紙パルプにおけるデュプレックス S31803: クラフトおよび亜硫酸分解装置における耐食性

両面印刷 S31803(UNS S31803、22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) は、現代のパルプおよび紙蒸解釜の主力ステンレス鋼です。最高 180 ℃のクラフト白液中での苛性応力腐食割れや、塩化物汚染を伴う亜硫酸塩液中での孔食に耐性があり、316L よりも 30 ～ 50% 高い水準で 20 ～ 30 年の耐用年数を実現しますが、20 年間の TCO は 40 ～ 60% 低くなります。

パルプおよび製紙工場が蒸解装置に 304L および 316L ではなく S31803 を選択するのはなぜですか?

S31803 は、クラフト蒸解釜で 316L を破壊する苛性応力腐食割れと、亜硫酸塩蒸解釜で 316L を攻撃する塩化物孔食の両方に耐性を持ちながら、わずか 30 ～ 50% 高い材料費で 2 ～ 3 倍長い耐用年数を提供するため、蒸解釜のサービスで 304L および 316L を置き換えます。

パルプおよび紙の蒸解釜は本質的に大型の圧力容器であり、強力な化学薬品中で高温で木材チップを調理します。クラフト (アルカリ性) と亜硫酸塩 (酸性) という 2 つの主なプロセスにより、2 つの非常に異なる腐食環境が形成されます。 304L や 316L などの標準的なオーステナイト グレードが歴史的には選択されてきましたが、1980 年代と 1990 年代に記録された現場での故障 (TAPPI ジャーナル、1992 年、オウトクンプ腐食ハンドブック) では、316L が 100 ℃ もの低い温度のクラフト白液中で苛性応力腐食割れを起こし、塩化物を含む亜硫酸塩液中で激しい孔食が発生したことが示されています。汚染。

S31803 は 1980 年代初頭に蒸解釜の使用を開始し、それ以来、その二相微細構造 (約 50% フェライト、50% オーステナイト) がフェライト系グレードの耐塩化物性とオーステナイト系グレードの靱性および製造容易性を兼ね備えているため、新しい蒸解釜や大規模改修の業界標準となっています。現代の工場では、S31803 蒸解釜は 25 ～ 30 年経っても壁厚の損失がほとんどなくまだ稼働していると報告していますが、同等の 316L 蒸解釜は 10 ～ 15 年ごとに大規模な修理または交換が必要です。

出典: TAPPI ジャーナル Vol. 75、No. 3 (1992)。オウトクンプ腐食ハンドブック、第 10 版、セクション 7.3。 ASM ハンドブック、ボリューム 13A、腐食、2003 年。

S31803 二相ステンレス鋼とは何ですか?また、その構造はどのように耐腐食性を備えていますか?

S31803 は、22% クロム、5% ニッケル、3% モリブデン、0.15% 窒素二相ステンレス鋼 (UNS S31803) で、バランスのとれたフェライト-オーステナイト微細構造を持ち、耐塩化物孔食性 (PREN 32-35) と 304L および 316L よりも優れた耐苛性応力腐食割れ性の両方を実現します。

S31803 の耐食性は、合金元素とその二相微細構造の正確な組み合わせによってもたらされます。-。クロム (21 ～ 23 パーセント) は、一般的な腐食や酸化から保護する安定した不動態皮膜を形成します。モリブデン (2.5 ～ 3.5 パーセント) は、塩化物孔食や隙間腐食に対する耐性を劇的に向上させます。窒素 (0.08 ～ 0.20 パーセント) は、オーステナイト相を安定化し、耐孔食性当量数 (PREN) を高め、格子間固溶強化を通じて強度を高めます。

316L (10-14 パーセント) と比較して低いニッケル含有量 (4.5-6.5 パーセント) とフェライト相の両方が、苛性応力腐食割れに対する高い耐性に貢献します。 Cr パーセント、Mo パーセントの 3.3 倍、N パーセントの 16 倍として計算される PREN 値は、316L の 23 ～ 26 と比較して、S31803 では 32 ～ 35 です。このおよそ 30 ～ 40% 高い PREN は、亜硫酸塩蒸解釜などの塩化物を含む環境での孔食率の低下に直接つながります。

表 1. S31803 の化学組成 (ASTM A240 UNS S31803)

出典: ASTM A240/A240M-24 圧力容器用クロムおよびクロムニッケルステンレス鋼板の標準仕様。

表 2. 室温および蒸解装置温度での S31803 の機械的特性

出典: ASTM A240-24;オウトクンプ 2205/S31803 データシート;インダスティール/ウォーターハウスのデータベース。

クラフト蒸解装置はどのような腐食の問題を引き起こしますか?

