NL1014512C2 - Methode voor het lassen van duplex staal. - Google Patents

Methode voor het lassen van duplex staal. Download PDF

Info

Publication number
NL1014512C2
NL1014512C2 NL1014512A NL1014512A NL1014512C2 NL 1014512 C2 NL1014512 C2 NL 1014512C2 NL 1014512 A NL1014512 A NL 1014512A NL 1014512 A NL1014512 A NL 1014512A NL 1014512 C2 NL1014512 C2 NL 1014512C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
welding
urea
content
austenite
steel
Prior art date
Application number
NL1014512A
Other languages
English (en)
Inventor
Jozef Hubert Meessen
Joseph Maria Gerard Eijkenboom
Hendrikus Catharina G Schrijen
Original Assignee
Dsm Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to NL1014512A priority Critical patent/NL1014512C2/nl
Application filed by Dsm Nv filed Critical Dsm Nv
Priority to AU2001237814A priority patent/AU2001237814B2/en
Priority to PCT/NL2001/000117 priority patent/WO2001064386A1/en
Priority to JP2001563269A priority patent/JP2003526512A/ja
Priority to AU3781401A priority patent/AU3781401A/xx
Priority to CN01808559A priority patent/CN1426340A/zh
Priority to EP01910236A priority patent/EP1259352A1/en
Priority to CA002401132A priority patent/CA2401132A1/en
Priority to BR0108756-8A priority patent/BR0108756A/pt
Application granted granted Critical
Publication of NL1014512C2 publication Critical patent/NL1014512C2/nl
Priority to US10/228,259 priority patent/US6793119B2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/38Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area
    • B23K35/383Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area mainly containing noble gases or nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/10Pipe-lines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys
    • B23K2103/05Stainless steel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent
    • B23K35/308Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
    • B23K35/3086Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Description

