پلپ اور کاغذ میں ڈوپلیکس S31803: کرافٹ اور سلفائٹ ڈائجسٹر میں سنکنرن مزاحمت

ڈوپلیکس S31803(UNS S31803, 22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) جدید گودا اور کاغذ ڈائجسٹر کے لیے ورک ہارس سٹینلیس سٹیل ہے۔ یہ 180 ڈگری سینٹی گریڈ تک کرافٹ وائٹ شراب میں کاسٹک اسٹریس کریکنگ کے خلاف مزاحمت کرتا ہے اور کلورائیڈ آلودگی کے ساتھ سلفائٹ شراب میں ڈالتا ہے، 316L پر 30-50 فیصد پریمیم پر 20-30 سال کی سروس لائف فراہم کرتا ہے لیکن 40-60 فیصد کم 20 سالہ TCO۔

پلپ اور پیپر ملز ڈائجسٹرز کے لیے S31803 کو 304L اور 316L سے زیادہ کیوں منتخب کرتی ہیں؟

S31803 ڈائجسٹر سروس میں 304L اور 316L کی جگہ لے لیتا ہے کیونکہ یہ صرف 30-50 فیصد زیادہ مادی لاگت پر 2-3x طویل سروس لائف فراہم کرتا ہے، جبکہ کاسٹک اسٹریس سنکنرن کریکنگ دونوں کے خلاف مزاحمت کرتا ہے جو کرافٹ ڈائجسٹرز میں 316L کو تباہ کرتا ہے اور کلورائیڈ پٹنگ جو کہ sulfiders میں 316L پر حملہ کرتا ہے۔

گودا اور کاغذ ڈائجسٹر بنیادی طور پر بڑے دباؤ والے برتن ہیں جو جارحانہ کیمیکلز میں اعلی درجہ حرارت پر لکڑی کے چپس پکاتے ہیں۔ دو غالب عمل، کرافٹ (الکلائن) اور سلفائٹ (تیزاب)، دو بالکل مختلف سنکنرن ماحول پیدا کرتے ہیں۔ معیاری آسٹینیٹک درجات جیسے کہ 304L اور 316L تاریخی انتخاب تھے، لیکن 1980 اور 1990 کی دہائیوں میں دستاویزی فیلڈ کی ناکامیوں (TAPPI Journal, 1992; Outokumpu Corrosion Handbook) سے پتہ چلتا ہے کہ 316L کو کاسٹک سٹریس کا سامنا کرنا پڑا کیونکہ K100 میں C1 میں سفید درجہ حرارت میں شدید کریکنگ اور سفید درجہ حرارت میں کمی کلورائڈ آلودگی کے ساتھ سلفائٹ شراب میں گڑھا ڈالنا۔

S31803 نے 1980 کی دہائی کے اوائل میں ڈائجسٹر سروس میں داخل کیا اور اس کے بعد سے نئے ڈائجسٹروں اور بڑے ریٹروفٹس کے لیے صنعت کا معیار بن گیا ہے کیونکہ اس کا ڈوپلیکس مائیکرو اسٹرکچر (تقریباً 50 فیصد فیرائٹ، 50 فیصد آسٹنائٹ) فیریٹک گریڈز کی کلورائیڈ مزاحمت کو سختی اور فاسدیت کے ساتھ جوڑتا ہے۔ جدید ملیں رپورٹ کرتی ہیں کہ S31803 ڈائجسٹر 25-30 سال بعد بھی دیوار کی موٹائی میں نہ ہونے کے برابر کمی کے ساتھ سروس میں ہیں، جبکہ موازنہ کرنے والے 316L ڈائجسٹروں کو ہر 10-15 سال بعد بڑی مرمت یا تبدیلی کی ضرورت ہوتی ہے۔

ماخذ: TAPPI جرنل والیوم. 75، نمبر. 3 (1992)؛ Outokumpu Corrosion ہینڈ بک، 10 واں ایڈیشن، سیکشن 7.3؛ ASM ہینڈ بک والیم 13A، Corrosion، 2003۔

S31803 ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کیا ہے اور اس کا ڈھانچہ سنکنرن کو کیسے روکتا ہے؟

S31803 ایک 22 فیصد کرومیم، 5 فیصد نکل، 3 فیصد مولیبڈینم، 0.15 فیصد نائٹروجن ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل (UNS S31803) ایک متوازن فیرائٹ-آسٹینائٹ مائیکرو سٹرکچر ہے جو کلورائڈ پٹنگ اور کریک ریزسٹنس (capr) دونوں کو فراہم کرتا ہے۔ مزاحمت 304L اور 316L سے بہتر ہے۔

S31803 کی سنکنرن مزاحمت مرکب ساز عناصر اور اس کے دو-فیز مائیکرو اسٹرکچر کے عین امتزاج سے حاصل ہوتی ہے۔ کرومیم (21-23 فیصد) ایک مستحکم غیر فعال فلم بناتا ہے جو عام سنکنرن اور آکسیڈیشن سے بچاتا ہے۔ Molybdenum (2.5-3.5 فیصد) ڈرامائی طور پر کلورائیڈ کے گڑھے اور کریائس سنکنرن کے خلاف مزاحمت کو بہتر بناتا ہے۔ نائٹروجن (0.08-0.20 فیصد) آسٹنائٹ فیز کو مستحکم کرتا ہے، پٹنگ ریزسٹنس مساوی نمبر (PREN) کو بڑھاتا ہے، اور انٹرسٹیشل ٹھوس محلول کی مضبوطی کے ذریعے طاقت میں اضافہ کرتا ہے۔

316L (10-14 فیصد) کے مقابلے میں کم نکل کا مواد (4.5-6.5 فیصد) اور فیرائٹ فیز دونوں کاسٹک اسٹریس سنکنرن کریکنگ کے خلاف زیادہ مزاحمت میں حصہ ڈالتے ہیں۔ PREN قدر، Cr فیصد جمع 3.3 گنا Mo فیصد جمع 16 گنا N فیصد، S31803 کے لیے 32-35 ہے، 316L کے لیے 23-26 کے مقابلے میں۔ یہ تقریباً 30-40 فیصد زیادہ PREN براہ راست کلورائڈ پر مشتمل ماحول جیسے سلفائٹ ڈائجسٹر میں کم پٹنگ کی شرح کا ترجمہ کرتا ہے۔

ٹیبل 1. S31803 کیمیائی ساخت (ASTM A240 UNS S31803)

ماخذ: ASTM A240/A240M-24 معیاری تفصیلات برائے کرومیم اور کرومیم نکل سٹینلیس سٹیل پلیٹ پریشر ویسلز کے لیے۔

ٹیبل 2. کمرے اور ڈائجسٹر کے درجہ حرارت میں S31803 مکینیکل پراپرٹیز

ماخذ: ASTM A240-24; Outokumpu 2205/S31803 ڈیٹا شیٹ؛ انڈسٹیل/واٹر ہاؤس ڈیٹا بیس۔

کرافٹ ڈائجسٹر کون سے سنکنرن چیلنجز تخلیق کرتے ہیں؟

کرافٹ ڈائجسٹر اعلی درجہ حرارت (170-180 ڈگری سینٹی گریڈ)، سخت الکلائن سفید شراب (8-12 فیصد NaOH، 2-4 فیصد Na2S، pH 13 سے اوپر)، اور دو بنیادی ناکامی کے موڈز بنانے کے لیے چکراتی دباؤ کے دباؤ کو یکجا کرتے ہیں: کاسٹک اسٹریس کرشن کریکنگ (CSCC) اور عام سنکنرن، جو دونوں L3ag40 اور L3ag40 پر حملہ کرتے ہیں۔ صرف 8-15 سال کی عام خدمت زندگی۔

کرافٹ کا عمل لکڑی کے چپس کو سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ (NaOH) اور سوڈیم سلفائیڈ (Na2S) کے مرکب میں، جسے سفید شراب کہا جاتا ہے، 170-180 ڈگری سینٹی گریڈ پر 1-3 گھنٹے تک پکاتا ہے۔ کھانا پکانے کے بعد، نتیجے میں کالی شراب میں تحلیل شدہ لگنین، ہیمی سیلولوز، اور بقایا الکلی ہوتی ہے۔ دونوں ماحول معیاری آسٹینیٹک سٹینلیس سٹیل کے لیے انتہائی سنکنرن ہیں۔

سفید شراب میں 304L اور 316L کے لیے کاسٹک اسٹریس سنکنرن کریکنگ غالب ناکامی کا موڈ ہے۔ 100 ڈگری سینٹی گریڈ پر 50 فیصد NaOH میں CSCC کی حد Kraft digesters کے آپریٹنگ حالات سے کافی نیچے ہے، اور پریشر سائیکلنگ سے ہونے والا تناؤ شگاف شروع ہونے کو تیز کرتا ہے۔ 180 ڈگری سینٹی گریڈ پر سفید شراب میں 304L کے لیے عام سنکنرن کی شرح 0.1-0.3 ملی میٹر فی سال ہے، اور 316L کے لیے وہ 0.05-0.15 ملی میٹر سالانہ ہیں۔ 20 سالہ ڈیزائن کی زندگی میں، یہ عام 6-10 ملی میٹر سنکنرن الاؤنس کا 2-3 ملی میٹر استعمال کرتا ہے۔ کچھ آلات میں تحلیل شدہ آرگینکس، سلفائیڈ آئنوں، اور زیادہ درجہ حرارت کی وجہ سے سیاہ شراب کی طرف اور بھی زیادہ جارحانہ ہے۔

جدول 3۔ کرافٹ ڈائجسٹر کے سنکنرن موڈز بذریعہ مواد (سفید شراب کی خدمت)

ماخذ: TAPPI جرنل 1992-2010 سنکنرن مطالعہ؛ AISI سٹینلیس سٹیل ڈائجسٹ؛ سینڈوک ڈوپلیکس ڈائجسٹر کے تجربے کی رپورٹیں۔

سلفائٹ ڈائجسٹر کون سے سنکنرن چیلنجز پیدا کرتے ہیں؟

سلفائٹ ڈائجسٹر 130-160 ڈگری سینٹی گریڈ پر تیزابی بیسلفائٹ یا گندھک کے تیزاب کے محلول (pH 1-5، 4-8 فیصد کل SO2) پر کام کرتے ہیں جس میں گودا دھونے سے کلورائیڈ کی آلودگی ہوتی ہے، ایسا ماحول پیدا ہوتا ہے جس میں عام سنکنرن، پٹنگ، اور انٹرگرانولر حملے کے بجائے شدید کریک، corrosion، corrosion کے ذریعے اثر انداز ہوتا ہے 5-10 سال۔

سلفائٹ کا عمل لکڑی کے چپس سے لگنن کو تحلیل کرنے کے لیے سلفرس ایسڈ (H2SO3) اور بیسلفائٹ آئنوں (HSO3-) کا استعمال کرتا ہے۔ کھانا پکانے کا تیزاب عام طور پر SO2 کو پانی میں جذب کرکے تیار کیا جاتا ہے، جس سے 4-8 فیصد کل SO2 کا محلول حاصل ہوتا ہے جس میں pH 1 (تیزاب سلفائٹ) سے 4-5 (بائسلفائٹ) ہوتا ہے۔ کھانا پکانے کے دوران، پی ایچ عام طور پر تیزاب کے استعمال کے ساتھ بڑھتا ہے، لیکن کلورائیڈ آئن دھونے کے پانی اور خود لکڑی سے نظام میں داخل ہوتے ہیں (خاص طور پر ساحلی علاقوں میں)۔ سلفائٹ کوکنگ ایسڈ میں عام کلورائیڈ کی سطح 50-500 پی پی ایم تک ہوتی ہے، لیکن نمکین پانی کا استعمال کرتے وقت یہ 1000 پی پی ایم سے زیادہ ہو سکتی ہے۔

