Rustfrit stål til røggasdesulfurering (FGD)-vaskesystemer

Våde røggasdesulfurering (FGD)-vaskere er blandt de mest korrosive områder i et kraftværk, og materialevalget her styres af chlorider, lav pH, kondenserende syrer og slibning – ikke kun temperatur. Det rigtige rustfrie stål afhænger af zonen: 316L kan være egnet til milde områder, men absorberen, våde/tørre grænseflader og områder med koncentrerede chlorider kræver ofte 317L, duplex 2205 eller superaustenitiske og superduplex-stålsorter med 6 % molybdæn. Vælger man en for svag legering, opstår der hurtigt pitting- og spaltekorrosion; vælger man den rigtige legering, kan den fungere i årtier. Hos Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. hjælper vi operatører med at kortlægge miljøet til den passende legeringszone zone for zone.

Det våde FGD-miljø
I en våd kalkstensvasker møder varm røggas en slamsuspension, der absorberer svovldioxid, og resultatet er en kemisk aggressiv blanding. Chlorider, som føres ind med kul og koncentreres ved fordampning og genanvendelse, er den primære årsag til pitting- og spaltekorrosion, og de kan nå flere tusinde eller titusinde dele pr. million i den genanvendte væske. pH-værdien er lav, ofte 4–6 i den samlede slamsuspension og langt lavere i lokal kondensat, og resterende svovlforbindelser samt opløst ilt forøger den oxiderende syrlighed.
Fysisk angreb forstærkes af kemien. Kalksten og gipspartikler sliber overflader, og slam, der strømmer gennem sprayhoveder, dyser og genbrugsrør, udslidter beskyttende film. De værste steder er våd-tør-grænseflader, såsom indgangen, hvor varm gas først møder væske, og fordampning koncentrerer chlorider og syrer til aggressive film, der kan forårsage pitting selv i godt legeret materiale. Temperatursvingninger fra varmt ved indgangen til næsten omgivelsestemperatur i udløbskanaler betyder, at korrosionsregimet ændrer sig langs strømningsvejen.

Hvorfor standardkvaliteter slår fejl
Man vurderer en austenitisk eller duplex-ståls modstand mod chloridpitting ved hjælp af Pitting Resistance Equivalent Number (PREN), som groft beregnes som chrom plus 3,3 gange molybdæn plus 16 gange kvælstof. En højere PREN betyder, at stålet tåler et højere chloridindhold og en lavere pH, inden pitting indtræder.

316L med en PREN på ca. 25 kan kun klare beskedne chloridniveauer og bliver hurtigt udsat for pitting i koncentreret FGD-væske, så den anvendes kun i de mildeste zoner. 317L med tilføjet molybdæn udvider anvendelsesområdet lidt. Duplex-stål 2205 giver både en højere PREN og cirka dobbelt så høj flydegrænse som 316L, så man kan bruge tyndere, stærkere rørledninger til slam og absorberindvendige dele. Hvor chloridindholdet stiger til flere titusinde ppm og pH falder, er kun 6Mo superaustenitisk stål eller superduplex-stål 2507 pålideligt modstandsdygtigt over for pitting og spaltekorrosion.

Materialezoner gennem systemet
Et FGD-system kan bedst læses som en række miljøer. Ind- og slukningszonen, et vådt-tørt grænseflade med varm gas, kondensationssyre og koncentrerende chlorider, er den hårdeste og kræver typisk 6 Mo superaustenitisk eller forlagt konstruktion. Absorberingsbeholderen og dens indre, sprøjtekopper og genanvendelsesrør kan ses koncentreret, slibende, chloridrig skum ved moderat temperatur, hvor duplex 2205 eller superaustenitiske kvaliteter er almindelige. Garn af slagte, der er udsat for erosion og korrosion, kan genanvendes og udløses ved hjælp af duplexstyrke og PREN. Udgangskanalet og tåge-elimineringsområdet, der er køligere og ofte med lavere chloridindhold, men vådt og surt, kan bruge 317L eller duplex afhængigt af de lokale forhold. Opvarmet eller tørt nedstrømskanaler er mildere og har slankere kvaliteter.
Da hver zone adskiller sig, er det sjældent, at en enkelt legering er egnet til hele systemet. At specificere for højt overalt medfører unødige udgifter; at specificere for lavt ved indløbet eller absorberen medfører risiko for fejl. At kortlægge chloridkoncentrationen, pH-værdien, temperaturen og slidet for hver enkelt placering er den disciplinerede metode til valg af legering.

