SE509043C2 - Användning av ett kompoundrör med ett yttre skikt av en Ni- legering för överhettare och avfallspannor - Google Patents

Description

»Z Oc: 10 15 20 25 30 509 045 sköldama får alltför dålig kylning och korroderar snabbt och kräver frekvent underhåll.

De påsvetsade skikten blir uppblandade med tubmaterialen och får därmed försämrade korrosionsegenskaper. Järnhalten ökar t ex med ca 10 % vilket gör att det lättare bildas för tubema skadliga järnklorider. Porer, sprickor och bristfällig bindning mellan det påsvetsade skiktet och tuben i kolstål eller låglegerat Cr-Mo-stål innebär risk för att påsvetsade/metalliserade skikt korroderar eller lossnar och fnlägger underliggande material för korrosion.

Enligt föreliggande uppfinning har det visat sig möjligt att genom användning av en speciell tillverkningsmetod för kompoundrör kunna uppfylla de krav som kan ställas på konstruktionsmaterial avsedda att användas som förångare och överhettare i avfalls- pannor. De krav som måste tillgodoses är bra motstånd mot klorinducerad och svavel- inducerad korrosion och bra motstånd mot erosion och smälta beläggningar samt reducerande miljöer.

Uppfinningen omfattar användningen av en Ni-Cr-Mo-Nb-Fe-legering med austenitisk struktur och innehållande i vikt-% kol max 0,10 fosfor max 0,015 svavel max 0,015 krom 20,0-23,0 molybden 8,0-l0,0 kisel max 0,50 mangan max 0,50 niob + tantal 0,1-4,15 järn 0,5-5,0 aluminium max 0,40 titan max 0,40 nickel rest (förutom sedvanliga föroreningar) 10 l5 20 25 30 ÖÛt -..nu v I I °' " 3 539 043 varvid legeringen enligt ovan skall utgöra den yttre materialkombinationen i ett genom sarnextrusion tillverkat kompoundrör, där den yttre komponenten i smält utförandeforrn av finfördelade metalldroppar sprutats på den inre komponenten i smält utförande, varvid den inre materialkomponenten består av ett konventionellt kolstål eller låglegerat Cr-Mo- stål.

Ytterligare detaljer och fördelar enligt uppfmningen kommer att framgå närmare i anslutning till beskrivningen nedan där Fig. 1 visar en schematisk skiss över en Osprey- anläggning, och Fig. 2 visar ett typiskt utförande av överhettartuber och förångartuber.

Den i Fig. 1 visade anläggningen innefattar en med l betecknad tapplåda avsedd att vara delvis fylld med flytande metall eller legeringsmaterial 2. Tapplådan är försedd med ett munstycke 3 för att åstadkomma en ström 4 av flytande metall eller metallegering, med önskad diameter. Strömmen 4 tappas sedan in i en kammare 5 varvid ett finfördelnings- aggregat 6 med gas 7 är anordnat att bringa ett flertal gasstrålar att med hög hastighet riktas mot strömmen 4 av flytande metall för att bryta upp strömmen 4 i en skur av finfördelade droppar 8. Dessutom kan ytterligare en sprutstation för flytande argon eller kväve (ej visad) vara anordnad nedströms metallströmmen, ett stycke nedanför det förstnämnda finfördelningsaggregatet 6, för att säkerställa önskad stelningsgrad av de finfördelade metalldroppama, som bildas från strömmen 4.

Inuti karnmaren 5, på lämpligt avstånd nedanför tapplådans 1 utlopp, finns en horisontellt anordnad stång eller rör 10 av kolstål eller låglegerat Cr-Mo-stål. Stången eller röret 10 är både längsförskjutbart och roterbart anordnade i kammaren 5 så att en fram- och återgående axiell förflyttning därav uppnås. Härigenom möjliggöres att på stångens eller rörets 10 mantelyta avsätta finfördelade droppar av metallegeringen 2 så att dessa stelnar strax efter avsättningen till bildande av beläggning ll runtom stången eller röret lO.

Genom att använda denna speciella tillverkningsteknik för kompoundrör, i kombination med att som ytterkomponent välja den typ av nickelbaslegering, som definierats i det föregående, har det visat sig möjligt att uppnå bättre egenskapskombinationer hos rör, som skall exponeras för den speciella miljö varom det är fråga i överhettare och för- 10 15 20 25 30 509 043 4 ångare i avfallspannor för sopförbränning. Sålunda har det visat sig att vi funnit en mycket god högtemperaturkorrosionsresistens vid provning i realistisk överhettarmiljö vid 400°C - 500°C materialtemperatur liksom vid fältförsök i avfallspannor vid 350°C - 450°C. Ej heller finns det anledning förmoda att tendenser till spänningskorro- sion hos kompoundrör enligt uppfinningen skall uppkomma när de utsätts för svavel- inducerad korrosion vid 250°C - 600°C företrädesvis 350°C - 600°C. Den ovan beskrivna Osprey-tekniken medför att ytter- och innerrören blir sammanbundria med en sällsynt god metallurgisk bindning, vilket är mycket fördelaktigt för värmeledningsförmågan genom rörväggen sarnt för rörets hållfasthet. En god värmeledningsförrnåga, en hög hållfasthet och god metallurgisk bindning är krav som måste tillgodoses hos ett rör bestående av två skikt för att detta skall kunna användas vid de temperaturer som förekommer i en avfallspanna. Sådana rör får annars stora problem med flagning orsakad av otillräcklig kylning av den yta som exponeras mot de heta rökgasema samt riskerar deformation av den rostfi-ia rörkomponenten vilken orsakas av dess större terrniska längdutvidgning. En effektiv metallurgisk bindning mellan rörkomponentema är således nödvändig för att ett rör bestående av två skikt enligt ovan ska kunna användas i en överhettare eller förångare.