کم پی ایچ، اعلی درجہ حرارت، اور کلورائیڈ کی آلودگی کا یہ مجموعہ 316L کو سلفائٹ ڈائجسٹر سروس کے لیے غیر موزوں بنا دیتا ہے۔ فیلڈ اسٹڈیز نے ایسڈ سلفائٹ سروس میں 316L کے لیے 150 ڈگری سینٹی گریڈ 0.5-1.5 ملی میٹر فی سال پر پٹنگ کی شرحوں کو دستاویزی کیا ہے، جس میں 5-8 سالوں میں دیوار کے ذریعے ناکامی ہوتی ہے۔ S31803 اپنے 3 فیصد مولیبڈینم اور 0.15 فیصد نائٹروجن کے ساتھ نمایاں طور پر بہتر مزاحمت پیش کرتا ہے، اسی طرح کے حالات میں عام طور پر 0.05 ملی میٹر فی سال سے کم پٹنگ کی شرح کے ساتھ۔

ٹیبل 4. مواد کے لحاظ سے سلفائٹ ڈائجسٹر سنکنرن کی شرح (150 ڈگری سینٹی گریڈ سروس)

ماخذ: TAPPI جرنل والیوم. 78 (1995)؛ Avesta شیفیلڈ سنکنرن ہینڈ بک؛ سینڈوک 2205 سلفائٹ مل کیس اسٹڈیز۔

S31803 وقت کے ساتھ Kraft Digesters میں کیسے کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے؟

S31803 کو 1980 کی دہائی سے کرافٹ ڈائجسٹروں میں کامیابی کے ساتھ استعمال کیا جا رہا ہے، سفید شراب کی خدمت میں عام سنکنرن کی شرح 0.05 ملی میٹر فی سال سے کم ہے اور 180 ڈگری سینٹی گریڈ تک درجہ حرارت پر کاسٹک اسٹریس سنکنرن کے خلاف مزاحمت کا مظاہرہ کرتا ہے، جس میں دستاویزی سروس کی زندگی مسلسل 25 سال سے زیادہ ہے۔

شمالی امریکہ، یورپ اور ایشیا کی بڑی پلپ اور پیپر ملز سے طویل مدتی کارکردگی کا ڈیٹا اس بات کی تصدیق کرتا ہے کہ S31803 کرافٹ ڈائجسٹروں میں قابل اعتماد سروس فراہم کرتا ہے جب صحیح طریقے سے ویلڈنگ اور من گھڑت ہو۔ 1985 اور 2005 کے درمیان S31803 کلیڈنگ یا ٹھوس تعمیر کے ساتھ بنائے گئے 47 ڈائجسٹروں کی ٹیکنیکل ایسوسی ایشن آف پلپ اینڈ پیپر انڈسٹری (ٹی اے پی پی آئی) کے 2010 کے سروے سے پتہ چلتا ہے: (1) 20 سال کی سروس کے بعد دیوار کی موٹائی کا اوسط نقصان 0.8 ملی میٹر تھا، عام طور پر کنوئیں کے ڈیزائن کے اندر 10 ملی میٹر کی اجازت ہے؛ (2) اسی مدت کے دوران 316L ڈائجسٹروں میں 23 فیصد کی ناکامی کی شرح کے مقابلے میں، S31803 اجزاء میں کاسٹک اسٹریس سنکنرن کے کریکنگ کے واقعات کی اطلاع صفر ہے۔ (3) 20 سال کے تھرمل سائیکلنگ کے بعد کوئی قابل پیمائش فیرائٹ-آسٹینائٹ کا تناسب تبدیل نہیں ہوتا ہے۔ کلیدی کارکردگی میں فرق کرنے والا دوہری{21}فیز ڈھانچہ ہے: فیرائٹ فیز کاسٹک ایس سی سی کے خلاف مزاحمت کرتا ہے، جب کہ آسٹنائٹ فیز نوزلز اور شاخوں پر پریشر سائیکلنگ اور تناؤ کے ارتکاز کو سنبھالنے کے لیے درکار سختی فراہم کرتا ہے۔ S31803 کو ASME BPVC سیکشن VIII کے تحت 180 ڈگری سینٹی گریڈ تک کام کرنے والے مسلسل ڈائجسٹروں میں استعمال کے لیے بھی منظور کیا گیا ہے، اور اسے مکمل ڈائجسٹر کی تعمیر کے لیے پلیٹ (ASTM A240)، پائپ (ASTM A790)، فٹنگز (ASTM A815) اور فورجنگز (ASTM A182) کے طور پر فراہم کیا جا سکتا ہے۔

• سفید شراب میں سنکنرن کی شرح (170-180 ڈگری سینٹی گریڈ، 8-12 فیصد NaOH): 0.01-0.05 ملی میٹر فی سال
• کالی شراب میں سنکنرن کی شرح (170-180 ڈگری سینٹی گریڈ، سلفائیڈ سے بھرپور): 0.02-0.06 ملی میٹر فی سال
• دستاویزی خدمت زندگی: 25-30+ سال مسلسل ڈائجسٹر سروس میں
• کاسٹک ایس سی سی تھریشولڈ: عام ڈائجسٹر سروس میں 200 ڈگری سینٹی گریڈ سے کم نہیں دیکھا جاتا
• 180 ڈگری سینٹی گریڈ تک ڈیزائن درجہ حرارت پر ASME BPVC سیکشن VIII کی تعمیر کے لیے منظور

S31803 سلفائٹ ڈائجسٹرز میں کیسے کام کرتا ہے اور اس کی حدود کیا ہیں؟

S31803 150 ڈگری سینٹی گریڈ پر ایسڈ سلفائٹ سروس میں 0.05-0.20 ملی میٹر فی سال کی عام سنکنرن کی شرح کے ساتھ سلفائٹ ڈائجسٹر سنکنرن کے خلاف بہترین مزاحمت فراہم کرتا ہے اور پٹنگ کی شرح عام طور پر 0.05 ملی میٹر فی سال سے کم ہوتی ہے، حالانکہ 904L یا بہتر S3220 پی ایم 500 پی ایم کے حالات کے لیے بہت زیادہ ہونا چاہیے۔ یا 160 ڈگری سینٹی گریڈ سے زیادہ درجہ حرارت۔

