Livstidsförlängning av rörledning i sulfatmassaprocessen : Med avseende på materialval, ytbeläggning och svetsning för högt alkaliska miljöer

Autor: BLIDGREN, ANTON
Jazyk: švédština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Druh dokumentu: Text
Popis: BillerudKorsnäs AB är ett företag inom skogsindustrin som tillverkar cellulosamaterial så som papper och kartong. Ett av företagets bruk ligger i Frövi, där examensarbetet också har utförts. I dagsläget finns stora problem med att rörledningar och andra komponenter slits av de kemikalier som används i fabrikens processer. Eftersom ett kartongbruk är stort och har en mängd processer har arbetet avgränsats till att titta närmare på en specifikt utsatt rörböj inne på mixeriet. Mixeriet eller kausticeringsprocessen är den process där vitlut återvinns för att senare kunna återanvändas som kokvätska då träfibrer kokas sönder för att bli pappersmassa. I slutet av återvinningsprocessen av vitlut innehas ett ämne kallat mesa, vilket är en mycket alkalisk blandning av vitlut och kalk (pH>13). Blandningen nöter på ledningarna både fysiskt och kemiskt och BillerudKorsnäs önskar att förlänga det specifika rörets livslängd till över 8 veckor som är fallet idag. Det skulle sänka underhållet och göra det möjligt att hålla högre tillgänglighet på anläggningen. Målet med arbetet var att ta fram svetsbara material och ytbeläggningar med högt korrosionsmotstånd till en rimlig kostnad. Dessa jämförs sedan mot varandra och den mest lovande kombinationen testas i produktion. Genom en litteraturstudie i ämnen som sulfatprocessen, materialteknik, svetsning, ytbeläggning och korrosion har kunskapsluckor täppts igen och arbetet kunnat utföras. Till en början gjordes en nulägesundersökning för att få en bild av uppdraget. Författaren har även haft frekvent kontakt med anställda på BillerudKorsnäs för att inhämta nödvändig kunskap. Det har ocksågjorts ett studiebesök på Duroc Laser Coating AB i Luleå. Det material som valts är det syrafasta rostfria 316L, vilket är det material som redan används idag. Anledningen till att materialbyte inte ansågs nödvändigt var att rörets utsida ansågs opåverkat. För att lösa problemet med att ledningen slits sönder inifrån valdes en beläggning kallad WCCo. WCCo är Duroc Laser Coating AB:s beläggning av kobolt som appliceras på grundmaterialet genom lasersvetsning. I matrisen av kobolt är det sedan inblandande volframkarbider, vilket gör materialet mycket hårt och tåligt. Under 8 veckor gjordes ett experiment där rördelen fick sitta i produktion för att senare undersöka om beläggningen skulle klara påfrestningen. Då tiden hade gått demonterades röret och vid inspektion kunde inga tecken på slitage ses varken på beläggningen eller rörets grundmaterial. Däremot finns förbättringar att göra på detaljens konstruktion för att bland annat minska den deformation som orsakades under påläggssvetsningen. Den slutsats som ändå dras av arbetet är att det är möjligt att förlänga livslängden hos rördelar genom att laserpåsvetsa med WCCo. Författaren rekommenderar även BillerudKorsnäs att prova metoden på andra utsatta platser i produktionen.
BillerudKorsnäs AB is a corporation who operates within the forest industry and manufactures cellulose material, such as paper and cardboard. One of the company’s cardboard mill is located in Frövi, which is where this thesis project has taken place. As of today, major issues occur when pipelines and other components are constantly torn by the chemicals being used in the manufacturinge process. Since a cardboard mill is large and has a variety of processes, this piece of work has been limited to focus on a type of pipe bend which is more exposed to wear than others in the causticization process. The causticization process is the process where lye is being recycled in order to be used as boiling liquid when wood fibres are boiled asunder to become pulp. The final stage of the recycling process of lye, holds a substance called mesa, which is a very alkalic mixture of lye and lime (pH>13). This mixture tears out the wires both physically and chemically, and BillerudKorsnäs wishes to extend the lifetime on this specific pipe to more than eight weeks which is its current life time. By doing so, the maintenance would decrease and make it possible to keep a higher availability at the facility. The aim of this project was to achieve weldable material and coatings with a high corrosion resistance for a fair price. These are compared to each other at a later stage and the best combination selected to be tried in the production. Through a literature study in subjects such as sulphate processes, materials technology, welding, surface coatings and corrosion, knowledge gaps have been closed and this project was successfully carried out. Initially, a survey of the current situation was conducted to get a better understanding of the assignment. The author has frequently been in contact with employees at BillerudKorsnäs to obtain the necessary knowledge. A study visit has also been made to Duroc Laser Coating AB in Luleå. The material chosen is the acid-resistant stainless steel 316L, which is the material already used today. The reason why a change of material was not considered necessary was that the outside of the pipe was considered unaffected. To solve the problem of the pipe being torn from the inside, a coating called WCCo was chosen. WCCo is a laser welded surface by Duroc Laser Coating AB that contains of an cobolt matrix and volfram carbides, which makes it very hard and durable. For 8 weeks, an experiment was performed where the pipe part was allowed to be mountet in production in order to investigate wether the coating would withstand the strain. As the time had passed, the pipe was demounted and during inspection no signs of wear could be seen on either the coating or the base material of the pipe. On the other hand, there are improvements to be made to the construction of the part to, among other things, reduce the deformation that occurred due to the overlay welding. To conclude, it is possible to extend the service life of pipe fittings by a laser welded surface with WCCo. The author also recommends BillerudKorsnäs to try the method in other vulnerable areas of their production.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: