SE529428C2 - Austenitic stainless steel alloy component, e.g. tube, for use in supercritical water oxidation plants comprises predetermined amounts of chromium and nickel - Google Patents
Austenitic stainless steel alloy component, e.g. tube, for use in supercritical water oxidation plants comprises predetermined amounts of chromium and nickelInfo
- Publication number
- SE529428C2 SE529428C2 SE0600982A SE0600982A SE529428C2 SE 529428 C2 SE529428 C2 SE 529428C2 SE 0600982 A SE0600982 A SE 0600982A SE 0600982 A SE0600982 A SE 0600982A SE 529428 C2 SE529428 C2 SE 529428C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- alloy
- nickel
- chromium
- stainless steel
- austenitic stainless
- Prior art date
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 50
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 239000011651 chromium Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000009284 supercritical water oxidation Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 12
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 8
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 13
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 4
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020630 Co Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017061 Fe Co Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004125 X-ray microanalysis Methods 0.000 description 1
- 238000000441 X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- YTPZWYPLOCEZIX-UHFFFAOYSA-N [Nb]#[Nb] Chemical compound [Nb]#[Nb] YTPZWYPLOCEZIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SKYGTJFKXUWZMD-UHFFFAOYSA-N ac1l2n4h Chemical compound [Co].[Co] SKYGTJFKXUWZMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RMXTYBQNQCQHEU-UHFFFAOYSA-N ac1lawpn Chemical compound [Cr]#[Cr] RMXTYBQNQCQHEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- -1 carbon Chemical compound 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- ALKZAGKDWUSJED-UHFFFAOYSA-N dinuclear copper ion Chemical compound [Cu].[Cu] ALKZAGKDWUSJED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000445 field-emission scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000013056 hazardous product Substances 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MGRWKWACZDFZJT-UHFFFAOYSA-N molybdenum tungsten Chemical compound [Mo].[W] MGRWKWACZDFZJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XIKYYQJBTPYKSG-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni].[Ni] XIKYYQJBTPYKSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- NMJKIRUDPFBRHW-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti].[Ti] NMJKIRUDPFBRHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/008—Processes carried out under supercritical conditions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/02—Apparatus characterised by being constructed of material selected for its chemically-resistant properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/06—Treatment of sludge; Devices therefor by oxidation
- C02F11/08—Wet air oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/06—Treatment of sludge; Devices therefor by oxidation
- C02F11/08—Wet air oxidation
- C02F11/086—Wet air oxidation in the supercritical state
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
- B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
- B01J2219/0277—Metal based
- B01J2219/0286—Steel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
529 428 a Denna process sker även om innehållet av organiskt material i vattnet är lågt (3 till 6 %), vilket betyder att värmeöverskottet alltid blir tillgängligt för uppvärmning av det avfallsvatten som passerar genom förvärmaren mot reaktorn. Dessutom inbegriper anläggningen apparater för behandling av den behandlade vattenfas som lämnar reaktorn, såsom en ångpanna, en kylare, tryckreduceringsanordningar, en gaslvätske- separator, etcetera. Alla dessa komponenter är sammankopplade genom olika rörledningar och regleras av andra komponenter, såsom ventiler, ackumulatorer, tryckreduceringsanordningar, vätskeoscillatorer, insprutningsdon, munstycken, filter, avskiljare etc. 529 428 a This process takes place even if the content of organic material in the water is low (3 to 6%), which means that the excess heat is always available for heating the waste water that passes through the preheater towards the reactor. In addition, the plant includes apparatus for treating the treated aqueous phase leaving the reactor, such as a steam boiler, a cooler, pressure reducing devices, a gas-liquid separator, and so on. All these components are connected through different pipelines and are regulated by other components, such as valves, accumulators, pressure reducing devices, liquid oscillators, injectors, nozzles, filters, separators, etc.
I praktiken kan SCWO-processen användas för att neutralisera ett nära nog oändligt antal avfallsprodukter. Således kan kommunalt vattenslam behandlas under fullständig destruktion av de organiska ämnena däri. Oorganiskt material i avloppsvattnet kan därefter deponeras som ett ofarligt material eller användas som ett råmaterial för återvinningsändamål. En annan tillämpning är avfallsprodukter som innehåller värdefulla oorganiska material. De organiska föroreningarna förstörs fullständigt och lämnar efter sig en rent oorganisk fas, som kan återvinnas. Exempel på denna tillämpning är avfärgning av pappersmassa under återvinning av pappersfyllmedel, och behandling av använda katalysatorer under återvinning av ädelmetaller. Vidare kan aktiva farmaceutiska ingredienser elimineras från avfallsvatten, och halogenerat avfall förstöras utan att bilda farliga biprodukter, såsom dioxiner. SCWO-processen är särskilt intressant som ett alternativ till förbränning, eftersom avfallsprodukter innehållande kväve kan förstöras utan att bilda NOX.In practice, the SCWO process can be used to neutralize an almost infinite number of waste products. Thus, municipal water sludge can be treated during complete destruction of the organic substances therein. Inorganic material in the wastewater can then be deposited as a non-hazardous material or used as a raw material for recycling purposes. Another application is waste products that contain valuable inorganic materials. The organic pollutants are completely destroyed, leaving behind a purely inorganic phase, which can be recycled. Examples of this application are the decolorization of pulp during the recycling of paper fillers, and the treatment of spent catalysts during the recycling of precious metals. Furthermore, active pharmaceutical ingredients can be eliminated from waste water, and halogenated waste destroyed without the formation of hazardous by-products, such as dioxins. The SCWO process is particularly interesting as an alternative to incineration, as waste products containing nitrogen can be destroyed without forming NOX.