سلفائٹ ڈائجسٹر سروس میں، S31803 بنیادی طور پر اس کے مولیبڈینم مواد (2.5-3.5 فیصد) کی وجہ سے محدود ہے جو زیادہ تر مل حالات کے لیے کافی ہے لیکن انتہائی جارحانہ ماحول میں معمولی ہو جاتا ہے۔ 1990 کی دہائی سے کام کرنے والی 12 یورپی سلفائٹ ملوں کے فیلڈ تجربے سے پتہ چلتا ہے: S31803 ڈائجسٹر اجزاء کی اوسط سروس لائف 18-22 سال ہے، جبکہ 316L کے لیے 5-8 سال کے مقابلے میں۔

ایسڈ سلفائٹ سروس میں 200 پی پی ایم کلورائڈ کے ساتھ 150 ڈگری سینٹی گریڈ پر پٹنگ کی شرح 0.03-0.08 ملی میٹر سالانہ ہے۔ تاہم، جب کلورائیڈ 500 پی پی ایم سے زیادہ ہو جائے (گودا دھونے کے لیے ساحلی ملوں میں سمندری پانی کا استعمال عام ہے)، S31803 کی پٹنگ کی شرح 0.10-0.20 ملی میٹر سالانہ تک بڑھ سکتی ہے۔ ان حالات میں، S32205 (سخت کمپوزیشن کنٹرول کے ساتھ بہتر ورژن اور 35-38 کے اعلی PREN) یا 904L (4-5 فیصد Mo کے ساتھ) میں اپ گریڈ کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ نئے سلفائٹ ڈائجسٹروں کے لیے جو 25+ سال کی سروس لائف کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں، مین ویسل اور ڈائجسٹر اسکرینز کے لیے مخصوص مواد کا انتخاب S32205 ہے، جس میں سب سے زیادہ جارحانہ زونز جیسے چپ فیڈ سسٹم اور ایسڈ پری ہیٹ ٹیوبز کے لیے 904L یا الائے 825 ہے۔

• ایسڈ سلفائٹ میں عام سنکنرن (پی ایچ 1-2، 150 ڈگری سی): 0.05-0.20 ملی میٹر فی سال
• 150 ڈگری سینٹی گریڈ پر 200 پی پی ایم کلورائیڈ کے ساتھ پٹنگ:<0.05 mm per year
• 150 ڈگری سینٹی گریڈ پر 500 پی پی ایم کلورائڈ کے ساتھ پٹینگ: 0.10-0.20 ملی میٹر فی سال (اپ گریڈ کرنے کی سفارش کی جاتی ہے)
• زیادہ سے زیادہ تجویز کردہ سروس کا درجہ حرارت: ایسڈ سلفائٹ میں 160 ڈگری سینٹی گریڈ، بیسلفائٹ میں 170 ڈگری سینٹی گریڈ
• متوقع سروس کی زندگی: عام سلفائٹ سروس میں 18-22 سال

S31803 بمقابلہ 316L بمقابلہ S32205 بمقابلہ 904L بمقابلہ الائے 825: کون سا مواد کس ڈائجسٹر کے لیے؟

سفید شراب میں 170-180 ڈگری سینٹی گریڈ پر کام کرنے والے عام کرافٹ ڈائجسٹروں کے لیے، S31803 بہترین لاگت اور کارکردگی کے تناسب کے ساتھ سب سے زیادہ کفایتی انتخاب ہے۔ سلفائٹ ڈائجسٹرز کے لیے، S32205 (بہتر ورژن) یا 904L کو 500 پی پی ایم سے زیادہ کلورائیڈ کے حالات یا 160 ڈگری سینٹی گریڈ سے زیادہ درجہ حرارت پر غور کیا جانا چاہیے۔ 1000 پی پی ایم سے زیادہ کلورائڈز کے ساتھ شدید سلفائٹ سروس کے لیے، زیادہ قیمت کے باوجود ایلائے 825 ترجیحی انتخاب بن جاتا ہے۔

ڈائجسٹر سروس کے لیے مواد کے انتخاب کے لیے سنکنرن مزاحمت، مکینیکل خصوصیات، ویلڈیبلٹی، دستیابی اور لاگت میں توازن کی ضرورت ہوتی ہے۔ نیچے دی گئی جدول چھ سب سے زیادہ سمجھے جانے والے مواد کے لیے فیصلہ کن عوامل کا خلاصہ کرتی ہے۔ S31803 ایک منفرد مقام رکھتا ہے کیونکہ یہ تقریباً نصف قیمت پر اعلی نکل کے مرکب کی سنکنرن مزاحمت کا 80-90 فیصد پیش کرتا ہے۔

بہتر ورژن S32205 (UNS S32205، جسے SAF 2205 کے نام سے بھی فروخت کیا جاتا ہے) نئے ڈائجسٹروں کے لیے تیزی سے مخصوص کیا جاتا ہے کیونکہ اس میں ساخت کی سخت حدیں، اعلیٰ کم از کم PREN (35-38 بمقابلہ 32-35)، اور مقامی سنکنرن کے خلاف بہتر مزاحمت ہے۔ گودا اور کاغذ کے عمل کے حالات کی مکمل رینج کو سنبھالنے والے ڈائجسٹروں کے لیے، عام انتخاب یہ ہے: (1) ربڑ کے استر کے ساتھ کاربن اسٹیل یا درجہ حرارت کی حد کے ساتھ غیر اہم آلات کے لیے انحیبیٹر انجکشن؛ (2) معیاری کرافٹ اور بیسلفائٹ ڈائجسٹر کے لیے S31803 یا S32205؛ (3) ہائی کلورائڈ کے ساتھ ایسڈ سلفائٹ ڈائجسٹر کے لیے 904L؛ (4) کھارے پانی سے کلورائیڈ کی آلودگی کے ساتھ انتہائی شدید ایسڈ سلفائٹ سروس کے لیے الائے 825۔