- 1 - METHODE VOOR HET LASSEN VAN DUPLEX STAAL 5
De uitvinding heeft betrekking op een methode voor het lassen van duplex staal in aanwezigheid van een schermgas.
Duplex staal is een roestvaste staalsoort 10 met een ferriet-austeniet structuur waarbij de beide fasen een verschillende samenstelling bezitten. De duplex structuur houdt in dat in de ferrietfase chroom en molybdeen in meerderheid aanwezig zijn en in de austenietfase nikkel en stikstof.
15 Duplex staal wordt vaak toegepast in corrosieve omgeving vanwege zijn corrosiebestendig karakter. Met name in ureumfabrieken waar het staal in contact komt met de corrosieve ammoniumcarbamaatoplossingen en met name in de 20 hogedruksectie van ureumfabrieken wordt duplex staal met succes toegepast. Hierbij worden de meest kritische onderdelen zoals hogedrukvaten, afdichtingen rond mangaten, leidingen, doorvoeren, flenzen, kleppen en afsluiters uit duplex staal vervaardigd.
25 Voor het toepassen van duplex staal in een fabrieksinstallatie is het nodig dat onderdelen uit duplex staal aan elkaar bevestigd kunnen worden. Het lassen van duplex staal is een voor de vakman bekende wijze voor het aan elkaar bevestigen van duplex metalen 30 delen. Duplex metalen delen worden aaneen gelast in aanwezigheid van een gas dat zorgt voor een inerte atmosfeer, een zogenaamd schermgas. Als schermgas worden door de vakman 1 0 1 A 5 1 2 - 2 - doorgaans gassen als argon en helium gebruikt. Deze schermgassen voorkomen oxidatie tijdens het maken van een lasverbinding.
Het nadeel van lassen van duplex staal is 5 echter dat delen bestaande uit duplex staal niet aan elkaar gelast kunnen worden, met behoud van de specifieke eigenschappen van het staal, zonder gebruik te maken van een lashulpmiddel dat zorgt voor de lasverbinding. Met specifieke eigenschappen van het 10 staal worden onder andere bedoeld mechanische eigenschappen, zoals treksterkte en taaiheid, en corrosiebestendigheid. Met name bij lastechnieken als IBW-lassen (= Internal Bore Welding), laserlassen of electronbeamlassen, kan geen gebruik gemaakt worden van 15 duplex staal zonder de specifieke eigenschappen ervan aan te tasten omdat bij deze lastechnieken geen gebruik gemaakt kan worden van lashulpmiddelen. Deze lastechnieken zijn bijvoorbeeld noodzakelijk bij het maken van spleetvrije pijp/plaat verbindingen. Als 20 lashulpmiddelen wordt door de vakman doorgaans gebruik gemaakt van middelen zoals beklede laselectrodes en massieve of gevulde lasdraden.
Doel van de onderhavige uitvinding is bovengenoemde bezwaren op te heffen en het lassen van 25 duplex staal zonder lashulpmiddelen mogelijk te maken waarbij de specifieke eigenschappen van het duplex staal niet worden aangetast.
Aanvrager heeft een methode gevonden voor het lassen van duplex staal in aanwezigheid van een 30 schermgas waarbij geen gebruik gemaakt wordt van lashulpmiddelen en waarbij stikstof aan het schermgas wordt toegevoegd. In het bijzonder werd een methode gevonden voor het lassen van duplex staal in aanwezigheid van een schermgas zonder gebruik te maken 35 van lashulpmiddelen waarbij stikstof aan het schermgas 1014512 - 3 - wordt toegevoegd en waarbij tevens een austeniet-ferriet duplex staal met een gehalte aan chroom tussen 28 en 35 gew.% en een gehalte aan nikkel tussen 3 en 10 gew.% wordt toegepast.
5 Bij voorkeur wordt een austeniet-ferriet duplex staal met de volgende samenstelling toegepast: C : maximaal 0,05 gew.%
Si : maximaal 0,8 gew.%
Mn : 0,3 - 4,0 gew.% 10 Cr : 28 - 35 gew.%
Ni : 3 - 10 gew.%
Mo : 1,0 - 4,0 gew.% N :0,2-0,6 gew.%
Cu : maximaal 1,0 gew.% 15 W : maximaal 2,0 gew.% S : maximaal 0,01 gew.%
Ce : maximaal 0,2 gew.% waarbij de rest Fe en normaal voorkomende onzuiverheden en toevoegingen zijn en waarbij het ferriet gehalte 30 -20 70 vol.% bedraagt.
Met meer voorkeur bedraagt het C gehalte maximaal 0,03 gew.% en in het bijzonder maximaal 0,02 gew.%, het Si gehalte maximaal 0,5 gew.%, het Cr gehalte 29 - 33 gew.%, het Ni gehalte 3-7 gew.%, het Mo 25 gehalte 1-3 gew.%, in het bijzonder 1-2 gew.%, het N gehalte 0,36 - 0,55 gew.% en het Mn gehalte 0,3 - 1 gew.%.
Het ferriet gehalte bedraagt met meer voorkeur 30 - 55 vol.%. Het Cr gehalte in de austeniet 30 fase bedraagt met meer voorkeur minimaal 25 gew.% en in het bijzonder minimaal 27 gew.%.
Bij voorkeur wordt 1-10 vol.% stikstof aan het schermgas toegevoegd, in het bijzonder 1-5 vol% en meer in het bijzonder 1-3 vol.%.
10 14512 - 4 -
Het voordeel van de methode volgens de onderhavige uitvinding is dat IBW-lassen, laserlassen en electronbeamlassen van duplex staal, met behoud van de specifieke eigenschappen, mogelijk worden.
5 Een veel toegepaste uitvoeringsvorm van het aan elkaar lassen van ferriet-austeniet staal is het aan elkaar bevestigen van de stalen onderdelen via een zogenaamde oplassing. Hierbij wordt een contactoppervlak vervaardigd door via een bekend lasprocede een laagje 10 van het ferriet-austeniet duplex staal op te brengen op een ondergrond, meestal een goedkoper koolstofstaal. Aan deze oplassing kan via het lasprocede volgens de onderhavige uitvinding een ander voorwerp uit duplex staal of met een duplex staal contactoppervlak worden 15 bevestigd. Hierbij komt het echter regelmatig voor dat een dergelijk vastgelast voorwerp losbreekt als gevolg van optredende haarscheurtjes in het opgelaste duplex staal.