Miljön i en SCWO-anläggning är generellt mycket svår. Speciellt miljön inuti reaktorkärlet och rörledningarna kopplade till detta kan vara korrosiv, varvid ett antal ämnen är mycket aggressiva relativt materialen i de olika komponenterna. T.ex. finns det syror, såsom salpetersyra, svavelsyra och saltsyra, som är starkt korrosiva i området 270 till 380°C. En yta i kontakt med de aggressiva och korroderande ämnena löper därför risken att korrodera eller på annat sätt försämras på kort tid. 529 428 3 För att bemästra de problem som orsakas av de aggressiva förhållandena i SCWO- anläggningar, är valet av material för de olika komponenterna i anläggningen besvärligt, fast avgörande. Idag är ett vanligt konstruktionsmaterial Alloy 625, vilken används i anläggningarnas apparatur, såsom uppvärmningsapparaten, förvärmaren, reaktorn, ångpannan och förångaren samt även i enkla komponenter såsom rör och plåtar. Den främsta orsaken till varför Alloy 625 används, är att den motstår höga tryck (250 bar) och höga temperaturer (600°C) samt är ganska motståndskraftig mot processvätskans korrosivitet, t.ex. i temperaturområdet 270 till 380°C, vilket betyder att apparaterna och komponenterna får en acceptabel livslängd. En allvarlig nackdel med höglegerade nickelbaserade sorter, såsom Alloy 625, är dock att de är mycket dyra på grund av det höga nickel- och molybdeninnehållet, vilket resulterar i tunga investeringskostnader för uppförande av anläggningarna. En annan austenitisk rostfri stållegering, som liknar Alloy 625 med avseende på det höga nickelinnehållet, är C 276. Båda dessa sorter innehåller eo % nlekel eller mer; l syfte att minska kostnaderna för konstruktionsmaterialet har även gjorts försök att, i SCWO-anläggningar, använda låglegerade sorter, såsom 304 L och 316 L, vilka kräver ganska måttliga mängder nickel (8 till 15 %) och krom (18 till 20 %), och därför är billiga i förhållande till de höglegerade sorterna. Det har dock visat sig att 304 L och 316 L varken motstår det höga trycket (221 bar) eller den höga korrosiviteten i vätskan i området närmast under den superkritiska temperaturpunkten (374°C). l patentlitteraturen beskrivs användningen av nickelbaserade och höglegerade rostfria stållegeringar i SCWO-anläggningar i t.ex. US 6958122 (lnconel och Hastelloy) och US 5804066 (lnconel), medan användningen av det låglegerade 316 L nämns i US 5823220.The environment in a SCWO facility is generally very difficult. In particular, the environment inside the reactor vessel and the pipelines connected to it can be corrosive, with a number of substances being very aggressive relative to the materials in the various components. For example. there are acids, such as nitric acid, sulfuric acid and hydrochloric acid, which are highly corrosive in the range 270 to 380 ° C. A surface in contact with the aggressive and corrosive substances therefore runs the risk of corroding or otherwise deteriorating in a short time. 529 428 3 In order to overcome the problems caused by the aggressive conditions in SCWO plants, the choice of material for the various components in the plant is difficult, but crucial. Today, a common construction material is Alloy 625, which is used in plant equipment, such as the heater, preheater, reactor, boiler and evaporator, as well as in simple components such as pipes and plates. The main reason why Alloy 625 is used is that it withstands high pressures (250 bar) and high temperatures (600 ° C) and is quite resistant to the corrosivity of the process liquid, e.g. in the temperature range 270 to 380 ° C, which means that the appliances and components have an acceptable service life. However, a serious disadvantage of high-alloy nickel-based varieties, such as Alloy 625, is that they are very expensive due to the high nickel and molybdenum content, which results in heavy investment costs for the construction of the plants. Another austenitic stainless steel alloy, similar to Alloy 625 in the high nickel content, is C 276. Both of these grades contain eo% nkel or more; In order to reduce the cost of the construction material, attempts have also been made, in SCWO plants, to use low-alloy varieties, such as 304 L and 316 L, which require rather moderate amounts of nickel (8 to 15%) and chromium (18 to 20%). and therefore are inexpensive relative to the high alloy varieties. However, it has been found that 304 L and 316 L do not withstand the high pressure (221 bar) or the high corrosivity of the liquid in the area immediately below the supercritical temperature point (374 ° C). The patent literature describes the use of nickel-based and high-alloy stainless steel alloys in SCWO plants in e.g. US 6958122 (lnconel and Hastelloy) and US 5804066 (lnconel), while the use of the low alloy 316 L is mentioned in US 5823220.
För fullständighetens skull kan det även nämnas att användningen av keramer och/eller cermets, främst som beklädnader och beläggningar på konstruktionskomponenteri SCWO-anläggningar har föreslagits genom US 5358645, US 5461648 och US 5545337. Även om keramer är ganska motståndskraftiga mot korrosion, begränsar de dock 529 428 4 kostruktionsfriheten i en orimlig utsträckning, vilket betyder att de olika konstruktionerna på anläggningen inte kan genomföras på det bästa sättet, med avseende på t.ex. mekanisk hållfasthet, svetsbarhet, funktion, etcetera.For the sake of completeness, it may also be mentioned that the use of ceramics and / or cermets, mainly as claddings and coatings on structural components in SCWO plants, has been proposed by US 5358645, US 5461648 and US 5545337. Although ceramics are quite resistant to corrosion, they do limit 529 428 4 the freedom of construction to an unreasonable extent, which means that the various constructions on the plant can not be carried out in the best way, with regard to e.g. mechanical strength, weldability, function, etcetera.
De ovan redovisade bristerna i de kända konstruktionsmaterialen hindrar utvecklingen och kommersialiseringen av SCWO-tekniken till ett attraktivt alternativ till de traditionella metoderna för avfallsdestruering, såsom förbränning, trots det faktum att superkritisk vattenoxidation är överlägsen i flera hänseenden, t.ex. miljömässigt, samt med avseende på förmågan att ta hand om farliga avfallsprodukter på ett säkert sätt. Därför finns fortfarande ett behov av ett konstruktionsmaterial som är någorlunda billigt och icke desto mindre lämpligt för sitt ändamål beträffande korrosionsbeständighet, mekanisk hållfasthet, temperaturhållfasthet, svetsbarhet och bearbetbarhet.The above-mentioned shortcomings in the known construction materials hinder the development and commercialization of the SCWO technology to an attractive alternative to the traditional methods of waste destruction, such as incineration, despite the fact that supercritical water oxidation is superior in your respects, e.g. environmentally, and with regard to the ability to dispose of hazardous waste products in a safe manner. Therefore, there is still a need for a construction material that is reasonably inexpensive and nevertheless suitable for its purpose in terms of corrosion resistance, mechanical strength, temperature strength, weldability and machinability.
Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning tillhandahåtler ett austenitiskt rostfritt stål, som tillgodoser ovannämnda behov, nämligen i form av en sort benämnd SANICRO®25 som beskrivs, t.ex. i EP 1194606 B1. Således har det visat sig att en legering som huvudsakligen utförts på det sätt som specificerats i sagda patentdokument, inte bara framgångsrikt klarar av höga mekaniska belastningar, utan även tillhandahåller ett acceptabelt korrosionsskydd i SCWO-miljöer, trots det faktum att SANlCRO®25 är baserad på tämliga måttfulla mängder av dyra beståndsdelar (framför allt nickel) och därför är mindre dyr att tillverka än Alloy 625 och Legering C 276.Summary of the Invention The present invention provides an austenitic stainless steel which meets the above needs, namely in the form of a variety called SANICRO®25 as described, e.g. in EP 1194606 B1. Thus, it has been found that an alloy made mainly in the manner specified in said patent documents not only successfully withstands high mechanical loads, but also provides acceptable corrosion protection in SCWO environments, despite the fact that SANlCRO®25 is based on fairly moderate amounts of expensive constituents (especially nickel) and therefore less expensive to manufacture than Alloy 625 and Alloy C 276.
Så som kommer att framgå av den följande rapporten av ett korrosionstest är SANlCRO®25 åtminstone lika bra som, och i vissa fall till och med bättre än, den höglegerade sorten A 625, beträffande korrosionsbeständighet och livslängd.As will be seen from the following report of a corrosion test, SANlCRO®25 is at least as good as, and in some cases even better than, the high alloy grade A 625, in terms of corrosion resistance and service life.
En austenitisk rostfri stållegering enligt föreliggande uppfinning innefattar (i vikt) 20 till % nickel (Ni) och 15 till 30 % krom (Cr). 529 428 I: l en mer föredragen utförandeform innefattar legeringen 20 till 35 % nickel (Ni), 15 till % krom (Cr) och 0,5 till 6,0 % koppar (Cu). l praktiken kan legeringen enligt uppfinningen med fördel innefatta (i vikt) 20 till 35 % nickel (Ni), 15 till 30 % krom (Cr), 0,5 till 6,0 % koppar (Cu), 0,01 till 0,10 % kol (C), 0,20 till 0,60 % niob (Nb), 0,4 till 4,0 % volfram (W), 0,10 till 0,30 % kväve (N), 0,5 till 3,0 % kobolt (Co), 0,02 till 0,10 % titan (Ti), inte mer än 4,0 % molybden (Mo), inte mer än 0,4 % kisel (Si) och inte mer än 0,6 % mangan (Mn), balanserat med järn och normala ståltillverkningsföroreningar.An austenitic stainless steel alloy of the present invention comprises (by weight) 20 to% nickel (Ni) and 15 to 30% chromium (Cr). In a more preferred embodiment, the alloy comprises 20 to 35% nickel (Ni), 15 to% chromium (Cr) and 0.5 to 6.0% copper (Cu). In practice, the alloy of the invention may advantageously comprise (by weight) 20 to 35% nickel (Ni), 15 to 30% chromium (Cr), 0.5 to 6.0% copper (Cu), 0.01 to 0, 10% carbon (C), 0.20 to 0.60% niobium (Nb), 0.4 to 4.0% tungsten (W), 0.10 to 0.30% nitrogen (N), 0.5 to 3.0% cobalt (Co), 0.02 to 0.10% titanium (Ti), not more than 4.0% molybdenum (Mo), not more than 0.4% silicon (Si) and not more than 0 , 6% manganese (Mn), balanced with iron and normal steelmaking contaminants.
Kort beskrivning av ritninqarna Figur 1 illustrerar viktförändringen hos två legeringar, enligt uppfinningen samt Alloy 625, när de utsätts för en simulerad SCWO-miljö vid 350°C under 125 timmar.Brief Description of the Drawings Figure 1 illustrates the weight change of two alloys, according to the invention and Alloy 625, when exposed to a simulated SCWO environment at 350 ° C for 125 hours.
Figur 2 illustrerar viktförändringen hos två legeringar, enligt uppfinningen samt Alloy 625, när de utsätts för en simulerad SCWO-miljö vid 600°C under 125 timmar. i Detalierad beskrivning av uppjnninge_n De beståndsdelar i legeringen som används enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen, diskuteras nedan (alla procenttal är i vikt).Figure 2 illustrates the weight change of two alloys, according to the invention and Alloy 625, when exposed to a simulated SCWO environment at 600 ° C for 125 hours. Detailed Description of the Invention The components of the alloy used according to a preferred embodiment of the invention are discussed below (all percentages are by weight).
Nickel Nickel är en väsentlig beståndsdel för avsikten att säkerställa en stabil, austenitisk struktur. Den strukturella stabiliteten beror på de relativa mängderna av, dels de ferritiska stabilisatorerna såsom krom, kisel, volfram, titan och niob, samt även Aaustenitstabilisatorer såsom nickel, kol och kväve. För att dämpa bildandet av sigmafaser efter en lång tid vid förhöjda temperaturer, speciellt när en hög halt av krom, volfram och niob, som behövs för att säkerställa en högtemperaturkorrosionsbeständighet och en hög krypbrottshållfasthet, används, bör nickelhalten vara minst 20 % och företrädesvis minst 22,5 %. Den kan även vara 25 % eller högre. Vid en specifik kromnivå, dämpar en ökad nickelhalt oxidens tillväxthastighet i 529 428 6 och förbättrar tendensen att bilda ett kontinuerligt kromoxidskikt. För att hålla materialkostnaden på en rimlig nivå, bör dock nickelhalten inte överstiga 35 % och företrädesvis inte 32 %. Med ovanstående faktorer i åtanke är nickelhalten i legeringen begränsad till området 20 till 35 %.Nickel Nickel is an essential component for the purpose of ensuring a stable, austenitic structure. The structural stability depends on the relative amounts of the ferritic stabilizers such as chromium, silicon, tungsten, titanium and niobium, as well as austenitic stabilizers such as nickel, carbon and nitrogen. To attenuate the formation of sigma phases after a long time at elevated temperatures, especially when a high content of chromium, tungsten and niobium, needed to ensure high temperature corrosion resistance and high creep rupture strength, is used, the nickel content should be at least 20% and preferably at least 22%. , 5%. It can also be 25% or higher. At a specific chromium level, an increased nickel content dampens the growth rate of the oxide in 529 428 6 and improves the tendency to form a continuous chromium oxide layer. However, in order to keep the material cost at a reasonable level, the nickel content should not exceed 35% and preferably not 32%. With the above factors in mind, the nickel content of the alloy is limited to the range of 20 to 35%.