ٹیبل 5. گودا اور کاغذ ڈائجسٹر کے لیے میٹریل سلیکشن میٹرکس

ماخذ: ASM ہینڈ بک والیوم. 13A Corrosion (2003)؛ Outokumpu Corrosion ہینڈ بک 10th ed.; TAPPI انجینئرنگ کتابچے؛ مجموعی مل کا تجربہ 1985-2020۔

ڈائجسٹر سروس کے لیے S31803 کو کس طرح ویلڈ کیا جانا چاہیے؟

ڈائجسٹر سروس کے لیے S31803 کو ER2209 فلر میٹل، 0.5-2.0 kJ/mm کا کنٹرول شدہ ہیٹ ان پٹ، 150 ڈگری سینٹی گریڈ سے کم انٹر پاس درجہ حرارت، اور 1020- پر ویلڈ سلوشن اینیلنگ کے بعد اور 1100 ڈگری سینٹی گریڈ کو بیلنس کرنے کے لیے 1100 ڈگری سینٹی گریڈ پر موٹا ہونا ضروری ہے۔ گرمی سے متاثرہ زون میں سگما مرحلے کی تشکیل سے بچیں۔

ویلڈنگ S31803 ڈائجسٹر بنانے کا سب سے اہم مرحلہ ہے کیونکہ غلط طریقہ کار بنیادی دھات کی سنکنرن مزاحمت کو ختم کر سکتا ہے۔ کلیدی اصول یہ ہیں: (1) ER2209 فلر میٹل کا استعمال کریں (22Cr-9Ni-3Mo کمپوزیشن سے مماثل) کیونکہ ER308L یا ER316L فلرز ڈائجسٹر سروس میں گالوانک سنکنرن خلیات بنائیں گے۔ (2) ہیٹ ان پٹ کو 0.5-2.0 kJ/mm تک محدود کریں تاکہ HAZ میں اناج کی ضرورت سے زیادہ افزائش کو روکا جا سکے، جو فیرائٹ کی افزودگی اور سختی کو کم کرنے کا باعث بنتا ہے۔ (3) 600-900 ڈگری سینٹی گریڈ کی حد میں سگما مرحلے کی بارش سے بچنے کے لیے انٹر پاس کا درجہ حرارت 150 ڈگری سینٹی گریڈ (ترجیحی طور پر 100 ڈگری سینٹی گریڈ سے نیچے) رکھیں۔ (4) 25 ملی میٹر سے زیادہ موٹی پلیٹوں کے لیے، 1020-1100 ڈگری سینٹی گریڈ پر ایک حل اینیل کریں جس کے بعد ڈوپلیکس ڈھانچہ کو بحال کرنے کے لیے تیزی سے پانی بجھایا جائے؛ (5) روٹ پاس کے آکسیڈیشن کو روکنے کے لیے 50 پی پی ایم سے کم آکسیجن کے ساتھ 99.99 فیصد خالص آرگن بیکنگ گیس استعمال کریں۔ 600-900 ڈگری سینٹی گریڈ پر ویلڈ کے بعد ہیٹ ٹریٹمنٹ سے سختی سے گریز کیا جانا چاہیے کیونکہ یہ درجہ حرارت کی حد ہے جہاں S31803 میں سگما اور چی فیزز تیزی سے پھیلتے ہیں، جس کی وجہ سے شدید جھنجھٹ اور سنکنرن مزاحمت کا نقصان ہوتا ہے۔ تیز رفتار ٹھنڈک کے بعد حل اینیلنگ ہی گرمی کا واحد محفوظ علاج ہے۔

ٹیبل 6. ڈائجسٹر سروس کے لیے S31803 ویلڈنگ کے پیرامیٹرز

ماخذ: AWS D1.6 سٹرکچرل ویلڈنگ کوڈ - سٹینلیس سٹیل؛ ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کے لیے آؤٹوکمپو ویلڈنگ ہینڈ بک؛ Sandvik 2205 ویلڈنگ کے رہنما خطوط۔

کیس اسٹڈی: کرافٹ مل مسلسل ڈائجسٹر لائنر کی تبدیلی

نارتھ امریکن کرافٹ مل نے 2010 میں 316L ڈائجسٹر لائنر کے اجزاء کو S31803 سے تبدیل کیا۔ سفید اور کالی شراب میں 175 ڈگری سینٹی گریڈ پر 14 سال کی مسلسل سروس کے بعد، الٹراسونک موٹائی کے سروے میں کوئی قابل پیمائش دیوار گرنے اور کاسٹک اسٹریس سنکنرن کے کریکنگ کے واقعات نہیں دکھائے گئے، نئے Kraft ڈائجسٹر کی تعمیر کے معیار کے طور پر S31803 کی توثیق کی۔

مل ایک مسلسل کامیر ڈائجسٹر چلاتی تھی جس سے روزانہ 1,500 ہوا-خشک ٹن گودا پیدا ہوتا تھا، جس میں سفید شراب 175 ڈگری سینٹی گریڈ اور 10 فیصد NaOH ارتکاز تھی۔ اصل 316L لائنر کے اجزاء کو 2008 اور 2009 میں دو CSCC کی ناکامی کا سامنا کرنا پڑا تھا، جس کے لیے ڈاؤن ٹائم اور ویلڈنگ میں 1.2 ملین ڈالر کی ہنگامی مرمت کی ضرورت تھی۔ 2010 میں، مل نے اوپری ڈائجسٹر لائنر سیکشن (تقریباً 8 ٹن پلیٹ) کو S31803 کے ساتھ کاربن اسٹیل کی پشت پناہی سے تبدیل کرنے کا انتخاب کیا۔ متبادل کو ER2209 فلر کے ساتھ ویلڈیڈ کیا گیا تھا، ہیٹ ان پٹ کو 1.0-1.8 kJ/mm تک کنٹرول کیا گیا تھا، 120 ڈگری سینٹی گریڈ سے نیچے انٹرپاس، اور موٹی پلیٹ کے حصوں پر 1050 ڈگری سی سلوشن اینیل۔ 2010 سے 2024 تک سالانہ الٹراسونک موٹائی کے سروے میں کوئی قابل پیمائش دیوار کا نقصان نہیں دکھایا گیا ہے (پیمائش کی غیر یقینی صورتحال پلس یا مائنس 0.2 ملی میٹر)۔ 2024 کے معائنے میں بے نقاب ویلڈ سطحوں پر فیرائٹ گنتی کی پیمائش بھی شامل تھی، جس نے 45-55 فیصد کی قدریں ظاہر کیں، اس بات کی تصدیق کی کہ ڈوپلیکس ڈھانچہ برقرار ہے۔ اس تجربے کی بنیاد پر، مل نے تمام نئے ڈائجسٹر اجزاء اور بڑے ریٹروفٹس کے لیے S31803 کو معیاری بنایا ہے۔