Er werd nu gevonden dat dit nadeel kan 20 worden opgeheven door een methode waarbij het aan elkaar bevestigen van twee of meer metalen delen uit duplex staal via een oplassing mogelijk wordt. Hierbij worden de contactoppervlakken van de metalen delen geheel of gedeeltelijk vervaardigd uit ferriet-austeniet staal met 25 een gehalte aan chroom tussen 28 en 35 gew.% en een gehalte aan nikkel van 3 tot 10 gew.% waarna van de contactoppervlakken de bovenste 0,1-1,0 mm, bij voorkeur 0,2-0,8 mm en in het bijzonder 0,3-0,7 mm worden verwijderd waarna de metalen delen aan elkaar worden 30 gelast. Het verwijderen van deze bovenlaag kan op elke de vakman bekende methode worden uitgevoerd zoals slijpen, vijlen, schuren enz..
De las- en oplasmethoden volgens de uitvinding zijn bijzonder geschikt bij het vervaardigen 35 van doorvoeringen zoals kleppen, flenzen en afsluiters 1014512 - 5 - omdat een dergelijke doorvoering minder gevoelig wordt voor spleetcorrosie. Deze doorvoeringen worden hierbij vervaardigd uit een duplex ferriet-austeniet staal met een gehalte aan chroom tussen 28 en 35 gew.% en een 5 gehalte aan nikkel tussen 3 en 10 gew.% en aan elkaar bevestigd via een las- of oplasprocede zonder gebruik te maken van lashulpmiddelen en waarbij aan het schermgas 1-10 vol.% stikstof wordt toegevoegd.
Vooral lasverbindingen op plaatsen waar zich 10 flenzen, kleppen en afsluiters bevinden in een hogedruk sectie van een ureumfabriek kunnen met voordeel vervaardigd worden volgens de onderhavige uitvinding.
De uitvinding heeft dan ook in het bijzonder betrekking op toepassing van de las- en oplasmethoden in 15 een ureumfabriek.
De genoemde doorvoeringen zijn bronnen van lekkage. Bij toepassen van materialen welke gevoelig zijn voor spleetcorrosie zal in de spleten, welke inherent zijn aan deze doorvoeringen, na verloop van 20 tijd corrosie optreden hetgeen resulteert in lekkage van procesvloeistof naar buiten. Dit treedt met name op in bijvoorbeeld de hogedruk sectie van een ureumfabriek. De fabriek zal dan gestopt moeten worden in verband met veiligheids- en milieueisen. Indien deze doorvoeringen 25 worden uitgevoerd volgens de methode van de onderhavige uitvinding, zullen deze doorvoeringen veel minder gevoelig worden voor spleetcorrosie en lekkages worden voorkomen.
Door het minder gevoelig worden voor 30 corrosie bij toepassing van het genoemde duplex staal wordt het mogelijk in een ureumfabriek meer gebruik te maken van pompen in plaats van stromen via de zwaartekracht te verplaatsen. Het boven elkaar plaatsen van apparatuur zoals bijvoorbeeld de hogedruk 35 carbamaatcondensor en de reactor in een ureumfabriek is 1014512 - 6 - dan niet langer nodig. Alle apparaten kunnen op de grond geplaatst worden waardoor een aanzienlijke besparing aan investering wordt verkregen.
In het duplex staal zoals toegepast in de 5 onderhavige uitvinding is een goede ferriet-austeniet verdeling van belang. Indien de verdeling niet optimaal is dan zullen de eigenschappen van het staal afnemen.
Dit kan tot breuken in leidingen en apparatuur leiden en tevens wordt het staal dan meer gevoelig voor corrosie. 10 Gevonden werd dat de homogeniteit van het ferriet-austeniet staal eenvoudig kan worden getest door metingen uit te voeren met een wervelstroomspoel. Indien een stuk metaal door een dergelijk spoel wordt gehaald, worden direct de plaatsen zichtbaar waar de verdeling 15 onvoldoende is. Het alternatief voor deze wervelstroomspoel meting is een destructieve methode.
Ureum kan worden bereid door ammoniak (overmaat) en kooldioxide bij geschikte druk (bijvoorbeeld 12-40 MPa) en geschikte temperatuur 20 (bijvoorbeeld 160-250 °C) in een synthesezone te leiden, waarbij eerst ammoniumcarbamaat wordt gevormd volgens de reactie: nNH3 + C02 -» H2N-CO-ONH4 + (n-2) NH3 25
Uit het gevormde ammoniumcarbamaat ontstaat vervolgens door dehydratatie ureum volgens de evenwichtsreactie: 3 0 H2N-CO-ONH4 H2N-CO-NH2 + H20
De theoretisch haalbare omzetting van ammoniak en kooldioxide in ureum wordt bepaald door de thermodynamische ligging van het evenwicht en is 10 14 5 12 - 7 - afhankelijk van bijvoorbeeld de molaire NH3/C02 verhouding (N/C verhouding), de molaire H20/C02 verhouding en de temperatuur, en kan berekend worden met de modellen zoals bijvoorbeeld beschreven in Buil. of 5 the Chem. Soc. of Japan 1972, vol. 45, pp. 1339-1345 en J. Applied Chem. of the USSR (1981), vol. 54, pp. 1898-1901.
Bij de omzetting van ammoniak en kooldioxide in ureum wordt als reactieprodukt een 10 ureumsyntheseoplossing verkregen in hoofdzaak bestaande uit ureum, water, ammoniumcarbamaat en niet gebonden ammoniak. Naast de ureumsyntheseoplossing kan in de synthesezone ook een gasmengsel ontstaan van niet omgezet ammoniak en kooldioxide tezamen met inerte 15 gassen. Uit dit gasmengsel wordt ammoniak en kooldioxide verwijderd, welke ammoniak en kooldioxide bij voorkeur teruggevoerd worden naar de synthesezone.
Er worden in de praktijk verschillende bereidingswijzen voor ureum toegepast. Aanvankelijk werd 20 ureum bereid in zogenaamde conventionele hogedruk ureumfabrieken welke echter eind zestiger jaren werden opgevolgd door processen welke uitgevoerd worden in zogenaamde ureumstripfabrieken.