クラフト蒸解釜は、高温 (170 ～ 180 ℃)、強アルカリ性の白液 (8 ～ 12 パーセントの NaOH、2 ～ 4 パーセントの Na2S、pH 13 以上)、および周期的な圧力応力を組み合わせて、苛性応力腐食割れ (CSCC) と全体腐食という 2 つの主要な故障モードを引き起こします。どちらも 304L と 316L を激しく攻撃し、通常の耐用年数はわずか 8 ～ 15 年です。

クラフトプロセスでは、白液として知られる水酸化ナトリウム（NaOH）と硫化ナトリウム（Na2S）の混合物中で木材チップを170〜180℃で1〜3時間調理します。蒸解後に得られる黒液には、溶解したリグニン、ヘミセルロース、および残留アルカリが含まれます。どちらの環境も、標準のオーステナイト系ステンレス鋼に対して非常に腐食性が高くなります。

苛性応力腐食割れは、白液中の 304L および 316L の主な破損モードです。 100 ℃、50 パーセント NaOH での CSCC の閾値は、クラフト蒸解釜の動作条件を大幅に下回っており、圧力サイクルによるストレスにより亀裂の発生が促進されます。 180 ℃の白液中での 304L の一般腐食速度は年間 0.1 ～ 0.3 mm、316L の場合は年間 0.05 ～ 0.15 mm です。 20 年の設計寿命にわたって、一般的な 6 ～ 10 mm の腐食代のうち 2 ～ 3 mm が消費されます。黒液側は、溶解した有機物、硫化物イオン、および一部の装置の高温により、さらに攻撃的になります。

表 3. 材質別のクラフト蒸解装置の腐食モード (白酒サービス)

出典: TAPPI Journal 1992-2010 腐食研究。 AISI ステンレス鋼ダイジェスト;サンドビック二相ダイジェスターの体験レポート。

亜硫酸塩分解装置はどのような腐食の問題を引き起こしますか?

亜硫酸塩蒸解装置は、パルプ洗浄による塩化物汚染を伴う酸性重亜硫酸塩または亜硫酸溶液 (pH 1～5、合計 SO2 4～8%) 中で 130 ～ 160 ℃で稼働し、応力腐食割れではなく一般的な腐食、孔食、および粒界攻撃が支配的な環境を作り出しますが、316L は依然として 5 ～ 10 年以内に深刻な孔食によって機能しません。

亜硫酸塩プロセスでは、亜硫酸 (H2SO3) と重亜硫酸イオン (HSO3-) を使用して木材チップからリグニンを溶解します。調理用酸は通常、SO2 を水に吸収させることによって調製され、総 SO2 が 4 ～ 8 パーセントで、pH が 1 (酸性亜硫酸塩) ～ 4 ～ 5 (重亜硫酸塩) の範囲の溶液が得られます。調理中、酸が消費されると通常 pH が上昇しますが、洗濯水や木材自体 (特に沿岸地域) から塩化物イオンがシステムに入ります。亜硫酸塩調理用酸の典型的な塩化物レベルは 50 ～ 500 ppm の範囲ですが、かん水を使用する場合は 1000 ppm を超える場合があります。

この低 pH、高温、塩化物汚染の組み合わせにより、316L は亜硫酸塩蒸解釜の使用には適していません。現地調査では、150℃での酸性亜硫酸塩使用における 316L の孔食率は年間 0.5-1.5 mm であり、5 ～ 8 年で壁貫通破損が発生することが記録されています。 3% のモリブデンと 0.15% の窒素を含む S31803 は、同様の条件下で通常孔食率が年間 0.05 mm 未満であり、大幅に優れた耐性を提供します。

表 4. 材質別の亜硫酸塩分解装置の腐食速度 (150 ℃ 使用)

出典: TAPPI ジャーナル Vol. 78 (1995);アベスタ シェフィールド腐食ハンドブック; Sandvik 2205 亜硫酸塩ミルのケーススタディ。

S31803 はクラフト蒸解装置内で経時的にどのように機能しますか?