ماخذ: JN Alloy کسٹمر کے ذریعہ فراہم کردہ فیلڈ کیس، گمنام۔ مل انجینئرنگ ٹیم کے ذریعے آپریٹنگ ڈیٹا کی تصدیق کی گئی۔

کیس اسٹڈی: سلفائٹ مل ڈائجسٹر اسکرین باسکٹ اپ گریڈ

ایک یورپی سلفائٹ مل کو 2008 میں ڈائجسٹر اسکرین ٹوکریوں کے لیے 316L سے S31803 میں اپ گریڈ کیا گیا، جس سے سروس لائف میں 3 گنا اضافہ ہوا (4 سال سے 12 سال تک) اور سالانہ اسکرین کی تبدیلی کی دیکھ بھال کے اخراجات کو تقریباً 60 فیصد تک کم کیا گیا، S3180 میں S3180 کی مضبوط قیمت کا مظاہرہ

مل مقامی پانی کے ذرائع سے 150-250 پی پی ایم کے کوکنگ ایسڈ پی ایچ 1.5-2.0 اور کلورائڈ آلودگی کے ساتھ 145 ڈگری سینٹی گریڈ پر تحلیل کرنے والا گودا تیار کرنے والا بیچ سلفائٹ ڈائجسٹر چلاتی ہے۔ اصل 316L اسکرین ٹوکریوں کو 3-4 سال کی سروس کے بعد شدید گڑبڑ اور دیوار کے اندر ناکامی کا سامنا کرنا پڑا، جس کے لیے سالانہ 180,000 ڈالر کی لاگت سے مواد کی ضرورت ہوتی ہے اور پیداوار ختم ہو جاتی ہے۔ 2008 میں، مل کو ASTM A240 پلیٹ اور ER2209 ویلڈیڈ سپورٹ سے تیار کردہ S31803 اسکرین ٹوکریوں میں اپ گریڈ کیا گیا۔ 12 سال کی خدمت کے بعد، 2020 کے معائنے میں اصل 6 ملی میٹر پلیٹ پر صرف 0.3-0.5 ملی میٹر کی گہرائی دکھائی گئی، جس میں دیوار کے اندر کوئی خرابی نہیں تھی۔

متوقع بقایا زندگی 8-10 ​​اضافی سال ہے۔ سالانہ لاگت کا تجزیہ: S31803 کی ابتدائی لاگت 316L لاگت سے 1.5x تھی (50,000 ڈالر بمقابلہ 33,000 ڈالر)، لیکن سروس لائف تین گنا بڑھ گئی، جس سے سالانہ مادی لاگت میں 50 فیصد کی کمی واقع ہوئی۔ غیر منصوبہ بند ڈاؤن ٹائم کے خاتمے کے ساتھ مل کر، کل سالانہ بچت تقریباً 110,000 ڈالر تھی۔ اس کے بعد مل نے تمام ڈائجسٹر انٹرنلز بشمول چپ فیڈ سکرو، سرکولیشن اسکرینز، اور بلو ٹینک ڈفیوزر کے لیے S31803 کی وضاحت کی ہے۔

ماخذ: Sandvik 2205 سلفائٹ مل کیس اسٹڈی، JN Alloy کسٹمر پروفائل کے لیے ترمیم شدہ؛ کراس-ٹی اے پی پی آئی ڈائجسٹر جزو سروے کے ساتھ حوالہ دیا گیا ہے۔

ڈائجسٹر ایپلی کیشنز کے لیے S31803 کو کون سے معیارات پر عمل کرتے ہیں؟

ڈائجسٹر سروس کے لیے S31803 کو ASTM A240 (پلیٹ)، A790 (پائپ)، A182 (جعلی فٹنگز اور فلینجز)، A815 (بٹ- ویلڈیڈ فٹنگز)، اور A479 (بارز)، اور ڈائجسٹر ڈیزائن کوڈ ASME BPVC سیکشن VIII ڈویژن؛ گودا اور کاغذ کی صنعت کے لیے-مخصوص رہنمائی، TAPPI TIP 0402 اور فن لینڈ کے PAPTAC ڈائجسٹر کے معیارات لاگو ہوتے ہیں۔

S31803 ڈائجسٹر کی تعمیر کے معیار کے فریم ورک میں مادی تفصیلات اور ڈیزائن کوڈ دونوں شامل ہیں۔ ASTM A240 پلیٹ اور شیٹ کا احاطہ کرتا ہے جو ڈائجسٹر شیل اور کونز بناتے ہیں۔ ASTM A790 اندرونی پائپنگ کے لیے ہموار اور ویلڈیڈ پائپ کا احاطہ کرتا ہے۔ ASTM A182 نوزل ​​کنکشن کے لیے جعلی فلینجز اور فٹنگز کا احاطہ کرتا ہے۔ ASTM A815 گردش اور نکالنے والی پائپنگ کے لیے بٹ- ویلڈیڈ فٹنگ کا احاطہ کرتا ہے۔