Met een conventionele hogedruk ureumfabriek 25 wordt bedoeld een ureumfabriek waarbij de ontleding van het niet in ureum omgezette ammoniumcarbamaat en de afdrijving van de gebruikelijke overmaat ammoniak bij een wezenlijk lagere druk geschied dan de druk in de synthesereactor zelf. De synthesereactor wordt in een 30 conventionele hogedruk ureumfabriek doorgaans bedreven bij een temperatuur van 180-250 °C en een druk van 15-40 MPa. De niet in ureum omgezette reactanten worden in een conventionele hogedruk ureumfabriek na expansie, dissociatie en condensatie met een druk tussen 1,5 en 10 35 MPa als een carbamaatstroom teruggevoerd naar de 1014512 - 8 - ureumsynthese. Verder worden bij een conventionele hogedruk ureumfabriek ammoniak en kooldioxide direct aan de ureumreactor toegevoerd. De N/C verhouding in de ureumsynthese ligt in een conventioneel hogedruk 5 ureumproces tussen 3 en 5 en de C02-conversie tussen 64 en 68%.
Deze conventionele ureumfabrieken werden aanvankelijk uitgevoerd als zogenaamde 'Once-Through1 processen. Hierbij werd de niet omgezette ammoniak 10 geneutraliseerd met zuur (bijvoorbeeld salpeterzuur) en omgezet in ammoniumzouten (bijvoorbeeld ammoniumnitraat). Al snel werden deze conventionele 'Once-Through' ureumprocessen vervangen door de zogenaamde Conventionele Recycle Processen waarbij niet 15 omgezette ammoniak en kooldioxide als carbamaatstromen worden teruggevoerd naar de ureumreactor. Uit de in de synthesereactor verkregen ureumsyntheseoplossing wordt in de opwerksectie niet omgezette ammoniak en kooldioxide verwijderd waarbij een oplossing van ureum 20 in water ontstaat. Deze ureum in water oplossing wordt vervolgens in de indamping bij verminderde druk, door het verdampen van water, omgezet in ureum.
Met een ureumstripfabriek wordt bedoeld een ureumfabriek waarbij de ontleding van het niet in ureum 25 omgezette ammoniumcarbamaat en de afdrijving van de gebruikelijke overmaat ammoniak voor het grootste deel plaats vindt bij een druk welke in wezen nagenoeg gelijk is aan de druk in de synthesereactor. Deze ontleding/afdrijving gebeurt in een stripper al dan niet 30 onder toevoeging van een stripmedium. Bij een stripproces kunnen kooldioxide en/of ammoniak gebruikt worden als stripgas alvorens deze componenten aan de reactor te doseren. Dit strippen gebeurt in een na de reactor geplaatste stripper waarbij de uit de 35 ureumreactor komende ureumsyntheseoplossing, welke 1014512 - 9 - behalve ureum, ammoniumcarbamaat en water tevens ammoniak bevat, wordt gestript met het stripgas onder toevoeging van warmte. Ook is het mogelijk hier thermisch strippen toe te passen. Thermisch strippen wil 5 zeggen dat uitsluitend door middel van warmtetoevoer ammoniumcarbamaat wordt ontleed en de aanwezige ammoniak en kooldioxide uit de ureumoplossing wordt verwijderd. Ook is het mogelijk het strippen uit te voeren in twee of meerdere stappen. Zo is bijvoorbeeld een werkwijze 10 bekend waarin eerst uitsluitend thermisch wordt gestript, waarna een C02 stripstap onder verdere toevoer van warmte plaatsvindt. De uit de stripper vrijkomende ammoniak en kooldioxide bevattende gasstroom wordt, eventueel via een hogedruk carbamaatcondensor, 15 teruggevoerd naar de reactor.
De synthesereactor wordt in een ureumstripfabriek bedreven bij een temperatuur van 160-240 °C en bij voorkeur bij een temperatuur van 170-220 °C. De druk in de synthesereactor bedraagt 12-21 MPa en 20 bij voorkeur 12,5-19,5 MPa. De N/C verhouding in de synthese bij een stripfabriek ligt tussen 2,5 en 4 en de C02-coversie tussen 58 en 65%. Het is mogelijk de synthese uit te voeren in één of twee reactoren. Bij gebruik van twee reactoren kan men bijvoorbeeld de 25 eerste reactor bedrijven met nagenoeg verse grondstoffen en de tweede met geheel of gedeeltelijk, bijvoorbeeld vanuit de ureumopwerksectie, gerecirculeerde grondstoffen.
Een veelvuldig toegepaste uitvoeringsvorm 30 voor de bereiding van ureum volgens een stripproces is het Stamicarbon C02-stripproces zoals beschreven in European Chemical News, Urea Supplement van 17 januari 1969, bladzijden 17-20. Het bij de stripbehandeling verkregen gasmengsel wordt voor het grootste gedeelte 35 gecondenseerd en geadsorbeerd in een hogedruk 10 14512 - 10 - carbamaatcondensor, waarna de hierbij gevormde ammoniumcarbamaat naar de synthesezone voor de ureumvorming wordt teruggevoerd
De hogedruk carbamaatcondensor kan 5 bijvoorbeeld uitgevoerd worden als een zogenaamde verdronken condensor zoals beschreven in NL-A-8400839.
De verdronken condensor kan horizontaal ofwel verticaal opgesteld worden. Het biedt echter bijzondere voordelen de condensatie uit te voeren in een horizontaal 10 opgestelde verdronken condensor, een zogenaamde poolcondensor (zie bijvoorbeeld Nitrogen No 222, Juli-Augustus 1996, blz 29-31) .
Na de stripbewerking wordt de gestripte ureumsyntheseoplossing in de ureumopwerksectie 15 ontspannen tot een lage druk en ingedampt waarna ureum wordt vrijgemaakt en een carbamaatstroom van lagedruk naar de synthesesectie wordt gerecirculeerd.