S31803 は 1980 年代以来クラフト蒸解釜で使用され、白液使用時の一般腐食速度が年間 0.05 mm 未満であることと、最高 180 ℃ の温度での苛性応力腐食割れに対する耐性を実証し、連続蒸解釜運転で 25 年を超える耐用年数が記録されています。

-北米、ヨーロッパ、アジアの主要なパルプおよび製紙工場からの長期性能データにより、S31803 が適切に溶接および製造された場合、クラフト蒸解釜で信頼性の高いサービスを提供することが確認されています。紙パルプ産業技術協会 (TAPPI) が 2010 年に実施した、1985 年から 2005 年の間に S31803 クラッディングまたは固体構造で建設された 47 基の蒸解釜を対象とした調査では、次のことが示されました。(1) 20 年間の使用後の平均壁厚損失は、典型的な 10 mm の腐食代で 0.8 mm でした (消費量 8%、設計範囲内)。 (2) 同期間における 316L 蒸解釜の故障率が 23% であったのに対し、S31803 コンポーネントでは苛性応力腐食割れの報告はゼロでした。 (3) 20 年間の熱サイクル後も、測定可能なフェライト-オーステナイト比の変化はありません。主要な性能の差別化要因は、二相構造である-です。フェライト相は苛性SCCに耐える一方で、オーステナイト相はノズルや分岐部での圧力サイクルや応力集中に対処するのに必要な靭性を提供します。 S31803 は、ASME BPVC セクション VIII に基づいて最高 180 ℃ で動作する連続蒸解釜での使用も承認されており、完全な蒸解釜の構造用のプレート (ASTM A240)、パイプ (ASTM A790)、継手 (ASTM A815)、および鍛造品 (ASTM A182) として供給できます。

• 白液中での腐食速度 (170 ～ 180 ℃、8 ～ 12 パーセント NaOH): 年間 0.01 ～ 0.05 mm
• 黒液中での腐食速度 (170-180 ℃、硫化物が豊富): 年間 0.02 ～ 0.06 mm
• 文書化された耐用年数: 蒸解釜の継続使用で 25-30+ 年
• 苛性SCC閾値：通常の蒸解釜の使用では200℃以下では観察されない
• ASME BPVC セクション VIII 構造で最大 180 ℃ の設計温度で承認済み

S31803 は亜硫酸塩分解装置でどのように機能しますか?またその限界は何ですか?

S31803 は、150 ℃ での酸性亜硫酸塩使用における全体腐食率が年間 0.05 ～ 0.20 mm であり、孔食率が通常年間 0.05 mm 未満である亜硫酸塩蒸解釜の腐食に対して優れた耐性を示します。ただし、500 ppm を超える非常に高い塩化物条件または 160 ℃を超える温度では、904L または改良された S32205 グレードを考慮する必要があります。

亜硫酸塩蒸解釜のサービスでは、S31803 は主にモリブデン含有量 (2.5 ～ 3.5 パーセント) によって制限されます。モリブデン含有量は、ほとんどの工場条件には十分ですが、非常に厳しい環境では限界になります。 1990 年代以来操業しているヨーロッパの 12 の亜硫酸工場の現場での経験によると、S31803 蒸解釜コンポーネントの平均耐用年数は 18 ～ 22 年であるのに対し、316L の平均耐用年数は 5 ～ 8 年です。

150 ℃、200 ppm 塩化物での酸性亜硫酸塩処理における孔食率は、年間 0.03 ～ 0.08 mm です。ただし、塩化物が 500 ppm を超えると (パルプ洗浄に海水を使用する沿岸工場では一般的です)、S31803 の孔食率は年間 0.10 ～ 0.20 mm に増加する可能性があります。このような状況では、S32205 (より厳密な組成制御と 35 ～ 38 の高い PREN を備えた改良バージョン) または 904L (4 ～ 5 パーセントの Mo を含む) にアップグレードすることをお勧めします。 25+ 年の耐用年数向けに設計された新しい亜硫酸蒸解釜の場合、主な容器と蒸解釜スクリーンには S32205 が一般的な材料選択であり、チップ供給システムや酸予熱管などの最も攻撃的なゾーンには 904L または合金 825 が使用されます。

• 酸性亜硫酸塩中での一般腐食 (pH 1 ～ 2、150 ℃): 年間 0.05 ～ 0.20 mm
• 150 ℃、200 ppm 塩化物による孔食:<0.05 mm per year
• 150 ℃で 500 ppm の塩化物による孔食: 年間 0.10 ～ 0.20 mm (アップグレードを推奨)
• 推奨最高使用温度: 酸性亜硫酸塩で 160 ℃、重亜硫酸塩で 170 ℃
• 予想耐用年数: 通常の亜硫酸塩サービスで 18 ～ 22 年

S31803 vs 316L vs S32205 vs 904L vs Alloy 825: どの材料がどの蒸解装置に適しているか?