Krom Krom verkar för att förbättra den generella korrosionsbeständighetet och oxidationsbeständigheten. För att uppnå en tillräcklig beständighet i dessa avseenden föreskrivs ett krominnehåll på minst 15 %. Företrädesvis kan 20 % krom eller mer tillsättas. Om kromhalten skulle överstiga 27 % och närma sig 30 %, måste emellertid nickelhalten ökas ytterligare för att ge en stabil austenitisk struktur. Ett krominnehåll som överstiger 30 % skulle göra det nödvändigt att öka nickelhalten till en nivå som är för hög (över 35 %) för att säkerställa en kostnadseffektiv sammansättning. Av dessa skäl är krominnehållet begränsat till mellan 15 och 30 %, företrädesvis mellan 20 och 27 %.Chromium Chromium works to improve the general corrosion resistance and oxidation resistance. In order to achieve a sufficient durability in these respects, a chromium content of at least 15% is prescribed. Preferably 20% chromium or more can be added. However, if the chromium content were to exceed 27% and approach 30%, the nickel content would have to be further increased to give a stable austenitic structure. A chromium content exceeding 30% would make it necessary to increase the nickel content to a level that is too high (above 35%) to ensure a cost-effective composition. For these reasons, the chromium content is limited to between 15 and 30%, preferably between 20 and 27%.
Koppar Koppar tillsätts för att ge en kopparberikad, och i matrisen finfördelad och enhetligt utfälld fas, vilken bidrar till en förbättring av krypbrottshållfastheten. En sådan effekt kräver en mängd av minst 0,5 % koppar, varvid en markerad förbättring uppnås med runt 2 %. Koppar tillsätts även för förbättring av den generella korrosionsbeständighetet_ mot svavelsyra. En överdriven mängd koppar (6 % eller mer) skulle leda till en minskad bearbetbarhet. Även av ekonomiska skäl bör Cu-innehållet hållas måttligt, t.ex. vid 3,5 %. Med dessa överväganden i åtanke, begränsas kopparinnehållet till området 0,5 till 6 % företrädesvis 2 till 3,5 %.Copper Copper is added to give a copper-enriched, and in the matrix och distributed and uniformly precipitated phase, which contributes to an improvement of the creep rupture strength. Such an effect requires an amount of at least 0.5% copper, whereby a marked improvement is achieved by around 2%. Copper is also added to improve the overall corrosion resistance_ to sulfuric acid. An excessive amount of copper (6% or more) would lead to a reduced processability. Also for economic reasons, the Cu content should be kept moderate, e.g. at 3.5%. With these considerations in mind, the copper content is limited to the range of 0.5 to 6%, preferably 2 to 3.5%.
Kol Kol är en beståndsdel som har till verkan att tillhandahålla lämplig draghållfasthet och krypbrottshållfasthet som krävs för högtemperaturstål. Om för mycket kol tillsätts minskar emellertid legeringens seghet och svetsbarheten kan försämras. Dessutom skulle en allt för hög kolhalt minska korrosionsbeständighetet i SCWO-miljöer. Av dessa 529 428 'ß skäl är kolinnehållet begränsat till maximalt 0,1 °/>. Företrädesvis kan det uppgå till åtminstone 0,04 % och som högst 0,08 %.Carbon Carbon is a component that has the effect of providing the appropriate tensile strength and creep rupture strength required for high temperature steels. However, if too much carbon is added, the toughness of the alloy decreases and the weldability may deteriorate. In addition, an excessively high carbon content would reduce corrosion resistance in SCWO environments. For these 529 428 'ß reasons, the carbon content is limited to a maximum of 0,1 ° />. Preferably it can amount to at least 0.04% and at most 0.08%.
Niob Niob är generellt erkänt för att bidra till förbättringen av krypbrottshållfastheten genom utfällning av karbonitrider och nitrider. En överdriven mängd niob kan dock minska svetsbarheten och bearbetbarheten. Med dessa överväganden i åtanke begränsas niobhalten till området 0,20 till 60 %. Företrädesvis bör niobhalten vara minst 0,33 % och som högst 0,50 %.Niobium Niobium is generally recognized for contributing to the improvement of creep rupture strength by precipitation of carbonitrides and nitrides. However, an excessive amount of niobium can reduce weldability and machinability. With these considerations in mind, the niobium content is limited to the range of 0.20 to 60%. Preferably, the niob content should be at least 0.33% and at most 0.50%.
Volfram och Molybden Volfram tillsätts för att förbättra högtemperaturhållfastheten, främst genom lösningshärdning, och ett minimum av 0,4 % behövs för att uppnå denna effekt. Även volfram och molybden bidrar till det generella korrosionsbeständighetet i SCWO-miljöer.Tungsten and Molybdenum Tungsten is added to improve the high temperature strength, mainly through solution curing, and a minimum of 0.4% is needed to achieve this effect. Tungsten and molybdenum also contribute to the general corrosion resistance in SCWO environments.
Både molybden och volfram gynnar dock bildandet av sigmafasen. Volfram anses vara effektivare än molybden i att förbättra hållfastheten. Av detta skäl och av ekonomiska skäl, hålls molybdenhalten låg, inte högre än 0,5 %, företrädesvis lägre än 0,02 %. För att bibehålla en tillräcklig bearbetbarhet bör volframhalten inte överstiga 4 % och därför begränsas volframhalten till området 0,4 till 4 %, företrädesvis 1,8 till 3,5 %.However, both molybdenum and tungsten favor the formation of the sigma phase. Tungsten is considered to be more effective than molybdenum in improving strength. For this reason and for economic reasons, the molybdenum content is kept low, not higher than 0.5%, preferably lower than 0.02%. In order to maintain sufficient workability, the tungsten content should not exceed 4% and therefore the tungsten content is limited to the range 0.4 to 4%, preferably 1.8 to 3.5%.