Zowel bij conventionele ureumprocessen als ureumstripprocessen wordt een oxydatiemiddel aan de 20 installatie toegevoerd om de constructiematerialen te beschermen tegen corrosie. Hierbij ontstaat een oxidehuid op de metalen delen die bescherming biedt tegen corrosie. Dit proces wordt het passiveren van het metaal genoemd. Als passiveringsmiddel wordt zuurstof of 25 een zuurstofafgevende verbinding gebruikt zoals bijvoorbeeld beschreven is in US-A-2.727.069. Meestal wordt zuurstof in de vorm van lucht toegepast. Het passiveringsmiddel wordt bijvoorbeeld aan een der grondstoffen toegevoegd.
30 Deze toevoeging van zuurstof/lucht beschermt weliswaar de constructiematerialen tegen corrosie, maar heeft een aantal nadelen namelijk: - de zuurstof/lucht moet uit het proces verwijderd worden zonder dat ammoniak en kooldioxide het proces 10 t 4 5 1 2 - 11 - verlaten. Dit vergt dure en energieverbruikende wasvoorzieningen voor deze gasstromen; - de grondstoffen voor ureumproductie (ammoniak en kooldioxide) zoals deze uit een moderne ammoniakfabriek 5 komen bevatten altijd sporen waterstof. Tezamen met de toegevoerde passiveringslucht kan dat in bepaalde delen van de fabriek leiden tot de vorming van explosieve waterstof/lucht mengsels. Om dit te voorkomen of om hiertegen te beveiligen zijn dure voorzieningen nodig.
10 Het is bekend dat door toepassen van duplex staal deze zuurstof/lucht dosering aanmerkelijk kan worden verminderd, danwel geheel achterwege gelaten kan worden zodat bestaande nadelen in geringere mate voorkomen, dan wel geheel gereduceerd worden en dat toch 15 een hoge betrouwbaarheid wordt gerealiseerd. In W0- 95/00674 staat de toepassing van een duplex staalsoort in ureumfabrieken beschreven waarbij tevens het weglaten van passiveringsgas wordt genoemd.
Verder is deze methode zeer geschikt voor 20 het verbeteren en optimaliseren van bestaande ureumfabrieken door op plaatsen waar corrosie optreedt bestaande leidingen en apparaten te vervangen door leidingen en apparaten vervaardigd via de las- en oplasmethode volgens de onderhavige uitvinding. Ook is 25 de methode bijzonder goed toepasbaar voor het moderniseren van bestaande ureumfabrieken door op plaatsen waar haarscheurtjes in duplex staal oplassingen ontstaan de bevestigingsmethode volgens de onderhavige uitvinding toe te passen.
30 De uitvinding is toepasbaar in alle bestaande ureumprocessen zowel conventionele ureumprocessen als ureumstripprocessen. Voorbeelden van conventionele ureumprocessen, waarin de uitvinding onder andere kan worden toegepast, zijn zogenaamde 'Once-35 Through', Conventionele 'Recycling' en Heat Recycling 1014512 - 12 -
Processen. Voorbeelden van ureumstripprocessen waarin de uitvinding onder andere kan worden toegepast zijn het C02-Strip proces, het NH3-Strip proces, het Zelfstripping proces, het ACES proces (Advanced process 5 for Cost and Energy Saving), het IDR (Isobaric-Double-Recycle) proces en het HEC proces.
De uitvinding wordt verduidelijkt aan de hand van de volgende voorbeelden: 10 Voorbeeld I:
In de poolcondensor van een ureumfabriek volgens het C02-stripproces (een pijpenbundel bevattende warmtewisselaar) wordt de hogedrukcarbamaat uit de hogedruk scrubber in de shell van deze warmtewisselaar 15 ondergebracht en het koelende stoomcondensaat stroomt door de pijpen van de warmtewisselaar. Hierdoor treedt aan de shellzijde het voordeel van extra verblijftijd op waardoor ureumvorming ontstaat, hetgeen een hogere condensatietemperatuur en dientengevolge een betere 20 warmteoverdracht oplevert. Het is voordelig de pijpen en de pijp-pijpplaat verbinding van duplex staal te maken, aangezien dan minder (of geen) zuurstof aan het proces behoeft te worden toegevoerd. Evenwel dient er dan een spleetvrije duplex pijp-pijpplaat verbinding te worden 25 gemaakt. Een dergelijke pijp-pijpplaat verbinding wordt gemaakt via IBW technieken volgens de methode van de onderhavige uitvinding waarbij 2 vol.% stikstof wordt toegevoegd aan het schermgas, bijvoorbeeld argon. Deze IBW techniek werkt zonder lashulpmiddelen.
30
Voorbeeld II:
In de stripper welke na de reactor is geplaatst wordt in het C02-stripproces de uit de reactor komende ureumsynthese-oplossing onder toevoer van warmte 35 met kooldioxide gestript waarbij ammoniumcarbamaat wordt 1014512 - 13 - ontleed en de gassen worden verwijderd. In deze stripper bevinden zich in de bovenkamer (stripperkop) zogenaamde internals, bestaande uit relatief dun (5 è 10 mm) plaatstaal, welke aan de wand van de stripperkolom 5 dienen te worden bevestigd. Het is van voordeel door deze stripperkop te vervaardigen uit koolstofstaal voorzien van een duplex oplassing ter voorkoming van corrosie van het koolstofstaal. Slecht via de oplasmethodiek van de onderhavige uitvinding is het 10 mogelijk de internals middels een lasprocede aan deze oplassing te bevestigen.
Voorbeeld III:
Uit de praktijk blijkt dat de standtijd 15 volgens de huidige ervaringen van een ureumfabriek gemiddeld circa een half jaar is. Dat wil zeggen dat een ureumfabriek ieder half jaar gestopt moet worden in verband met lekkages aan doorvoeringen in de hogedruk sectie, veroorzaakt door spleetcorrosie. Door bij deze 20 doorvoeringen consequent duplex staal te gebruiken welke toegepast wordt via de methode volgens de uitvinding wordt deze frequentie van uitbedrijfname tot een minimum beperkt. Een standtijd van meerdere jaren is hierbij mogelijk hetgeen een groot economisch voordeel oplevert 25 door vermindering van produktieuitval.
1014512