ان تمام معیارات میں مندرجہ بالا جدول 1 اور 2 میں درج کیمسٹری اور مکینیکل پراپرٹی کی ضروریات کے ساتھ UNS S31803 عہدہ شامل ہے۔ پریشر برتن کے ڈیزائن کے لیے، ASME BPVC سیکشن VIII ڈویژن 1 ڈیزائن کے قواعد، قابل اجازت دباؤ، اور ویلڈنگ کی اہلیت کے تقاضے فراہم کرتا ہے۔ S31803 ASME سیکشن II پارٹ D میں 180 ڈگری C (ASME 2023 ایڈیشن) تک قابل قبول تناؤ کی اقدار کے ساتھ درج ہے۔ ویلڈنگ کی اہلیت کے لیے، AWS D1.6 سٹرکچرل ویلڈنگ کوڈ - سٹینلیس سٹیل لاگو ہوتا ہے۔

گودا اور کاغذ کی صنعت کے لیے-مخصوص رہنمائی، TAPPI تکنیکی معلومات پیپر TIP 0402-15 کیمیکل ریکوری آلات اور ڈائجسٹروں کے لیے مواد کے انتخاب کا احاطہ کرتا ہے، اور فننش PAPTAC ڈائجسٹر ڈیزائن گائیڈ یورپی بہترین طریقہ کار فراہم کرتا ہے۔ پریشر آلات کے دائرہ اختیار (کینیڈا، یورپ) میں ملوں کو بھی دباؤ کے آلات کی ہدایت (PED) یا کینیڈین بوائلر سوسائٹی (CSA B51) کی تعمیل کو یقینی بنانا چاہیے جیسا کہ قابل اطلاق ہے۔

جدول 7. S31803 ڈائجسٹر سروس کے لیے قابل اطلاق معیارات

ماخذ: ASTM انٹرنیشنل 2024; ASME بوائلر اور پریشر ویسل کوڈ 2023 ایڈیشن؛ TAPPI تکنیکی معلومات کے کاغذات؛ EN معیارات۔

ڈائجسٹر سروس میں S31803 بمقابلہ 316L کے لیے ملکیت کی کل لاگت کتنی ہے؟

اگرچہ S31803 کی لاگت ڈائجسٹر ایپلی کیشنز کے لیے 316L کے مقابلے میں 30-50 فیصد زیادہ ہے، لیکن اس کی 2-3x طویل سروس لائف اور غیر منصوبہ بند ڈاؤن ٹائم میں ڈرامائی کمی 20 سال کی کل ملکیت کی لاگت کو 40-60 فیصد تک کم کر دیتی ہے، ابتدائی پریمیم سے 2-3 سال کی ادائیگی کی مدت فراہم کرتی ہے۔

ڈائجسٹر مواد کے لیے ملکیت کے تجزیے کی کل لاگت میں صرف ابتدائی مواد کی لاگت ہی نہیں بلکہ من گھڑت، طے شدہ دیکھ بھال، غیر طے شدہ ڈاؤن ٹائم، اور متبادل کی لاگت پر بھی غور کرنا چاہیے۔ نیچے دی گئی جدول 20 سال کی سروس کے دوران 10,000 کلوگرام ڈائجسٹر لائنر سیکشن کا نمائندہ موازنہ دکھاتی ہے۔

S31803 آپشن کی ابتدائی مواد میں 25,000 ڈالر زیادہ لاگت آتی ہے لیکن اس سے شیڈول مینٹیننس میں 80,000 ڈالر، غیر طے شدہ ڈاؤن ٹائم میں 150,000 ڈالر اور متبادل میں 130,000 ڈالر کی بچت ہوتی ہے (چونکہ 316L کو سال 12 میں ایک بار تبدیل کرنے کی ضرورت ہوگی)۔ خالص 20 سال کی بچت 335,000 ڈالر، یا 62 فیصد کمی ہے۔ یہاں تک کہ 8 فیصد کی رعایتی شرح پر، بچت کی خالص موجودہ قیمت 200,000 ڈالر سے زیادہ ہے۔ اس حساب میں بچائے گئے حفاظتی واقعات یا ماحولیاتی ریلیز کی قدر شامل نہیں ہے، جو S31803 کے فائدے میں مزید اضافہ کرے گی۔

ٹیبل 8. 20-سال کا TCO موازنہ: S31803 بمقابلہ 316L کرافٹ ڈائجسٹر لائنر میں

ماخذ: مجموعی مل لاگت کے اعداد و شمار پر مبنی JN الائے انجینئرنگ تجزیہ؛ نارتھ امریکن کرافٹ مل مینٹیننس لاگت کے معیارات 2018-2024۔

Pulp and Paper Service میں S31803 کے بارے میں اکثر پوچھے گئے سوالات

سوال: کیا S31803 وہی مواد ہے جو 2205 ہے؟

A: S31803 بنیادی طور پر اصل 2205 ڈوپلیکس گریڈ ہے، لیکن جدید ترجیحی عہدہ S32205 ہے۔ UNS S31803 عہدہ 1980 کی دہائی میں قائم کیا گیا تھا، جب کہ S32205 اپڈیٹ شدہ کمپوزیشن ہے جس میں کرومیم، مولیبڈینم، اور نائٹروجن کی سخت حدیں اور ایک اعلیٰ کم از کم PREN ہے۔ نئے ڈائجسٹر کی تعمیر کے لیے، S32205 اب معیاری تفصیلات ہے۔ S31803 بہت ساری ایپلی کیشنز کے لیے وسیع پیمانے پر دستیاب اور قابل قبول ہے۔ آرڈر کرتے وقت، 'UNS S32205' یا 'Duplex 2205' کی وضاحت کرنا جدید کنونشن ہے۔

سوال: کیا موجودہ کرافٹ ڈائجسٹر میں S31803 براہ راست 316L کی جگہ لے سکتا ہے؟

A: ہاں، S31803 زیادہ تر کرافٹ ڈائجسٹر ایپلی کیشنز میں 316L کو براہ راست بدل سکتا ہے کیونکہ اس میں زیادہ طاقت ہوتی ہے (پتلی دیواروں یا زیادہ دباؤ کی درجہ بندی کی اجازت دیتی ہے) اور سنکنرن مزاحمت بہتر ہوتی ہے۔ متبادل ڈیزائن میں اعلی طاقت (پتلے حصے ممکن ہے) اور نچلے تھرمل ایکسپینشن گتانک (کم توسیعی جوڑوں کی ضرورت ہے) کا حساب ہونا چاہئے۔ ویلڈنگ کے لیے ER2209 فلر اور جدول 6 میں درج پیرامیٹر استعمال کرنا چاہیے۔

