Roestvrij staal voor rookgasontzwaveling (FGD) wassystemen

Wet-scrubbers voor rookgasontzwaveling (FGD) behoren tot de meest corrosieve plaatsen in een elektriciteitscentrale, en de keuze van het materiaal wordt daar bepaald door chloorverbindingen, lage pH, condenserende zuren en slijtage, en niet alleen door de temperatuur. Het juiste roestvast staal hangt af van de zone: 316L kan geschikt zijn voor milde locaties, maar de absorber, de nat-droog-grensvlakken en de gebieden met chloorconcentratie vereisen vaak 317L, duplex 2205 of superaustenitische en superduplex legeringen met 6% molybdeen. Kies een te weinig gelegeerd legering en het vertoont snel putcorrosie en spleetcorrosie; kies de juiste legering en het blijft decennia lang functioneren. Bij Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. helpen wij exploitanten om het milieu per zone in kaart te brengen en aan te passen aan de geschikte legering.

De natte FGD-omgeving
In een natte kalksteenwasser komt heet rookgas in contact met een slurrie die zwaveldioxide absorbeert, wat resulteert in een chemisch agressieve mengsel. Chloorionen, die via de steenkool het systeem binnendringen en door verdamping en recirculatie verder worden geconcentreerd, zijn de voornaamste oorzaak van putcorrosie en spleetcorrosie; hun concentratie kan oplopen tot duizenden of tienduizenden delen per miljoen in de recirculerende vloeistof. De pH is laag, vaak tussen 4 en 6 in de bulkslurrie en nog lager in lokale condensaatvorming, terwijl resterende zwavelverbindingen en opgeloste zuurstof een oxiderende zure omgeving veroorzaken.
Fysieke aanvallen verergeren de chemische aantasting. Kalksteen- en gipsdeeltjes schuren oppervlakken af, terwijl de slurrie die door spuitkoppen, sproeiers en terugvoerleidingen stroomt, beschermende lagen wegert. De ergste plekken zijn de nat-droog-grensvlakken, zoals de inlaat, waar heet gas voor het eerst contact maakt met vloeistof en waar verdamping chloriden en zuren concentreert tot agressieve lagen die zelfs goed gelegeerde materialen kunnen aanvallen.

Waarom standaardkwaliteiten tekortschieten
U bepaalt de weerstand van austenitisch of duplexstaal tegen chloridepitting met het Pitting Resistance Equivalent Number (PREN), dat ongeveer wordt berekend als chroom plus 3,3 maal molybdeen plus 16 maal stikstof. Een hoger PREN betekent dat het staal hogere chlorideconcentraties en lagere pH-waarden kan verdragen voordat pitting optreedt.

316L, met een PREN van ongeveer 25, verdraagt slechts matige chloorconcentraties en vormt snel putcorrosie in geconcentreerde FGD-vloeistof, dus wordt alleen gebruikt in de mildste zones. 317L, met extra molybdeen, breidt het toepassingsbereik iets uit. Duplex 2205 biedt zowel een hogere PREN als ongeveer dubbele sterkte bij vloeien vergeleken met 316L, waardoor dunner en sterker materiaal kan worden toegepast voor slurriepijpleidingen en absorberinterne onderdelen. Bij chloorconcentraties van tientallen duizenden ppm en dalende pH blijven alleen 6Mo superaustenitisch of superduplex 2507 betrouwbaar bestand tegen put- en spleetcorrosie.

Materiaalzones door het systeem heen
Een FGD-systeem is het best te begrijpen als een reeks omgevingen. De inlaat- en quenchzone, een nat-droog-grensgebied met heet gas, condenserende zuren en geconcentreerde chloriden, is de meest extreme omgeving en vereist doorgaans 6Mo-superaustenitisch materiaal of gevoerde constructies. Het absorbervat en zijn interne onderdelen, spuitkoppen en recirculatieleidingen worden blootgesteld aan een geconcentreerde, abrasieve, chloride-rijke slurrie bij matige temperatuur; hier worden vaak duplex 2205 of superaustenitische legeringen toegepast. Recirculatie- en afvoerleidingen voor slurrie, die onderhevig zijn aan erosie-corrosie, profiteren van de sterkte en het PREN-waarde van duplexmateriaal. De uitlaatkanal en het mistafschermgebied zijn koeler en vaak lager in chloridegehalte, maar wel nat en zuur; hier kan afhankelijk van lokale omstandigheden 317L of duplex worden gebruikt. Opgewarmde of droge leidingen stroomafwaarts vormen een mildere omgeving en kunnen daarom minder geavanceerde legeringen verdragen.
Aangezien elke zone verschilt, is één legering zelden geschikt voor het gehele systeem. Te veel specificeren overal leidt tot geldverspilling; te weinig specificeren bij de inlaat of de absorber leidt tot storingen. Het in kaart brengen van de chlorideconcentratie, pH, temperatuur en slijtage op elke locatie is de gedisciplineerde manier om te kiezen.