Claims (12)

1. Methode voor het lassen van duplex staal in aanwezigheid van een schermgas, met het kenmerk, dat geen gebruik gemaakt wordt van 1ashulpmiddelen en dat stikstof aan het schermgas wordt toegevoegd.
2. Methode volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 10 tevens een austeniet-ferriet duplex staal met een gehalte aan chroom tussen 28 en 35 gew.% en een gehalte aan nikkel tussen 3 en 10 gew.% wordt toegepast.
3. Methode volgens conclusies 1-2, met het kenmerk, 15 dat austeniet-ferriet duplex staal met de volgende samenstelling wordt toegepast: C : maximaal 0,05 gew.% Si : maximaal 0,8 gew.% Mn : 0,3 - 4,0 gew.%
20 Cr : 28 - 35 gew.% Ni : 3 - 10 gew.% Mo : 1,0 - 4,0 gew.% N : 0,2 -0,6 gew.% Cu : maximaal 1,0 gew. %
25 W : maximaal 2,0 gew.% S : maximaal 0,01 gew.% Ce : maximaal 0,2 gew.% waarbij de rest Fe en normaal voorkomende onzuiverheden en toevoegingen zijn en waarbij het 30 ferriet gehalte 30 - 70 vol.% bedraagt.
4. Methode volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat austeniet-ferriet duplex staal wordt toegepast waarbij het Cr gehalte 29 - 33 gew.% bedraagt. 1014512 - 15 -
5. Methode volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat austeniet-ferriet duplex staal wordt toegepast waarbij het Ni gehalte 3-7 gew.% bedraagt.
6. Methode volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, 5 dat austeniet-ferriet duplex staal wordt toegepast waarbij het Cr gehalte in de austeniet fase minimaal 25 gew.% bedraagt.
7. Methode volgens, conclusies 1-6, met het kenmerk, dat 1-10 vol.% stikstof aan het schermgas wordt 10 toegevoegd.
8. Methode voor het aan elkaar bevestigen van twee of meer metalen delen uit duplex staal via een oplassing met het kenmerk, dat de contactoppervlakken van de metalen delen geheel of 15 gedeeltelijk vervaardigd worden uit ferriet- austeniet staal met een gehalte aan chroom tussen 28 en 35 gew.% en een gehalte aan nikkel van 3 tot 10 gew.% waarna van het metaal de bovenste 0,1-1,0 mm worden verwijderd en waarna de metalen delen aan 20 elkaar worden gelast.
9. Methode voor het vervaardigen van doorvoeringen, met het kenmerk, dat deze doorvoeringen vervaardigd worden uit een duplex ferriet-austeniet staal met een gehalte aan chroom tussen 28 en 35 gew.% en een 25 gehalte aan nikkel tussen 3 en 10 gew.% en aan elkaar bevestigd zijn via een las- of oplasprocede zonder gebruik te maken van lashulpmiddelen en waarbij aan het schermgas 1-10 vol.% stikstof wordt toegevoegd.
10. Toepassing van de las- en oplasmethoden volgens conclusies 1-9 in een ureumfabriek.
11. Methode voor het verbeteren en optimaliseren van bestaande ureumfabrieken door op plaatsen waar corrosie optreedt bestaande leidingen en apparaten 35 te vervangen door leidingen en apparaten 1014512 - 16 - vervaardigd via de las- en oplasmethoden volgens conclusies 1-9.
12. Methode het moderniseren van bestaande ureumfabrieken door op plaatsen waar haarscheurtjes 5 in duplex staal oplassingen ontstaan de bevestigingsmethode toe te passen volgens conclusie 8. 1 0 1 A 5 1 2 RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHE1DSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE IOENTIF1KATIE VAN OE NATIONALE AANVRAGE Kenmerk van da aanvrager of van de gemachtigde 9464 NL Nederlandse aanvrage nr. Indieningsdatum 1014512 28 februari 2000 Ingeroepen voorrangsdatum Aanvrager (Naam) DSMN.V. Datum van het verzoek voor een onderzoek van internationaal type O oor de Instantie voor Internationaal Onderzoek (ISA) aan net ver· zoek voor e«n onderzoek van internationaal type toegekend'nr. _ SN 34695 NL_i, I. CLASSIFICATIE VAN HET ONOERWERP (bij toepassing van verschillende classificaties, ale dassificatiesymbolen opgeven) Volgens de Internationale classificatie (IPC) lnt.CI.7: B23K35/38 C22C38/44 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK ___Onderzochte minimum documentatie_ Classificatiesysteem | _Classificatiesymaolen_' lnt.CI.7: B23K C22C Onderzoen· andere documentatie dan da minimum documentatie voor zover dergelifka documenten in de onderzochte gebieden zijn opgenomen •II· I I GEEN ONDERZOEK MOGELIJK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmerkingen op aanvullingsblad) 'V- I I GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (opmerkingen op aanvullingsblad» komt hCT/JSA/SOflm) 07.1979
NL1014512A 2000-02-28 2000-02-28 Methode voor het lassen van duplex staal. NL1014512C2 (nl)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1014512A NL1014512C2 (nl) 2000-02-28 2000-02-28 Methode voor het lassen van duplex staal.
PCT/NL2001/000117 WO2001064386A1 (en) 2000-02-28 2001-02-12 Process for welding duplex steel
JP2001563269A JP2003526512A (ja) 2000-02-28 2001-02-12 二段溶解鋼の溶接方法
AU3781401A AU3781401A (en) 2000-02-28 2001-02-12 Process for welding duplex steel
AU2001237814A AU2001237814B2 (en) 2000-02-28 2001-02-12 Process for welding duplex steel
CN01808559A CN1426340A (zh) 2000-02-28 2001-02-12 焊接二联钢的方法
EP01910236A EP1259352A1 (en) 2000-02-28 2001-02-12 Process for welding duplex steel
CA002401132A CA2401132A1 (en) 2000-02-28 2001-02-12 Process for welding duplex steel
BR0108756-8A BR0108756A (pt) 2000-02-28 2001-02-12 Processo para soldagem de aços duplex
US10/228,259 US6793119B2 (en) 2000-02-28 2002-08-27 Process for welding duplex steel

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1014512 2000-02-28
NL1014512A NL1014512C2 (nl) 2000-02-28 2000-02-28 Methode voor het lassen van duplex staal.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1014512C2 true NL1014512C2 (nl) 2001-08-29

Family

ID=19770907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1014512A NL1014512C2 (nl) 2000-02-28 2000-02-28 Methode voor het lassen van duplex staal.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6793119B2 (nl)
EP (1) EP1259352A1 (nl)
JP (1) JP2003526512A (nl)
CN (1) CN1426340A (nl)
AU (2) AU2001237814B2 (nl)
BR (1) BR0108756A (nl)
CA (1) CA2401132A1 (nl)
NL (1) NL1014512C2 (nl)
WO (1) WO2001064386A1 (nl)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1014512C2 (nl) 2000-02-28 2001-08-29 Dsm Nv Methode voor het lassen van duplex staal.
AR038192A1 (es) * 2002-02-05 2005-01-05 Toyo Engineering Corp Acero inoxidable duplex para plantas de produccion de urea, planta de produccion de urea y material de soldadura fabricado con dicho acero inoxidable duplex.
FR2840834B1 (fr) * 2002-06-14 2004-12-03 Air Liquide Utilisation de melanges gazeux helium/azote en soudage laser jusqu'a 12 kw
EP1688511A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-09 DSM IP Assets B.V. Process for the production of urea in a conventional urea plant
FI121340B (fi) * 2008-12-19 2010-10-15 Outokumpu Oy Dupleksinen ruostumaton teräs
EP2402308A1 (en) 2010-06-24 2012-01-04 DSM IP Assets B.V. Urea plant
AR090886A1 (es) * 2012-05-03 2014-12-10 Stamicarbon Metodo de fabricacion de un conjunto de placa de tubo e intercambiador de calor para un reactor o condensador
US10046297B2 (en) * 2013-12-27 2018-08-14 Stamicarbon B.V. Corrosion resistant duplex steel alloy, objects made thereof, and method of making the alloy
WO2017014632A1 (en) * 2015-07-20 2017-01-26 Stamicarbon B.V. Duplex stainless steel and use thereof
CN112276387A (zh) * 2020-09-03 2021-01-29 海洋石油工程(青岛)有限公司 一种双相钢防爆墙双面焊接工艺方法
CN112658455A (zh) * 2020-12-18 2021-04-16 浙江工业大学 一种外加磁场双相不锈钢板夹镍箔电子束对接焊方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2727069A (en) 1953-04-15 1955-12-13 Stamicarbon Preparation of urea
US3066215A (en) * 1959-11-18 1962-11-27 Armco Steel Corp Welding method and product
EP0163379A2 (en) * 1984-05-31 1985-12-04 Allegheny Ludlum Steel Corporation Method of welding nitrogen-containing alloys
WO1995000674A1 (en) * 1993-06-21 1995-01-05 Sandvik Ab Ferritic-austenitic stainless steel and use of the steel
EP0734810A1 (fr) * 1995-03-29 1996-10-02 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Mélange gazeux de protection et procédé de soudage à l'arc de pièces en acier inoxydable
DE19645746A1 (de) * 1996-11-06 1998-05-07 Aga Ab Verfahren und Prozeßgas zum Laserschweißen von metallischen Werkstücken