白液中で 170-180 ℃で動作する一般的なクラフト蒸解釜の場合、S31803 は最高のコストパフォーマンス比を備えた最も経済的な選択肢です。亜硫酸塩蒸解装置の場合、500 ppm を超える高塩化物条件または 160 ℃を超える温度では、S32205 (改良バージョン) または 904L を検討する必要があります。1000 ppm を超える塩化物を含む過酷な亜硫酸塩サービスでは、コストは高くなりますが、合金 825 が推奨されます。

蒸解釜のサービス用の材料を選択するには、耐食性、機械的特性、溶接性、入手可能性、コストのバランスを考慮する必要があります。以下の表は、最も一般的に検討される 6 つの材料についての主要な決定要因をまとめたものです。 S31803 は、約半分のコストで高級ニッケル合金の 80 ～ 90% の耐食性を提供するため、独特の地位を占めています。

改良バージョン S32205 (UNS S32205、SAF 2205 としても販売) は、組成制限が厳しく、最小 PREN が高く (35-38 対 32-35)、局部腐食に対する耐性が優れているため、新しい蒸解釜向けに指定されることが増えています。あらゆる範囲のパルプおよび紙のプロセス条件を処理する蒸解釜の場合、一般的な選択は次のとおりです。(1) 温度制限のある非重要な装置にはゴムライニングまたは抑制剤注入を備えた炭素鋼。 (2) 標準クラフトおよび重亜硫酸塩蒸解装置用の S31803 または S32205。 (3) 高塩化物を含む酸性亜硫酸蒸解釜には 904L。 (4) 汽水からの塩化物汚染を伴う最も厳しい酸性亜硫酸塩サービス用の合金 825。

表 5. パルプおよび紙蒸解装置の材料選択マトリックス

出典: ASM ハンドブック Vol. 13腐食 (2003)。オウトクンプ腐食ハンドブック第 10 版; TAPPI エンジニアリングマニュアル; 1985 年から 2020 年までの工場経験の集約。

蒸解装置のサービスのために S31803 をどのように溶接する必要がありますか?

蒸解缶サービス用の S31803 は、ER2209 溶加材で溶接し、入熱を 0.5-2.0 kJ/mm に制御し、パス間温度を 150 ℃ 以下に制御し、厚肉部分では溶接後の溶体化焼鈍を 1020-1100 ℃で行う必要があります。これにより、最適なフェライトとオーステナイトのバランスが回復され、溶接部でのシグマ相の形成が回避されます。熱影響ゾーン。

溶接は、S31803 蒸解釜の製造において最も重要なステップです。手順を誤ると母材の耐食性が損なわれる可能性があるためです。主なルールは次のとおりです。(1) ER308L または ER316L フィラーは蒸解釜の使用中に電解腐食セルを生成するため、ER2209 フィラー金属 (22Cr-9Ni-3Mo 組成と一致) を使用します。 (2) 入熱を 0.5 ～ 2.0 kJ/mm に制限して、フェライト富化と靱性の低下につながる HAZ での過剰な結晶粒成長を防止します。 （３）６００〜９００℃の範囲でのシグマ相の析出を避けるために、パス間温度を１５０℃未満（できれば１００℃未満）に保つ。 (4) 25 mm を超える厚板の場合は、1020 ～ 1100 ℃で溶体化処理を行った後、急速水冷して二相構造を復元します。 (5) ルートパスの酸化を防ぐために、50 ppm 未満の酸素を含む 99.99 パーセントの純度のアルゴン バッキング ガスを使用します。 600 ～ 900 ℃ での溶接後の熱処理は、S31803 でシグマ相とカイ相が急速に析出し、深刻な脆化と耐食性の低下を引き起こす温度範囲であるため、絶対に避けなければなりません。溶体化焼鈍とそれに続く急速冷却が唯一の安全な熱処理です。