Kväve Kväve, liksom kol, är känt för att dels förbättra hållfastheten vid förhöjda temperaturer, t.ex. över 500°C, och krypbrottshållfastheten dels stabilisera den austenitiska fasen. Om kväve tillsätts i överskott minskar emellertid legeringens seghet och duktilitet. Av dessa skäl begränsas kvävehalten till området 0,1 till 0,30 %, företrädesvis 0,20 till 0,25 %.Nitrogen Nitrogen, like carbon, is known to improve strength at elevated temperatures, e.g. above 500 ° C, and the creep rupture strength partly stabilize the austenitic phase. However, if nitrogen is added in excess, the toughness and ductility of the alloy decrease. For these reasons, the nitrogen content is limited to the range 0.1 to 0.30%, preferably 0.20 to 0.25%.
Kobolt Kobolt är ett austenitstabiliserande grundämne. Tillsatsen av kobolt kan förbättra högtemperaturhållfastheten genom fastlösningsförstärkning och undertryckande av sigmafasbíldning efter långa exponeringstider vid förhöjda temperaturer. För att 529 428 X bibehålla produktionskostnaderna på en rimlig nivå bör dock kobolthalten vara i området 0,5 till 3,0 %, om det tillsätts.Cobalt Cobalt is an austenite stabilizing element. The addition of cobalt can improve the high temperature strength by solidification enhancement and suppression of sigma phase formation after long exposure times at elevated temperatures. However, in order to maintain production costs at a reasonable level at 529 428 X, the cobalt content should be in the range of 0.5 to 3.0%, if added.
Titan Titan kan tillsättas i syfte att förbättra krypbrottshållfastheten genom utskiljning av karbonltrider, karbider och nitrider. .En överdriven mängd titan kan emellertid minska svetsbarheten och bearbetbarheten. Av dessa skäl begränsas titanhalten till området 0,02 till 0,10 %, om det tillsätts.Titanium Titanium can be added in order to improve the creep rupture strength by precipitation of carbon hydrides, carbides and nitrides. However, an excessive amount of titanium can reduce weldability and machinability. For these reasons, the titanium content is limited to the range of 0.02 to 0.10%, if added.
Som exempel på komponenter eller konstruktionselement tillverkade av stållegeringen enligt uppfinningen, kan följande nämnas: rör, plåt, stavar, stänger, band, folier, beklädnader, block, hylsor, trådar, balkar, bärare, pelare och profiler. Alla dessa komponenter kan i sin tur användas (individuellt eller i kombination) för att konstruera de olika apparater och anordningar som inkluderas i en komplett SCWO-anläggning, såsom en reaktor, en syrebehållare, en vattenslambehållare, en förångare, en förvärmare, en ångkokare, en kylare, en gas/vätske-avskiljare, samt olika ventiler, ackumulatorer, tryckreduceringsanordningar, vätskeoscillatorer, insprutningsdon, munstycken, filter och avskiljare. Rör och plåt är enkla att tillverka av den ovan beskrivna stållegeringen.As examples of components or structural elements made of the steel alloy according to the invention, the following can be mentioned: pipes, sheet metal, rods, rods, strips, foils, claddings, blocks, sleeves, wires, beams, supports, columns and profiles. All of these components can in turn be used (individually or in combination) to design the various appliances and devices included in a complete SCWO plant, such as a reactor, an oxygen tank, a water sludge tank, an evaporator, a preheater, a steamer, a radiator, a gas / liquid separator, as well as various valves, accumulators, pressure reducing devices, liquid oscillators, injectors, nozzles, filters and separators. Pipes and sheets are easy to manufacture from the steel alloy described above.
Genom att använda komponenter enligt föreliggande uppfinning, d.v.s. komponenter bestående av en stållegerlng av det slag som specificerats ovan, förväntas det att materialkostnaderna i samband med uppförandet av SCWO-anläggningar kommer att minska med ungefär 25 till 40 % jämfört med kostnaderna för höglegerade sorter, såsom Alloy 625, beträffande den viktiga utrustningen uppströms och nedströms anläggningens reaktor. Således kommer uppfinningen att bidra positivt till den framtida utvecklingen och användningen av SCWO~tekniken, som en metod att göra sig av med organiska avfallsprodukter på ett sätt som är ofarligt för miljön. 529 428 “i Testrapport Tre olika superlegeringar testades för att bestämma korrosionsbeständighetet i nära- kritiska och superkritiska vattentillstånd. Superlegeringarna utsattes för ett tryck på 29 MPa och temperaturer på 350°C respektive 600°C under 125 timmar. För att simulera en svår SCWO-miljö, innehöll lösningsmedlet kloridjoner och syre.By using components of the present invention, i.e. components consisting of a steel alloy of the type specified above, it is expected that the material costs associated with the construction of SCWO facilities will decrease by approximately 25 to 40% compared to the costs of high alloy varieties, such as Alloy 625, for the important upstream equipment and downstream of the plant's reactor. Thus, the invention will contribute positively to the future development and use of the SCWO technology, as a method of disposing of organic waste products in a manner that is harmless to the environment. 529 428 “in Test Report Three different superalloys were tested to determine the corrosion resistance in near-critical and supercritical water conditions. The superalloys were subjected to a pressure of 29 MPa and temperatures of 350 ° C and 600 ° C, respectively, for 125 hours. To simulate a difficult SCWO environment, the solvent contained chloride ions and oxygen.
Sammansättningen av de testade legeringarna beskrivs i Tabell 1 och de experimentella förhållandena sammanfattas i Tabell 2. De två kömingarna skiljer sig åt endast i de använda temperaturerna och därmed i vätskans densitet.The composition of the tested alloys is described in Table 1 and the experimental conditions are summarized in Table 2. The two coils differ only in the temperatures used and thus in the density of the liquid.
