виробництва карбаміду, що включає реагування аміаку та діоксиду вуглецю в умовах утворення карбаміду в устаткуванні для виробництва карбаміду, який відрізняється тим, що принаймні одна деталь обладнання в устаткуванні для виробництва карбаміду виготовлена з дуплексної нержавіючої сталі, як визначено в будь-якому одному з пп. 1-5.
9. Устаткування для виробництва карбаміду, яке відрізняється тим, що вказане устаткування містить одну або більше деталей, що містять дуплексну нержавіючу сталь, як визначено в будь- якому одному з пп. 1-5.
10. Устаткування за п. 9, яке відрізняється тим, що вказана одна або більше деталей являють собою одну або більше відпарювальних труб.
11. Устаткування за п. 9 або 10, яке містить секцію високого тиску для синтезу карбаміду, яка містить відпарювальну секцію, причому відпарювальна секція містить принаймні один розподільник рідини, який містить дуплексну нержавіючу сталь, як визначено в будь-якому одному з пп. 1-5.
12. Спосіб модифікації існуючого устаткування для виробництва карбаміду, причому вказане устаткування містить один або більше компонентів, вибраних із групи, що складається з розподільників рідини, радарних конусів, (контрольних) клапанів і ежекторів, при цьому вказаний спосіб включає стадію заміни однієї або більше відпарювальних труб відпарювальною трубою, яка містить дуплексну нержавіючу сталь, як визначено в будь-якому одному з пп. 1-5.
UAA201801224A 2015-07-20 2016-07-20 Дуплексна нержавіюча сталь і її використання UA123771C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15177441 2015-07-20
PCT/NL2016/050542 WO2017014632A1 (en) 2015-07-20 2016-07-20 Duplex stainless steel and use thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA123771C2 true UA123771C2 (uk) 2021-06-02

Family

ID=53773249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201801224A UA123771C2 (uk) 2015-07-20 2016-07-20 Дуплексна нержавіюча сталь і її використання

Country Status (14)

Country Link
US (2) US20180195158A1 (uk)
EP (1) EP3325676B1 (uk)
JP (1) JP6629422B2 (uk)
CN (2) CN107922985A (uk)
AR (2) AR105403A1 (uk)
AU (1) AU2016295940B2 (uk)
CA (1) CA2992973C (uk)
EA (1) EA036426B1 (uk)
GE (1) GEP20217257B (uk)
HR (1) HRP20200078T1 (uk)
HU (1) HUE048545T2 (uk)
PL (1) PL3325676T3 (uk)
UA (1) UA123771C2 (uk)
WO (1) WO2017014632A1 (uk)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017013180A1 (en) * 2015-07-20 2017-01-26 Sandvik Intellectual Property Ab Duplex stainless steel and formed object thereof
HRP20220027T1 (hr) 2017-10-27 2022-04-01 Stamicarbon B.V. Visokotlačni karbamatni kondenzator
EP3707121B1 (en) 2017-11-10 2021-04-21 Stamicarbon B.V. Urea production process and plant
EP3502293B1 (en) 2017-12-22 2020-05-13 Saipem S.p.A. Uses of duplex stainless steels
AU2020288071B2 (en) 2019-06-07 2021-11-11 Stamicarbon B.V. Urea plant with stripper and stripping method
WO2020260299A1 (en) * 2019-06-24 2020-12-30 Ab Sandvik Materials Technology A laying head pipe
AU2020311257B2 (en) 2019-07-05 2023-03-02 Stamicarbon B.V. Ferritic steel parts in urea plants
US11814340B2 (en) 2020-06-23 2023-11-14 Stamicarbon B.V. Thermal stripping urea plant and process
CN111926257A (zh) * 2020-08-13 2020-11-13 长兴云腾新能源科技有限公司 一种耐腐蚀的不锈钢管及其制备方法
WO2023121443A1 (en) 2021-12-20 2023-06-29 Stamicarbon B.V. Thermal stripping urea production
US20240059623A1 (en) 2022-02-15 2024-02-22 Stamicarbon B.V. Stripping-type urea plant for def production
WO2023158314A1 (en) 2022-02-21 2023-08-24 Stamicarbon B.V. Low biuret urea production
WO2023191620A1 (en) 2022-03-28 2023-10-05 Stamicarbon B.V. Urea plant with valve; urea production process; use and method
WO2023219506A1 (en) 2022-05-13 2023-11-16 Stamicarbon B.V. High pressure carbamate condensation apparatus