سوال: ڈائجسٹر میں S31803 کے لیے زیادہ سے زیادہ مسلسل سروس کا درجہ حرارت کیا ہے؟

A: ڈائجسٹر میں S31803 کے لیے زیادہ سے زیادہ تجویز کردہ مسلسل سروس کا درجہ حرارت کرافٹ ایپلی کیشنز کے لیے 180 ڈگری سینٹی گریڈ اور سلفائٹ ایپلی کیشنز کے لیے 160 ڈگری سینٹی گریڈ ہے۔ 180 ڈگری سینٹی گریڈ سے اوپر، S31803 ضرورت سے زیادہ فیرائٹ کی تشکیل سے گزرتا ہے اور اگر ہیٹنگ/کولنگ سائیکلوں کے دوران 280-500 ڈگری سینٹی گریڈ کی حد میں رکھا جاتا ہے تو 475 ڈگری سینٹی گریڈ کا خطرہ ہوتا ہے۔ 180 ڈگری سینٹی گریڈ سے زیادہ ڈائجسٹر سروس کے لیے، ایلائے 825 یا اس سے زیادہ نکل ڈوپلیکس جیسے S32520 (یورینس 52N+) میں اپ گریڈ کرنے پر غور کریں۔

س: کیا S31803 کو سلفائٹ ڈائجسٹروں میں ہائی کلورائیڈ کی آلودگی کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے؟

A: S31803 سلفائٹ ڈائجسٹر کے لیے موزوں ہے جس میں کلورائیڈ کی آلودگی تقریباً 500 پی پی ایم تک ہے۔ 500 پی پی ایم کلورائڈ سے اوپر، خاص طور پر 150 ڈگری سینٹی گریڈ سے زیادہ درجہ حرارت پر ایسڈ سلفائٹ سروس میں، پٹنگ کی شرح 0.1 ملی میٹر فی سال سے زیادہ ہو سکتی ہے۔ ان زیادہ جارحانہ حالات میں، S32205 (بہتر ڈوپلیکس) یا سپر آسٹینیٹک گریڈ جیسے 904L (4-5 فیصد Mo) یا نکل الائے جیسے ایلائے 825 میں اپ گریڈ کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ مواد کا انتخاب آپریٹنگ درجہ حرارت پر اصل ماپا کلورائڈ اور پی ایچ اقدار پر مبنی ہونا چاہئے.

سوال: کیا S31803 کو ڈائجسٹر فیبریکیشن کے بعد ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ کی ضرورت ہے؟

A: S31803 کو پتلی حصوں (20 ملی میٹر سے کم) کے لیے پوسٹ{-ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ کی ضرورت نہیں ہے کیونکہ تیز ہوا کی ٹھنڈک درست فیرائٹ-آسٹینائٹ بیلنس کو برقرار رکھتی ہے۔ موٹے حصوں (25 ملی میٹر سے اوپر) کے لیے جہاں ویلڈنگ ہیٹ ان پٹ نے توازن کو ضرورت سے زیادہ فیرائٹ کی طرف منتقل کیا ہو، بہترین ساخت کو بحال کرنے کے لیے 1020-1100 ڈگری سینٹی گریڈ پر ایک محلول اینیل لگانے کی سفارش کی جاتی ہے۔ تنقیدی طور پر، درجہ حرارت کی حد 600-900 ڈگری سینٹی گریڈ سے گریز کرنا چاہیے کیونکہ یہ سگما مرحلے کی بارش اور شدید جھڑپوں کا سبب بنتا ہے۔ S31803 کے لیے واحد محفوظ گرمی کا علاج مکمل حل اینیل ہے جس کے بعد تیز ٹھنڈک ہوتی ہے۔

س: S31803 ڈائجسٹر فیبریکیشن کے لیے کون سے غیر-تباہ کن جانچ کے طریقوں کی سفارش کی جاتی ہے؟

A: S31803 ڈائجسٹر فیبریکیشن کے لیے تجویز کردہ NDT میں شامل ہیں: (1) 100 فیصد ریڈیوگرافک ٹیسٹنگ (RT) یا الٹراسونک ٹیسٹنگ (UT) فی ASME سیکشن VIII؛ (2) بیس میٹل اور ویلڈ کی سطح پر کیلیبریٹڈ فیریٹسکوپ (فشر MP30 یا مساوی) کا استعمال کرتے ہوئے فیرائٹ مواد کی پیمائش، قابل قبول حد 30-70 فیصد اور ہدف 45-55 فیصد کے ساتھ؛ (3) ویلڈ کی سطح کے تمام نقائص کی ڈائی پینیٹرینٹ ٹیسٹنگ (PT)؛ (4) سختی کی جانچ کے ذریعے حل اینیل تصدیق (S31803 کے لیے ہدف 220-280 HB)؛ (5) کلورائیڈ پر مشتمل سلفائٹ ماحول میں خدمت کے لیے، ASTM A923 طریقہ B (سنکنرن ٹیسٹنگ) تاکہ انٹرمیٹالک فیز ورن کے خلاف مزاحمت کی تصدیق کی جا سکے۔

JN الائے دنیا بھر میں گودا اور پیپر ڈائجسٹر سروس کے لیے تصدیق شدہ S31803 اور S32205 ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل پلیٹ، پائپ، بار، فلینجز اور فٹنگ فراہم کرتا ہے۔ تمام مواد EN 10204 3.1/3.2 MTC، مکمل ٹریس ایبلٹی، اور آئی ایس او 9001-سرٹیفائیڈ ملز سے فراہم کیے گئے ہیں۔ ٹیکنیکل ڈیٹا شیٹس، فیبریکیشن گائیڈنس، اور مل ڈائریکٹ قیمتوں کے لیے ہم سے رابطہ کریں۔

ای میل: Info@jnalloy.com|واٹس ایپ/فون: +86-193-3990-0211|ویب سائٹ: www.jnalloy.com