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5075511A (nl) * 1973-11-09 1975-06-20
GB1565419A (en) * 1976-04-27 1980-04-23 Crucible Inc Stainless steel welded articles
SE430904C (sv) * 1980-05-13 1986-07-14 Asea Ab Rostfritt, ferrit-austenitiskt stal framstellt av pulver
US4331474A (en) * 1980-09-24 1982-05-25 Armco Inc. Ferritic stainless steel having toughness and weldability
AT371399B (de) * 1982-03-18 1983-06-27 Ver Edelstahlwerke Ag Verfahren zur herstellung von geschweissten gegenstaenden aus einer ferritisch-austenitischen cr-ni-mo-stahllegierung
CA1214667A (en) * 1983-01-05 1986-12-02 Terry A. Debold Duplex alloy
US4832765A (en) * 1983-01-05 1989-05-23 Carpenter Technology Corporation Duplex alloy
JPS59150692A (ja) * 1983-02-17 1984-08-28 Nippon Stainless Steel Co Ltd フエライトオ−ステナイト二相ステンレス鋼溶接材料
JPS6052523A (ja) * 1983-09-01 1985-03-25 Nippon Stainless Steel Co Ltd フエライト−オ−ステナイト二相ステンレス鋼の製造方法
JP2738732B2 (ja) * 1988-09-16 1998-04-08 株式会社日立製作所 劣化度予測装置および方法
EP0727503B1 (en) * 1993-10-20 2001-09-26 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Stainless steel for high-purity gas
US5530231A (en) 1994-01-25 1996-06-25 Advanced Deposition Technologies, Inc. Multilayer fused microwave conductive structure
FR2719514B1 (fr) * 1994-05-04 1996-06-07 Air Liquide Mélange gazeux de protection et procédé de soudage à l'arc de pièces en aciers inoxydables.
US6204477B1 (en) * 1997-12-31 2001-03-20 Wsi Welding Services, Inc. Method to eliminate weld solidification cracking of 312 stainless steel overlay and to minimize the overlay's thermal expansion mismatch with carbon steel or low alloy steel substrate
SE514044C2 (sv) * 1998-10-23 2000-12-18 Sandvik Ab Stål för havsvattentillämpningar
US6173495B1 (en) * 1999-05-12 2001-01-16 Trw Inc. High strength low carbon air bag quality seamless tubing
SE9902472L (sv) * 1999-06-29 2000-08-07 Sandvik Ab Ferrit-austenitisk stållegering
JP4465066B2 (ja) * 1999-10-18 2010-05-19 日本冶金工業株式会社 フェライト・オーステナイト二相系ステンレス鋼用溶接材料
KR20010057596A (ko) * 1999-12-22 2001-07-05 이구택 용접성이 우수한 2상 스테인레스강의 용접 방법
NL1014512C2 (nl) 2000-02-28 2001-08-29 Dsm Nv Methode voor het lassen van duplex staal.
FR2809645B1 (fr) * 2000-05-31 2002-09-27 Air Liquide Application d'un procede hybride laser-arc au soudage de tube
KR20020052623A (ko) * 2000-12-26 2002-07-04 이구택 용접에 의한 2상 스테인레스강 파이프의 제조방법
DE602004010395T2 (de) * 2003-05-29 2008-10-02 Dow Global Technologies, Inc., Midland Poröse filme

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2727069A (en) 1953-04-15 1955-12-13 Stamicarbon Preparation of urea
US3066215A (en) * 1959-11-18 1962-11-27 Armco Steel Corp Welding method and product
EP0163379A2 (en) * 1984-05-31 1985-12-04 Allegheny Ludlum Steel Corporation Method of welding nitrogen-containing alloys
WO1995000674A1 (en) * 1993-06-21 1995-01-05 Sandvik Ab Ferritic-austenitic stainless steel and use of the steel
EP0734810A1 (fr) * 1995-03-29 1996-10-02 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Mélange gazeux de protection et procédé de soudage à l'arc de pièces en acier inoxydable
DE19645746A1 (de) * 1996-11-06 1998-05-07 Aga Ab Verfahren und Prozeßgas zum Laserschweißen von metallischen Werkstücken

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
URMSTON S ET AL: "DEVELOPMENT OF SHIELDING GASES FOR STAINLESS STEEL WELDING", WELDING AND METAL FABRICATION,GB,IPC LTD. HAYWARDS HEATH, vol. 62, no. 4, 1 April 1994 (1994-04-01), pages 165,168, XP000443397, ISSN: 0043-2245 *
WIKTOROWICZ R ET AL: "SHIELDING GAS DEVELOPMENTS FOR TIG WELDING OF DUPLEX AND SUPER DUPLEX STAINLESS STEELS", WELDING AND METAL FABRICATION,GB,IPC LTD. HAYWARDS HEATH, vol. 62, no. 9, 1 October 1994 (1994-10-01), pages 379 - 382, XP000476360, ISSN: 0043-2245 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001064386A1 (en) 2001-09-07
CA2401132A1 (en) 2001-09-07
BR0108756A (pt) 2002-12-10
JP2003526512A (ja) 2003-09-09
AU3781401A (en) 2001-09-12
US6793119B2 (en) 2004-09-21
AU2001237814B2 (en) 2005-03-10
EP1259352A1 (en) 2002-11-27
US20030066868A1 (en) 2003-04-10
CN1426340A (zh) 2003-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1014512C2 (nl) Methode voor het lassen van duplex staal.
JP6629422B2 (ja) 二相ステンレス鋼及びその使用
US11746084B2 (en) Ferritic steel parts in urea plants
CA2910373C (en) Use of duplex stainless steel in an ammonia-stripping of urea plants
AU2001237814A1 (en) Process for welding duplex steel
US6632967B2 (en) Process for the preparation of urea
CA2457200A1 (en) Process for rendering metals corrosion resistant
NL1016121C2 (nl) Methode voor het corrosiebestendig maken van metalen.
NL1020388C2 (nl) Werkwijze voor de bereiding van ureum.
US4591644A (en) Method and installation for the preparation of melamine
EP2064151B1 (de) Verbessertes verfahren zur herstellung von blausäure
CA3172445A1 (en) Use of ferritic steel in the high pressure section of urea plants
Yukitoshi et al. Comparison of Various Chromium-Molybdenum Low-Alloy Steels for Liquid-Metal Fast Breeder Reactor Steam Generators
No Improved materials provide safety dividend
Jenkins Facts At Your Fingertips
Vanderbeck et al. Iron, Carbon Steel, and Alloy Steel.

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
SD Assignments of patents

Owner name: DSM IP ASSETS B.V.

Effective date: 20050915

TD Modifications of names of proprietors of patents

Owner name: KONINKLIJKE DSM N.V.

Effective date: 20050915

VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20070901