表 6. 蒸解装置サービス用の S31803 溶接パラメータ

出典: AWS D1.6 構造溶接コード - ステンレス鋼;二相ステンレス鋼用のオウトクンプ溶接ハンドブック; Sandvik 2205 溶接ガイドライン。

ケーススタディ: クラフトミル連続蒸解装置ライナーの交換

北米のクラフト工場では、2010 年に 316L 蒸解釜ライナーのコンポーネントを S31803 に置き換えました。白液および黒液中で 175 ℃で 14 年間連続使用した後、超音波厚さ調査では、測定可能な壁の損失や苛性応力腐食割れの発生が示されず、S31803 が新しいクラフト蒸解釜構造の標準であることが検証されました。

この工場では連続カミル蒸解釜を稼働し、175 ℃、NaOH 濃度 10% の白液を使用して、1 日当たり 1,500 トンの風乾パルプを製造していました。-オリジナルの 316L ライナー コンポーネントは 2008 年と 2009 年に 2 回の CSCC 故障に見舞われ、緊急修理が必要となり、ダウンタイムと溶接に 120 万ドルの費用がかかりました。 2010 年に、工場は上部蒸解釜ライナー セクション (約 8 トンのプレート) を炭素鋼の裏張りに被覆した S31803 に置き換えることを選択しました。交換品は ER2209 フィラーで溶接され、入熱は 1.0 ～ 1.8 kJ/mm に制御され、パス間は 120 ℃ 未満で、厚板部分には 1050 ℃ の溶体化処理が施されました。 2010 年から 2024 年までの毎年の超音波厚さ調査では、測定可能な壁の損失は示されていません (測定の不確かさはプラスまたはマイナス 0.2 mm)。 2024年の検査には、露出した溶接表面のフェライト数の測定も含まれており、その値は45〜55パーセントであり、二重構造が無傷のままであることが確認されました。この経験に基づいて、工場はすべての新しい蒸解釜コンポーネントおよび主要な改修用に S31803 を標準化しました。

出典: JN Alloy の顧客から提供されたフィールド ケース (匿名化)。稼働データは工場エンジニアリングチームによって検証されました。

ケーススタディ: 亜硫酸ミル蒸解装置スクリーンバスケットのアップグレード

欧州の亜硫酸工場では、2008 年に蒸解釜スクリーン バスケット用に 316L から S31803 にアップグレードし、耐用年数が 3 倍に伸び（4 年から 12 年以上に）、年間スクリーン交換メンテナンス コストが約 60 パーセント削減されました。これは、酸性亜硫酸塩サービスにおける S31803 の強力な価値提案を実証しています。

この工場は、バッチ式亜硫酸蒸解釜を運転し、食用酸 pH 1.5-2.0、地元の水源からの塩化物汚染 150-250 ppm を使用して 145 ℃で溶解パルプを製造します。オリジナルの 316L スクリーン バスケットは、3 ～ 4 年の使用後に深刻な孔食や壁貫通故障が発生し、毎年交換が必要となり、年間 180,000 ドルの材料費がかかり、生産が失われました。 2008 年に、工場は ASTM A240 プレートと ER2209 溶接サポートから製造された S31803 スクリーン バスケットにアップグレードされました。 12 年間の使用を経た 2020 年の検査では、元の 6 mm プレートの孔食の深さはわずか 0.3 ～ 0.5 mm であり、壁を貫通する欠陥はありませんでした。

推定余命はさらに 8-10​​ 年です。年間コスト分析: S31803 の初期コストは 316L コストの 1.5 倍 (50,000 ドル対 33,000 ドル) でしたが、耐用年数は 3 倍になり、年間材料費は 50% 削減されました。計画外のダウンタイムの排除と組み合わせると、年間合計約 110,000 ドルの節約になります。その後、工場はチップフィードスクリュー、循環スクリーン、ブロータンクディフューザーを含むすべての蒸解釜の内部設備に S31803 を指定しました。

出典: Sandvik 2205 亜硫酸ミルのケーススタディ、JN Alloy の顧客プロファイルに合わせて修正。 TAPPI 消化装置のコンポーネント調査と相互参照されています。-

S31803 を蒸解装置用途に適用する基準は何ですか?