De i Fig. 2 visade förångarrören är exempel på hur rör tillverkade såsom beskrivits närmare i det föregående kan se ut.

Vid utförda tester i industriella sopförbrärmingsmiljöer har kompoundrör enligt uppfinningen visat egenskaper, som går utöver hittills använda legeringar för dessa applikationer. Vid en stor avfallsanläggning användes som ytterkomponent i röret en under vanimärket SANICRO marknadsförd legering (UNS N 08028) med riktanalysen 0,45 Si, 1,75 Mn, 26,7 Cr, 30,5 Ni, 3,3 Mo, l Cu, <0,02 C och resten järn (förutom sedvanliga föroreningar). Efier att i anläggningen monterat in kompoundrör enligt uppfinningen uppvisades kraftiga förbättringar av rörens livslängd. Resultaten återges nedan i Tabell 1. 10 15 20 25 5 ' 5 509 045 Tabell 1 .

.I "i I. i lm. 7890 timmar Ni-Cr-Mo-Nb-Fe-legering enligt <0,0l <0,0l uppfinningen SANICRO 28 0,37 - Såsom framgår därav var röret enligt uppfmningen alltjämt nästan opåverkat efter en exponering under 7890 respektive 5400 timmar, medan SANICRO-röret korroderat över 2 mm efter 5400 timmar, vilket motsvarar 0,37 mm/ 1000 timmar.

Den enligt uppfinningen utvalda analysen för legeringar i ytterkomponenten hos ett kompoundrör har företrädesvis följande utseende: kol max 0,02 fosfor max 0,01 svavel max 0,005 krom 21 ,0-22,0 molybden 8,0-9,0 kisel max 0,4 mangan max 0,40 niob + tantal 3,15-4,15 jäm 0,5-3,0 aluminium max 0,05 titan max 0,25 nickel rest (förutom vanliga föroreningar).

Claims (5)

10 15 20 25 30 509 043 Batmlkrax

1. Användning av en Ni-Cr-Mo-Nb-Fe-legering med austenitisk struktur och innehållande i vikt-% kol max 0,10 fosfor max 0,015 svavel max 0,015 krom 20,0-23,0 molybden 8,0-10,0 kisel max 0,50 mangan max 0,50 niob + tantal 0,1-4,15 järn 0,5-5,0 aluminium max 0,40 titan max 0,40 nickel rest (förutom sedvanliga föroreningar) varvid legeringen enligt ovan skall utgöra den yttre rönnaterialkomponenten som i form av smält metall i form av droppar från en behållare påforts en inre rörkomponent (10) i form av ett därmed metallurgiskt bundet skikt (11) som därefter extruderats till bildande av ett kompoundrör, som skall uppvisa god beständighet mot korrosion, erosion och smälta beläggningar i överhettarmiljö liksom i avfallsparinor.

2. Användning av legeringen enligt krav 1 såsom yttre rörkomponent i ett av två rör bestående kompoundrör, där den inre rörkomponenten består av kolstål eller låglegerat Cr-Mo-stål. 10 15 20

3. Användning av legeringen enligt krav 1, varvid legeringen innehåller i vikt-% 509 045 kol max 0,02 fosfor max 0,01 svavel max 0,005 krom 21,0-22,0 molybden 8,0-9,0 kisel max 0,4 mangan max 0,40 niob + tantal 3,15-4,15 jäm 0,5-3,0 aluminium max 0,05 titan max 0,25 nickel rest (förutom vanliga föroreningar).

4. Användning av legeringen enligt något av kraven 1-3 såsom yttre rörkomponent i miljöer, som ställer krav på god beständighet mot klorinducerad korrosion och erosion samt i reducerande miljöer vid användning såsom íörångar- och överhettarrör i avfallsparmor vid 250°C - 600°C, företrädesvis 350°C - 600°C.

5. Användning av legeringen enligt något av kraven 1-4, såsom yttre rörkomponent i miljöer, som ställer krav på god beständighet mot korrosion under inverkan av smälta beläggningar i temperaturintervallet 250°C - 600°C.