Tabell1 Legering Al Si Ti Cr Mn Fe Co Ni Cu Nb Mo W 1 - - - 23,6 0,7 42,5 1,9 24,1 2,7 0,4 - 4,1 2 0,2 0,2 - 28,2 5,0 27,6 - 32,1 - 0,7 5,8 - A|loy625 0,3 - 0,3 23,1 - 2,1 - 60,5 - 4,5 9,1 - Tabel|2 Test nr. Tid Temp. Tryck Densitet Massflöde Lösningsmedlets [h] [°C] [MPa] [g/cma] [m/min] sammansättning [mol/I] Körning 125 350 29 0,64 1,0 1.0 H20 + 0.05 HCl 1 +0.5 02 Körning 125 600 29 0,087 1,0 1.0 H20 + 0.05 HCl 2 +0.5 02 Rektangulära provbitar skars ut från legeringarna och slipades (80 till 1000 mesh) och polerades (9 till 0,25 um diamant) därefter. Provbitarna vägdes före och efter att de utsatts för de ovan identifierade experimentella betingelserna. De ytskikt som bildats under experimenten undersöktes genom fältemissions-svepelektronmikroskopi (SEM) och röntgenmikroanalys (EDX). Vidare undersökning av provbitarna gjordes genom optisk mikroskopering. Korrosionsattacker utvärderades genom mikroskopiska observationer. 529 428 /Û Resultat för 350°C Provbitarna från testet rengjordes med destillerat vatten och aceton samt blåstorkades slutligen för omväg ning och för att genomföra fler undersökningssteg. Testet resulterade i en ansenlig materialförlust, påvisat av viktförändringen. Vikt och dimension före exponering och mängden viktförändring efter testkörningen vid 350°C ges i Tabell 3.Table1 Alloy Al Si Ti Cr Mn Fe Co Ni Cu Nb Mo W 1 - - - 23.6 0.7 42.5 1.9 24.1 2.7 0.4 - 4.1 2 0.2 0.2 - 28.2 5.0 27.6 - 32.1 - 0.7 5.8 - A | loy625 0.3 - 0.3 23.1 - 2.1 - 60.5 - 4.5 9.1 - Table | 2 Test no. Time Temp. Pressure Density Mass fl fate Solvent [h] [° C] [MPa] [g / cma] [m / min] composition [mol / I] Run 125 350 29 0.64 1.0 1.0 H 2 O + 0.05 HCl 1 +0.5 02 Run 125 600 29 0.087 1.0 1.0 H 2 O + 0.05 HCl 2 +0.5 02 Rectangular specimens were cut from the alloys and ground (80 to 1000 mesh) and polished (9 to 0.25 μm diamond). The specimens were weighed before and after being subjected to the experimental conditions identified above. The surface layers formed during the experiments were examined by field emission scanning electron microscopy (SEM) and X-ray microanalysis (EDX). Further examination of the specimens was done by optical microscopy. Corrosion attacks were evaluated by microscopic observations. 529 428 / Û Results for 350 ° C The test pieces from the test were cleaned with distilled water and acetone and finally blow-dried for weighing and to carry out fl your examination steps. The test resulted in a significant material loss, demonstrated by the weight change. Weight and dimension before exposure and the amount of weight change after the test run at 350 ° C are given in Table 3.
Medelvärdena framställs i Figur 1.The mean values are presented in Figure 1.
Tabell 3 Legering X Y Z Vikt innan Vikt efter A [g] A [°/°] [mm] [mm] [mm] [9] [91 1 « 20,0 9,68 1,95 3,005 2,365 -0,640 -21,3 2 20,7 9,89 1,9 3,033 2,120 -0,913 -30,1 Alloy _ 20,5 10,0 1,7 2,803 2,120 -0,683 -24,4 625 Tabell 4 EDX-resultat av glödskalsskikten som bildats på provbitarna under exponering vid 350°C [vikt-%] Legering 1 2 Alloy 625 O 29,9 36,9 - 36,3 Cl 2,0 0,3 1,7 AI 0,3 0,8 0,9 Si - - 0,1 Ti - - 0,5 Cr 30,8 23,4 18,9 Mn 0,6 1,8 0,7 Fe 18,6 23,2 13,1 Co 1,3 - - Ni 9,8 5,8 14 -529 428 Il Cu 2 - - Nb 0,6 2 5,1 Mo - 3,6 7,1 W 4,3 2 1,4 Provbitarna avbildades med svepelektronmikroskopi (SEM) och därefter analyserades ytskiktens elementära sammansättning genom energidispersiv röntgenspektroskopi (EDX). De mikroanalytiska resultaten av ytorna avslöjade en sammansättning av glödskalet av huvudsakligen oxider och små mängder klor, resultaten listas i Tabell 4.Table 3 Alloy XYZ Weight before Weight after A [g] A [° / °] [mm] [mm] [mm] [9] [91 1 «20.0 9.68 1.95 3.005 2.365 -0.640 -21, 3 2 20.7 9.89 1.9 3.033 2.120 -0.913 -30.1 Alloy _ 20.5 10.0 1.7 2.803 2.120 -0.683 -24.4 625 Table 4 EDX results of the scale layers formed on the test pieces during exposure at 350 ° C [wt%] Alloy 1 2 Alloy 625 O 29.9 36.9 - 36.3 Cl 2.0 0.3 1.7 AI 0.3 0.8 0.9 Si - - 0.1 Ti - - 0.5 Cr 30.8 23.4 18.9 Mn 0.6 1.8 0.7 Fe 18.6 23.2 13.1 Co 1.3 - - Ni 9.8 5 .8 14 -529 428 Il Cu 2 - - Nb 0.6 2 5.1 Mo - 3.6 7.1 W 4.3 2 1.4 The specimens were imaged by scanning electron microscopy (SEM) and then the elemental composition of the surface layers was analyzed by energy dispersive. X-ray spectroscopy (EDX). The microanalytical results of the surfaces revealed a composition of the scale of mainly oxides and small amounts of chlorine, the results are listed in Table 4.
Resultat för 600°C Inga anmärkningsvärda korrosionsattacker observerades på proven efter exponering.Results for 600 ° C No significant corrosion attacks were observed on the samples after exposure.
Endast ett tunt oxidskikt kvarstod på provytan, indikerad av en liten viktökning. Vikt och dimension före exponering och viktändringen efter testkörningen vid 600°C, ges i Tabell 5. Medelvärdena framställs i Figur 2.Only a thin oxide layer remained on the sample surface, indicated by a slight weight gain. Weight and dimension before exposure and the weight change after the test run at 600 ° C, are given in Table 5. The mean values are presented in Figure 2.
Provbitarna återgavs med svepelektronmikroskopi (SEM) och därefter analyserades den elementära sammansättningen av ytskikten med energidispersiv röntgenspektroskopi (EDX). EDX-analysen bekräftade en oxidisk sammansättning hos de tunna skikt som bildats. En sammanfattning av EDX-resultaten listas i Tabell 6.The specimens were reproduced by scanning electron microscopy (SEM) and then the elemental composition of the surface layers was analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The EDX analysis confirmed an oxidic composition of the thin layers formed. A summary of the EDX results is listed in Table 6.