Kieren, lassen en fabricage
Zelfs de juiste legering faalt vroegtijdig als kieren en lassen worden verwaarloosd. Pakkingen, gebolte overlappende verbindingen, afzettingen en lassen met onvolledige doordringing vormen kieren waarin chloriden zich concentreren en putcorrosie ontstaat onder het niveau dat het massieve metaal normaal zou verdragen. Ontwerp zo dat kieren worden geminimaliseerd, geef de voorkeur aan lassen met volledige doordringing en zorg voor afvoer zodat zich geen vaste stoffen ophopen.
Lassen moet de corrosiebestendigheid beschermen. Voor duplexlegeringen zorgen een gecontroleerde warmtetoevoer en de juiste lasmaterialen voor behoud van het ferrite-austeniet-evenwicht en voorkomen bros wordende fasen; voor superaustenitische legeringen compenseren overgelegeerde nikkelgebaseerde lasmaterialen de molybdeen-segregatie in de lasnaad. De hitteverkleuring moet worden verwijderd en de oppervlakken opnieuw gepassiveerd, omdat de chroom-arme lasgebieden precies waar de FGD-vloeistof naartoe stroomt bij eerste contact. Positieve materiaalidentificatie van binnenkomende buizen en fittingen voorkomt de kostbare fout dat een ‘lean’-legering terechtkomt in een zone met hoog chloridegehalte.

Waarom upgrades vaak nodig zijn
Veel FGD-systemen werden oorspronkelijk gebouwd met voeringen of minder gevoelige roestvaststaalsoorten, en later geüpgraded toen het chloorgehalte van de brandstof steeg, wisselende belasting meer condensatie veroorzaakte of voeringsfouten het substraat blootstelden. Kolen met een hoger chloorgehalte, waterrecirculatie die zouten concentreert en strengere emissiegrenzen die natte behandelingstrappen toevoegen, verplaatsen allemaal het milieu in de richting van legeringen met een hogere PREN-waarde. Een upgrade naar duplex- of superaustenitische kwaliteiten vermindert de wanddikte dankzij hogere sterkte, vermindert onderhoudsstilstanden en verlengt de levensduur, wat vaak de hogere legeringskosten gedurende de resterende bedrijfsjaren van de installatie rechtvaardigt.

Praktische handleiding
Selecteer FGD-materialen per zone op basis van chloridegehalte, pH, temperatuur en slijtage, met gebruik van PREN als richtlijn voor eerste selectie: 316L alleen voor milde gebieden, 317L en duplex 2205 voor matig tot hoog chloridegehalte, en 6Mo superaustenitisch of superduplex 2507 voor de inlaat, absorber en geconcentreerde vloeistof. Minimaliseer spleten, gebruik de juiste lasmaterialen en verwijder hitteverkleuring. Wenqiang levert 316L-, 317L-, duplex-2205- en superduplex-2507/S32750-buizen, -pijpen en -fittingen met PMI-, chemische-, mechanische- en corrosietests, zodat exploitanten elke scrubberzone kunnen koppelen aan een geverifieerd en correct gecertificeerd legering.

Veelgestelde Vragen
V: Waarom is 316L vaak ontoereikend voor FGD-scrubbers?
A: 316L heeft een PREN van ongeveer 25 en weerstaat slechts matige chloridegehalten. In FGD-vloeistoffen concentreren chloriden zich tot duizenden of tienduizenden ppm bij lage pH, waardoor 316L snel putvorming en spleetcorrosie vertoont, behalve in de mildste zones.
V: Hoe kiest u roestvast staal voor verschillende FGD-zones?
A: Bepaal de chlorideconcentratie, pH, temperatuur en slijtage op elke locatie, en kies vervolgens het geschikte materiaal op basis van de PREN-waarde: 316L voor milde zones, 317L en duplex 2205 voor matige tot hoge chlorideconcentraties, en 6Mo superaustenitisch of superduplex 2507 voor de agressieve inlaat-, absorptie- en geconcentreerde vloeistofzones.

Voor roestvaststalen buizen, buisjes en fittingen van FGD-kwaliteit in 316L, 317L, 2205 en 2507, met volledige PMI- en corrosietests, neem contact op met Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. via +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/