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4834649B1 (uk) * 1969-02-28 1973-10-23
JPS5914099B2 (ja) * 1980-04-04 1984-04-03 日本冶金工業株式会社 熱間加工性および耐局部腐食性に優れる二相ステンレス鋼
CA1242095A (en) * 1984-02-07 1988-09-20 Akira Yoshitake Ferritic-austenitic duplex stainless steel
SE501321C2 (sv) * 1993-06-21 1995-01-16 Sandvik Ab Ferrit-austenitiskt rostfritt stål samt användning av stålet
NL1014512C2 (nl) * 2000-02-28 2001-08-29 Dsm Nv Methode voor het lassen van duplex staal.
JP3716372B2 (ja) * 2002-02-05 2005-11-16 住友金属工業株式会社 尿素製造プラント用二相ステンレス鋼、溶接材料、尿素製造プラントおよびその機器
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.
SE528782C2 (sv) 2004-11-04 2007-02-13 Sandvik Intellectual Property Duplext rostfritt stål med hög sträckgräns, artiklar och användning av stålet
EP1688511A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-09 DSM IP Assets B.V. Process for the production of urea in a conventional urea plant
EP2801396A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-12 Casale Sa Use of duplex stainless steel in an ammonia-stripping of urea plants
US10046297B2 (en) * 2013-12-27 2018-08-14 Stamicarbon B.V. Corrosion resistant duplex steel alloy, objects made thereof, and method of making the alloy
US20160319405A1 (en) * 2013-12-27 2016-11-03 Sandvik Intellectual Property Ab Corrosion resistant duplex steel alloy, objects made thereof, and method of making the alloy
WO2017013180A1 (en) * 2015-07-20 2017-01-26 Sandvik Intellectual Property Ab Duplex stainless steel and formed object thereof

Also Published As

Publication number Publication date
PL3325676T3 (pl) 2020-04-30
WO2017014632A1 (en) 2017-01-26
US20240035135A1 (en) 2024-02-01
EA036426B1 (ru) 2020-11-10
CN107922985A (zh) 2018-04-17
US20180195158A1 (en) 2018-07-12
HUE048545T2 (hu) 2020-07-28
CN116083817A (zh) 2023-05-09
EP3325676B1 (en) 2019-12-18
CA2992973C (en) 2020-04-14
EA201890349A1 (ru) 2018-05-31
AR121250A2 (es) 2022-05-04
JP6629422B2 (ja) 2020-01-15
EP3325676A1 (en) 2018-05-30
AU2016295940A1 (en) 2018-02-15
AR105403A1 (es) 2017-09-27
AU2016295940B2 (en) 2019-11-14
JP2018529020A (ja) 2018-10-04
HRP20200078T1 (hr) 2020-04-03
GEP20217257B (en) 2021-05-25
CA2992973A1 (en) 2017-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA123771C2 (uk) Дуплексна нержавіюча сталь і її використання
US11242584B2 (en) Duplex stainless steel and formed object thereof
US5582656A (en) Ferritic-austenitic stainless steel
US10710047B2 (en) Corrosion resistant duplex steel alloy, objects made thereof, and method of making the alloy
WO1996018751A1 (fr) Acier inoxydable duplex presentant une remarquable resistance a la corrosion
NO341748B1 (no) Fjærstål, fremgangsmåte for fremstilling av en fjær ved anvendelse av nevnte stål og en fjær laget av slikt stål
US20160102856A1 (en) High-chromium heat-resistant steel
CN111511943B (zh) 双相不锈钢及其用途
WO2017013181A1 (en) New use of a duplex stainless steel
JPH04214843A (ja) オ−ステナイト　ステンレス　スチ−ル
JP4823534B2 (ja) 耐応力腐食割れ性に優れた低Ｎｉオーステナイト系ステンレス鋼材
RU2246554C2 (ru) Хромоникельмарганцевомедная аустенитная нержавеющая сталь с низким содержанием никеля
RU2804361C2 (ru) Коррозионностойкая двухфазная нержавеющая сталь
OA19834A (en) Duplex stainless steels and uses thereof.
PL233674B1 (pl) Staliwo chromowo-niklowe o podwyzszonej odpornosci na scieranie