蒸解釜サービス用の S31803 は、ASTM A240 (プレート)、A790 (パイプ)、A182 (鍛造継手およびフランジ)、A815 (突合せ溶接継手)、および A479 (バー)、および蒸解釜設計コード ASME BPVC セクション VIII ディビジョン 1 に準拠する必要があります。紙パルプ業界には-特定のガイダンス、TAPPI TIP 0402 およびフィンランドの PAPTAC 蒸解缶規格が適用されます。

S31803 蒸解釜構造の標準フレームワークには、材料仕様と設計コードの両方が含まれています。 ASTM A240 は蒸解釜のシェルとコーンを形成するプレートとシートをカバーします。 ASTM A790 は、内部配管のシームレスおよび溶接パイプを対象としています。 ASTM A182 は、ノズル接続用の鍛造フランジと継手をカバーしています。 ASTM A815 は、循環および抽出配管用の突合せ溶接継手をカバーしています。{6}

これらの規格にはすべて、上記の表 1 および表 2 にリストされている化学および機械的特性の要件を伴う UNS S31803 指定が含まれています。圧力容器の設計については、ASME BPVC セクション VIII ディビジョン 1 に設計規則、許容応力、溶接資格要件が規定されています。 S31803 は、許容応力値が 180 ℃ までとして ASME セクション II パート D にリストされています (ASME 2023 版)。溶接資格については、AWS D1.6 構造溶接コード - ステンレス鋼が適用されます。

紙パルプ業界固有のガイダンスについては、TAPPI 技術情報ペーパー TIP 0402-15 で化学物質回収装置と蒸解釜の材料選択について説明しており、フィンランドの PAPTAC 蒸解釜設計ガイドではヨーロッパのベスト プラクティスが提供されています。{0}圧力機器管轄区域 (カナダ、ヨーロッパ) の工場は、該当する場合、圧力機器指令 (PED) またはカナダボイラー協会 (CSA B51) への準拠も保証する必要があります。

表 7. S31803 ダイジェスター サービスに適用される規格

出典: ASTM インターナショナル 2024; ASME ボイラーおよび圧力容器コード 2023 版; TAPPI 技術情報ペーパー。 EN規格。

消化装置サービスにおける S31803 と 316L の総所有コストはいくらですか?

S31803 は、蒸解釜用途では 316L よりも初期費用が 30 ～ 50% 高くなりますが、耐用年数が 2 ～ 3 倍長く、計画外のダウンタイムが大幅に削減されるため、20 年間の総所有コストが 40 ～ 60 パーセント削減され、初期保険料から 2 ～ 3 年の回収期間が実現します。

蒸解釜材料の総所有コスト分析では、初期材料コストだけでなく、製造、計画的メンテナンス、予定外のダウンタイム、および交換コストも考慮する必要があります。以下の表は、20 年間の使用期間にわたる 10,000 kg の蒸解釜ライナー セクションの代表的な比較を示しています。

S31803 オプションでは、初期材料費が 25,000 ドル高くなりますが、定期メンテナンスで 80,000 ドル、予定外のダウンタイムで 150,000 ドル、交換で 130,000 ドルを節約できます (316L は 12 年目に 1 回交換する必要があるため)。 20 年間の正味の節約額は 335,000 ドル、つまり 62% の削減になります。割引率 8% であっても、節約による正味現在価値は 200,000 ドルを超えます。この計算には、S31803 の利点をさらに高めることになる、回避された安全上のインシデントや環境への放出の値は含まれていません。

表 8. 20- 年間の TCO 比較: クラフト ダイジェスター ライナーの S31803 と 316L

出典: 集約された工場コストデータに基づく JN 合金エンジニアリング分析。 2018 年から 2024 年までの典型的な北米のクラフト工場のメンテナンスコストのベンチマーク。

紙パルプサービスにおける S31803 に関するよくある質問

Q：S31803は2205と同じ材質ですか？

A: S31803 は本質的にオリジナルの 2205 デュプレックス グレードですが、最新の推奨名称は S32205 です。 UNS S31803 の指定は 1980 年代に確立されましたが、S32205 はクロム、モリブデン、窒素の制限が厳しくなり、最小 PREN が高くなった最新の組成です。新しい蒸解釜の構造では、S32205 が標準仕様になっています。 S31803 は依然として広く入手可能であり、多くのアプリケーションに受け入れられています。注文時に「UNS S32205」または「Duplex 2205」と指定するのが現代の慣例です。

Q: S31803 は既存のクラフト蒸解釜の 316L を直接置き換えることができますか?