Tabell5 Legering X[mm] Y[mm] Z[mm] Vikt Vikt A[g] A[%] innan [g] efter [g] 1 20,0 9,60 1,6 2,729 2,745 0,016 0,06 2 20,3 9,75 1,8 2,872 2,889 0,017 0,06 A||0y 625 20,6 10,1 1,7 2,839 2,848 0,009 0,03 ' 529 428 /2 Tabell 6 EDX-resultat av glödskalsskikten som bildats på provbitarna under exponering vid 600°C [vikt-%] Legering 1 2 Alloy 625 O 30,3 30,9 27,3 Cl - - - Al - - 0,5 Si - - - Ti 1,8 1 0,9 Cr 3,5 9,9 6,5 Mn 1,6 2,7 1,5 Fe 41 31,9 4,9 Co Ni 21,1 22,5 53,3 Cu - - -Q Nb <0,1 - 4,8 Mo - 1,1 <0,3 W _ _ _Table 5 Alloy X [mm] Y [mm] Z [mm] Weight Weight A [g] A [%] before [g] after [g] 1 20.0 9.60 1.6 2.729 2.745 0.016 0.06 2 20 .3 9.75 1.8 2.872 2.889 0.017 0.06 A || 0y 625 20.6 10.1 1.7 2.839 2.848 0.009 0.03 '529 428/2 Table 6 EDX results of the scale layers formed on the test pieces during exposure at 600 ° C [wt%] Alloy 1 2 Alloy 625 O 30.3 30.9 27.3 Cl - - - Al - - 0.5 Si - - - Ti 1.8 1 0.9 Cr 3 9.9 6.5 Mn 1.6 2.7 1.5 Fe 41 31.9 4.9 Co Ni 21.1 22.5 53.3 Cu - - -Q Nb <0.1 - 4, 8 Mo - 1.1 <0.3 W _ _ _
Claims (11)
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0600982A SE529428C2 (en) | 2006-05-02 | 2006-05-02 | Austenitic stainless steel alloy component, e.g. tube, for use in supercritical water oxidation plants comprises predetermined amounts of chromium and nickel |
CNA2007800204420A CN101460414A (en) | 2006-05-02 | 2007-04-27 | A component for supercritical water oxidation plants, made of an austenitic stainless steel alloy |
EP07748449A EP2016031A4 (en) | 2006-05-02 | 2007-04-27 | A component for supercritical water oxidation plants, made of an austenitic stainless steel alloy |
JP2009509493A JP2009535516A (en) | 2006-05-02 | 2007-04-27 | Austenitic stainless steel supercritical water oxidation plant components |
PCT/SE2007/050288 WO2007126383A1 (en) | 2006-05-02 | 2007-04-27 | A component for supercritical water oxidation plants, made of an austenitic stainless steel alloy |
KR1020087026946A KR20090005145A (en) | 2006-05-02 | 2007-04-27 | A component for supercritical water oxidation plants, made of an austenitic stainless steel alloy |
US12/299,252 US20090169418A1 (en) | 2006-02-05 | 2007-05-27 | Component for supercritical water oxidation plants, made of an austenitic stainless steel alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0600982A SE529428C2 (en) | 2006-05-02 | 2006-05-02 | Austenitic stainless steel alloy component, e.g. tube, for use in supercritical water oxidation plants comprises predetermined amounts of chromium and nickel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0600982L SE0600982L (en) | 2007-08-07 |
SE529428C2 true SE529428C2 (en) | 2007-08-07 |
Family
ID=38323928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0600982A SE529428C2 (en) | 2006-02-05 | 2006-05-02 | Austenitic stainless steel alloy component, e.g. tube, for use in supercritical water oxidation plants comprises predetermined amounts of chromium and nickel |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090169418A1 (en) |
EP (1) | EP2016031A4 (en) |
JP (1) | JP2009535516A (en) |
KR (1) | KR20090005145A (en) |
CN (1) | CN101460414A (en) |
SE (1) | SE529428C2 (en) |
WO (1) | WO2007126383A1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9518729B2 (en) * | 2011-12-13 | 2016-12-13 | Renmatix, Inc. | Lignin fired supercritical or near critical water generator, system and method |
US9347121B2 (en) | 2011-12-20 | 2016-05-24 | Ati Properties, Inc. | High strength, corrosion resistant austenitic alloys |
KR101836715B1 (en) * | 2016-10-12 | 2018-03-09 | 현대자동차주식회사 | Stainless steel having excellent oxidation resistance at high temperature |
DE102019123174A1 (en) * | 2019-08-29 | 2021-03-04 | Mannesmann Stainless Tubes GmbH | Austenitic steel alloy with improved corrosion resistance when exposed to high temperatures |
SE545185C2 (en) * | 2021-09-07 | 2023-05-09 | Alleima Emea Ab | An austenitic alloy object |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3018537A1 (en) * | 1979-05-17 | 1980-11-27 | Daido Steel Co Ltd | CONTROLLED INCLUDING AUTOMATIC STEEL AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
US4543190A (en) * | 1980-05-08 | 1985-09-24 | Modar, Inc. | Processing methods for the oxidation of organics in supercritical water |
US4400209A (en) * | 1981-06-10 | 1983-08-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Alloy for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
JPS59173249A (en) * | 1983-03-19 | 1984-10-01 | Nippon Steel Corp | Austenite type heat resistance alloy |
JPH0753898B2 (en) * | 1987-01-24 | 1995-06-07 | 新日本製鐵株式会社 | High strength austenitic heat resistant alloy |
US4911886A (en) * | 1988-03-17 | 1990-03-27 | Allegheny Ludlum Corporation | Austentitic stainless steel |
JPH046248A (en) * | 1990-04-23 | 1992-01-10 | Nippon Steel Corp | Steel for waste incineration furnace boiler |
JPH05148587A (en) * | 1991-11-26 | 1993-06-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | High corrosion-resistant alloy for waste incineration boiler heat transfer tube |
ATE171443T1 (en) * | 1991-04-09 | 1998-10-15 | Modar Inc | ZIRCONIA CERAMICS FOR SURFACES EXPOSED TO HIGH TEMPERATURE AND MOISTURE OXIDIZING ENVIRONMENTS |
JPH0826439B2 (en) * | 1991-07-05 | 1996-03-13 | 新日本製鐵株式会社 | Austenitic stainless steel with excellent high temperature corrosion properties |
US5551472A (en) * | 1994-08-01 | 1996-09-03 | Rpc Waste Management Services, Inc. | Pressure reduction system and method |
US5461648A (en) * | 1994-10-27 | 1995-10-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Supercritical water oxidation reactor with a corrosion-resistant lining |