Spalter, svejsninger og fremstilling
Selv den rigtige legering svigter tidligt, hvis spalter og svejsninger ikke tages hensyn til. Pakninger, skruede overlappende dele, aflejringer og svejsninger uden fuld gennemtrængning skaber spalter, hvor chlorider koncentreres, og hvor spåndannelse starter på et niveau under det, som massen af metallet ellers ville kunne klare. Konstruer således, at spalter minimeres, foretræk svejsninger med fuld gennemtrængning, og sikr dræning, så faste partikler ikke kan opbygges.
Svejsning skal beskytte mod korrosion. For duplexmaterialer sikrer kontrolleret varmetilførsel og den rigtige tilsværsmed opretholdelse af ferrit-austenit-balancen og undgår embrittende faser; for superaustenitiske materialer kompenserer over-legerede nikkelbaserede tilsværsmeder for molybdæn-segregation i svejsningen. Varmefarvning skal fjernes, og overfladerne skal genpassiveres, fordi svejsningszoner med nedsat chromindhold er præcis det sted, hvor FGD-væske trænger ind først. Positiv materialeidentifikation af indkommende rør og fittings forhindre den kostbare fejl, at en lav-legeret legering ender i en høj-kloridzone.

Hvorfor opgraderinger ofte er nødvendige
Mange FGD-systemer blev oprindeligt bygget med forklædninger eller mindre korrosionsbestandige rustfrie stålsorter og derefter opgraderet, da indholdet af chlorider i brændslen steg, lastcykler førte til mere kondensdannelse, eller fejl i forklædningerne afslørede underlaget. Kul med højere chloridindhold, genbrug af vand, der koncentrerer salte, samt strammere emissionsgrænser, der kræver fugtige behandlingsstadier, gør miljøet mere krævende og kræver legeringer med højere PREN-værdi. Opgradering til duplex- eller superaustenitiske legeringer reducerer vægtykkelsen takket være højere styrke, mindsker vedligeholdelsesstop, og forlænger levetiden – hvilket ofte retfærdiggør de højere legeringsomkostninger over anlæggets resterende driftsår.

Praktisk vejledning
Vælg FGD-materialzoner zone for zone ud fra kloridniveau, pH, temperatur og slibning ved hjælp af PREN som en screeningsvejledning: 316L kun til milde områder, 317L og duplex 2205 til moderate til høje kloridniveauer samt 6Mo superaustenitisk eller super duplex 2507 til indgang, absorber og koncentreret væske. Minimer spalter, brug de rigtige tilsværdsmaterialer og fjern varmefarvning. Wenqiang leverer 316L-, 317L-, duplex 2205- og super duplex 2507/S32750-rør, -rør og -armaturer med PMI-, kemisk, mekanisk og korrosionstest, så operatører kan matche hver skrubberzone med en verificeret og korrekt certificeret legering.

Ofte stillede spørgsmål
Q: Hvorfor er 316L ofte utilstrækkelig til FGD-skrubbere?
A: 316L har en PREN på ca. 25 og tåler kun beskedne kloridniveauer. FGD-væsken koncentrerer klorider til flere tusinde eller titusinde ppm ved lav pH, hvorfor 316L hurtigt udvikler pitter og spaltkorrosion – bortset fra i de mildeste zoner.
Q: Hvordan vælger man rustfrit stål til forskellige FGD-zoner?
A: Kortlæg kloridkoncentration, pH, temperatur og slibeangreb for hver placering, og match derefter PREN: 316L for milde zoner, 317L og duplex 2205 for moderate til høje kloridniveauer samt 6Mo superaustenitisk eller super duplex 2507 for den aggressive indgang, absorberen og den koncentrerede væske.

Kontakt Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. på +86 577 8922 2595 for FGD-kvalitet rustfrit stålrør, -rør og -armatur i 316L, 317L, 2205 og 2507 med fuld PMI og korrosionstest. https://www.chinawqsteel.com/