A: はい、S31803 は、より高い強度 (より薄い壁またはより高い圧力定格が可能) と優れた耐食性を備えているため、ほとんどのクラフト蒸解釜用途で 316L を直接置き換えることができます。交換設計では、より高い強度 (より薄いセクションが可能) とより低い熱膨張係数 (必要な伸縮継手が少なくなる) を考慮する必要があります。溶接には、ER2209 フィラーと表 6 にリストされているパラメータを使用する必要があります。新しい S31803 コンポーネントは、慎重な手順で認定されれば、ER2209 を使用して既存の 316L に溶接できます。

Q: 蒸解釜での S31803 の連続使用最高温度は何度ですか?

A: 蒸解釜内での S31803 の連続使用推奨最高温度は、クラフト用途では 180 ℃、亜硫酸塩用途では 160 ℃ です。 180 ℃を超えると、S31803 は過剰なフェライト形成を起こし、加熱/冷却サイクル中に 280 ～ 500 ℃ の範囲に保持されると 475 ℃ で脆化する危険性があります。 180 度を超える温度で蒸解釜を使用する場合は、合金 825 または S32520 (Uranus 52N+) などのより高級なニッケル二本鋼へのアップグレードを検討してください。

Q: S31803 は、塩化物汚染が高い亜硫酸塩蒸解釜でも使用できますか?

A: S31803 は、塩化物汚染が約 500 ppm までの亜硫酸塩蒸解釜に適しています。塩化物が 500 ppm を超える場合、特に 150 ℃ を超える温度での酸性亜硫酸塩の使用では、孔食率が年間 0.1 mm を超える可能性があります。このようなより過酷な条件では、S32205 (改良二相)、904L (Mo 4 ～ 5 パーセント) などのスーパー オーステナイト グレード、または合金 825 などのニッケル合金にアップグレードすることをお勧めします。材料の選択は、動作温度で実際に測定された塩化物および pH 値に基づいて行う必要があります。

Q: S31803 は蒸解釜の製造後に溶接後熱処理を必要としますか?{1}?

A: S31803 では、急速空冷によって適切なフェライト-オーステナイト バランスが維持されるため、薄肉部分（20 mm 未満）には溶接後の熱処理が必要ありません。-溶接入熱によってバランスが過剰なフェライトにシフトした可能性がある厚い部分 (25 mm 以上) の場合は、最適な組織を復元するために 1020 ～ 1100 ℃ での溶体化焼き鈍しとその後の急速水焼入れが推奨されます。重要なことに、600 ～ 900 ℃ の温度範囲は、シグマ相の析出と深刻な脆化を引き起こすため、避けなければなりません。 S31803 の唯一の安全な熱処理は、完全溶体化焼きなましとそれに続く急速冷却です。

Q: S31803 蒸解缶の製造にはどのような非破壊検査方法が推奨されますか?{0}}

A: S31803 蒸解釜の製造に推奨される NDT には次のものが含まれます。(1) ASME セクション VIII に基づくすべての溶接部の 100% 放射線検査 (RT) または超音波検査 (UT)。 (2) 校正済みフェライトスコープ (Fischer MP30 または同等品) を使用した母材および溶接表面のフェライト含有量測定。許容範囲は 30-70 パーセント、目標は 45 ～ 55 パーセントです。 (3) すべての溶接表面欠陥の染料浸透探傷試験 (PT)。 (4) 硬度試験による溶体化処理の検証 (S31803 の目標 220 ～ 280 HB)。 (5) 塩化物を含む亜硫酸塩環境での使用については、ASTM A923 メソッド B (腐食試験) で金属間相析出に対する耐性を確認します。

JN アロイは、認定された S31803 および S32205 二相ステンレス鋼のプレート、パイプ、バー、フランジ、継手をパルプおよび紙蒸解釜サービス向けに世界中に供給しています。すべての材料は EN 10204 3.1/3.2 MTC、完全なトレーサビリティを備え、ISO 9001- 認定工場から供給されています。技術データシート、製造ガイダンス、工場直販価格については、お問い合わせください。

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