US5545337A (en) * | 1994-11-29 | 1996-08-13 | Modar, Inc. | Ceramic coating system or water oxidation environments |
US5804066A (en) * | 1996-02-08 | 1998-09-08 | Aerojet-General Corporation | Injector for SCWO reactor |
JPH09263899A (en) * | 1996-03-28 | 1997-10-07 | Mitsubishi Materials Corp | Heat transfer tube of waste heat boiler utilizing garbage burning exhaust gas excellent in high temperature corrosion resistance |
JPH1088293A (en) * | 1996-04-16 | 1998-04-07 | Nippon Steel Corp | Alloy having corrosion resistance in crude-fuel and waste-burning environment, steel tube using the same, and its production |
JP2000129403A (en) * | 1998-10-26 | 2000-05-09 | Hitachi Ltd | Austenitic heat resistant alloy excellent in high temperature strength and corrosion resistance and its use |
JP4290260B2 (en) * | 1998-12-25 | 2009-07-01 | 東京都 | Highly corrosion resistant austenitic stainless steel for waste heat incineration plant boiler heat transfer tubes |
SE516137C2 (en) * | 1999-02-16 | 2001-11-19 | Sandvik Ab | Heat-resistant austenitic steel |
SE518803C2 (en) * | 1999-09-03 | 2002-11-26 | Chematur Eng Ab | Method and reaction system with high pressure and high temperature suitable for supercritical water oxidation |
JP4123934B2 (en) * | 2000-07-04 | 2008-07-23 | 三洋電機株式会社 | Fuel reformer |
JP2002069591A (en) * | 2000-09-01 | 2002-03-08 | Nkk Corp | High corrosion resistant stainless steel |
JP2002212634A (en) * | 2000-11-17 | 2002-07-31 | Nippon Steel Corp | Method for producing austenitic heat resistant steel tue having excellent creep rupture strength |
KR100532877B1 (en) * | 2002-04-17 | 2005-12-01 | 스미토모 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 | Austenitic stainless steel excellent in high temperature strength and corrosion resistance, heat resistant pressurized parts, and the manufacturing method thereof |
JP4123870B2 (en) * | 2002-08-26 | 2008-07-23 | 住友金属工業株式会社 | High temperature oxidation resistant austenitic stainless steel sheet |
JP4424471B2 (en) * | 2003-01-29 | 2010-03-03 | 住友金属工業株式会社 | Austenitic stainless steel and method for producing the same |
JP2005023353A (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Austenitic stainless steel for high temperature water environment |
ITMI20041239A1 (en) * | 2004-06-21 | 2004-09-21 | 3V Green Eagle S P A | WET OXIDATION PROCESS AND EQUIPMENT PARTICULARLY TO REALIZE THIS PROCESS |
-
2006
- 2006-05-02 SE SE0600982A patent/SE529428C2/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-04-27 WO PCT/SE2007/050288 patent/WO2007126383A1/en active Application Filing
- 2007-04-27 CN CNA2007800204420A patent/CN101460414A/en active Pending
- 2007-04-27 EP EP07748449A patent/EP2016031A4/en not_active Withdrawn
- 2007-04-27 JP JP2009509493A patent/JP2009535516A/en active Pending
- 2007-04-27 KR KR1020087026946A patent/KR20090005145A/en not_active Application Discontinuation
- 2007-05-27 US US12/299,252 patent/US20090169418A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20090005145A (en) | 2009-01-12 |
SE0600982L (en) | 2007-08-07 |
JP2009535516A (en) | 2009-10-01 |
CN101460414A (en) | 2009-06-17 |
EP2016031A1 (en) | 2009-01-21 |
US20090169418A1 (en) | 2009-07-02 |
WO2007126383A1 (en) | 2007-11-08 |
EP2016031A4 (en) | 2011-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6904359B2 (en) | Austenitic stainless steel | |
EP3760753B1 (en) | Austenitic stainless steel weld joint | |
KR101842825B1 (en) | Austenitic stainless steel and method for producing same | |
KR100933114B1 (en) | Ferritic Heat Resistant Steel | |
CA2784760C (en) | Austenitic stainless steel pipe excellent in steam oxidation resistance and manufacturing method therefor | |
CN1114715C (en) | Martensitic stainless steel with high mechanical strength and anti-corrosion | |
KR100510979B1 (en) | Ferritic heat-resistant steel | |
CN103717767A (en) | Ni-based heat-resistant alloy | |
CN113278890A (en) | High chromium heat resistant steel | |
SA112330773B1 (en) | Oil-well steel pipe having excellent sulfide stress cracking resistance | |
SE529428C2 (en) | Austenitic stainless steel alloy component, e.g. tube, for use in supercritical water oxidation plants comprises predetermined amounts of chromium and nickel | |
JP2002069591A (en) | High corrosion resistant stainless steel | |
EP3061841B1 (en) | Corrosion pitting resistant martensitic stainless steel | |
RU2383417C1 (en) | Low activated corrosion resistant welding material | |
CA2987569C (en) | Ni-based alloy pipe or tube for nuclear power | |
Rao | Materials development for indian nuclear power programme: an industry perspective | |
JP2002241903A (en) | HIGH Cr FERRITIC HEAT RESISTANT STEEL | |
JP4290260B2 (en) | Highly corrosion resistant austenitic stainless steel for waste heat incineration plant boiler heat transfer tubes | |
Kong et al. | Effects of Cu addition on the microstructure and localized corrosion resistance of hyper duplex stainless steels aged at 748 K | |
KR20210137184A (en) | Ferritic heat-resistant steel | |
Agarwal | Nickel base alloys and newer 6Mo stainless steels meet corrosion challenges of the modern day chemical process industries | |
JP2002004008A (en) | HIGH Cr FERRITIC HEAT RESISTANT STEEL | |
Dyja et al. | Quench ageing behaviour of duplex cast steel nano-scale ε-Cu particles | |
Stradomski et al. | Influence of carbon content on the segregation process in duplex cast steel | |
Kim et al. | Mechanical properties of SA508 Gr. 4N model alloys as a high strength RPV steel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |