FRAMTIDENS MATERIAL FÖR PANNAPPLIKATIONER PANNDAGARNA I BORÅS Susanne Selin & Andreas Hedlund

Relevanta dokument
Överhettarkorrosion och materialavverkning. Anders Hjörnhede Vattenfall Power Consultant AB Göteborg

SOLAR LIGHT SOLUTION. Giving you the advantages of sunshine. Ningbo Green Light Energy Technology Co., Ltd.

Why Steam Engine again??

The Arctic boundary layer

Är passivhus lämpliga i fjärrvärmeområden?

Riskhantering. med exempel från Siemens

HÖGTEMPERATURKORROSION I PANNOR ELDADE MED RETURTRÄ RAPPORT 2017:357

GJUTEN ALUMINIUMPLATTA EN AW 5083 CAST ALUMINIUM PLATE EN AW 5083

HÖGTEMPERATURKORROSION I RETURTRÄ-ELDADE PANNOR RAPPORT 2018:488

High temperature corrosion in a biomass-fired power boiler

Bränslecellsforskning från en materialtillverkares synvinkel

Indikatorer för utvecklingen av de Europeiska energisystemen

Flanges and welding rings with collar in stainless steel. Flänsar och svetsringar med krage i rostfria stål

Lågtemperaturfjärrvärme i nya bostadsområden P i samverkan med Växjö kommun, Växjö Energi AB och Växjö-bostäder AB

Fossilförbannelse? Filip Johnsson Institutionen för Energi och Miljö Pathways to Sustainable European Energy Systems

Steam generator tubing TM2012

Flänsar och rördelar i rostfria och svarta stål. Flanges and fittings in stainless and carbon steel

VÄLKOMMEN TILL ETT FÖRETAG SOM DRIVS AV EXPERTIS OCH UPPFINNINGSRIKEDOM

Sandvik Sandvik Group Presentation 2003, sid 1

Panndagarna februari 2013, Helsingborg NextBAT - Ett skandinaviskt koncept för kommande generation avfallsförbränningsanläggningar Agenda

Forskningstrender inom mekanisk fogning vid Centre for Joining and Structures Svets- och fogningsteknik, Elmia

Stålindustrins energibehov

Rostdoktorn Dr. Sabina Ronneteg

CompactAIR Center Ventilation - Filtrering - Uppvärmning CompactAIR Center Ventilation - Filtration - Heating

Klimatpåverkan och de stora osäkerheterna - I Pathways bör CO2-reduktion/mål hanteras inom ett osäkerhetsintervall

Slangupprullare. Hose Reels

med internationell närvaro

Nenet Norrbottens energikontor. Kjell Skogsberg

Hur Valmet hanterar risker i konstruktionsarbetet. Peder Elden

Olika uppfattningar om torv och

PFC and EMI filtering

Material och Kemi för framtiden

PRESTANDADEKLARATION. Nr 0015 SV

ALLMÄNNA EGENSKAPER ///////////////////////////////////////////////////////////////

SANDVIK OM HÅLLBAR PRODUKTION OCH FRAMTIDA MÖJLIGHETER PETRA EINARSSON, VD, SANDVIK MATERIALS TECHNOLOGY

Utfärdad av Compiled by Tjst Dept. Telefon Telephone Datum Date Utg nr Edition No. Dokumentnummer Document No.

Jan-Erik Svensson. Energi och material Institutionen för Kemi och Kemiteknik Chalmers tekniska högskola

INSTALLATION INSTRUCTIONS

Varför ett nytt energisystem?

Rostfritt stål, korrosion & Eurocode

Z3 CNU FF Z1 CN S S11 - Cu Ti , ,3 18, Ti 18-8S. 18-8Cu 18-8LN 19-11L 18-12

Tryck- och svetsseminarie 2014 Föredrag: Golden welds vad är problemet? Föredragshållare: Mikael Rehn, Inspecta Sweden AB

RADIATION TEST REPORT. GAMMA: 30.45k, 59.05k, 118.8k/TM1019 Condition D

PowerCell Sweden AB. Ren och effektiv energi överallt där den behövs

Dalkia Facture biobränslepanna

Koldioxidinfångning ett riskabelt spel eller nödvändigt för klimatet?

Biogas som värdeskapare

INNOVATION HYDRAULSLANG MED ÖVERLÄGSEN PRESTANDA FÖR SKOGSAPPLIKATIONER

COUPLINGS FOR SUCTION HOSES KOPPLINGAR TILL SUGSLANG. AquaTeq Sweden AB Radarvägen 12 SE KALMAR

Transformator konferens Stavanger /4 Sammanställning av kunskapsläget I Vattenfall och utvecklingen I Sverige

Supplier of complete biofuel installations

Elen och elsystemet spelar en allt mer central roll i omställningen av energisystemet

Korrosion av rostfria stål Vad säger korrosionsprovningen?

Företagsnamn: Grundfos Skapad av: Magnus Johansson Tel: +46(0) Datum:

Begränsa den globala temperaturökningen < 2ºC: Minskad energianvändning

TN LR TT mg/l N b) 2,6-Dimethylphenole

Hur monteras olika modeller/ produkter i samma monteringsflöde?

Sammanställning över ytbehandlingsstandarder

Globala energitrender, klimat - och lite vatten

Nytt FoU-program 2010 Demonstration Effektivare elproduktion med förnyelsebara bränslen. Lars Wrangensten. Elforsk AB

Industrial valves 4 5

CorEr. Boden Energi AB utför prov med CoreEr i sopförbrännigspanna

Nödvändiga analyser samt åtgärder för att ha kontroll i ett kylvattensystem. Kylvattensystem, vilken typ?

L 0,030 0,11 17,5 19,5 8,0 10, C

Signatursida följer/signature page follows

Boiler with heatpump / Värmepumpsberedare

Lignin i pulverpannor

PRESTANDADEKLARATION. Nr 0009 SV

VÄRMELASTER FRÅN TERMISK STRÅLNING I ROSTERPANNOR HENRIK HOFGREN

SÄKERHETEN FRÄMST. Sandviks målsättning är att våra medarbetare, miljön vi arbetar i, våra kunder och våra leverantörer inte ska komma till skada.

CANDOR Sweden AB. n

Viktig information för transmittrar med option /A1 Gold-Plated Diaphragm

Energiforskningens roll i klimatfrågan exempel från Chalmers

< THE SHELF SYSTEM FILLED WITH POSSIBILITIES. Design Anne Krook

Rostfritt stål i lastbärande konstruktioner. Varför rostfritt? Tobias Larsson

Project KVV 8 in Värtan

Metodprov för kontroll av svetsmutterförband Kontrollbestämmelse Method test for inspection of joints of weld nut Inspection specification

Stålstandardiseringen i Europa

vilken roll kommer vindenergi att spela i det svenska energisystemet? hur många TWh kommer att produceras 2050? och var kommer det att byggas?

DVU-HP. Integrerat reversibelt värmepumpsystem

Rätt underhåll ren vinst!

Design of Partial CO 2 Capture from Waste Fired CHP Plants

Gradientbaserad Optimering,

Nya driftförutsättningar för Svensk kärnkraft. Kjell Ringdahl EON Kärnkraft Sverige AB

processindustrin Thore Berntsson

BOW. Art.nr

Brandsäkerhet hos. ny europeisk handbok

kolkraftverk Hearing om: Konkurrens om skogsråvaran Lars Stromberg 24 januari 2013

Å t rss ä tä 2012 mma

AirCare - Bakteriekontroll i offentliga utrymmen

Facilita'ng biomass conversion by thermal pretreatment

LKAB Strategisk inriktning och organisation av FoU-verksamheten

Välkommen till Sandvik En inblick i vår värld

End consumers. Wood energy and Cleantech. Infrastructure district heating. Boilers. Infrastructu re fuel. Fuel production

The test can be performed on the following devices. In addition, the required cuvette and the absorption range of the photometer are indicated.

Daylight and thermal comfort in a residential passive house

Värmepumpar i ett nytt. Vision Monica Axell SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Bioenergi för energisektorn - Sverige, Norden och EU. Resultat från forskningsprojekt Bo Rydén, Profu

Rev No. Magnetic gripper 3

TEXTURED EASY LOCK BLOCK INSTALLATION GUIDE. australianpaving.com.au

Transkript:

FRAMTIDENS MATERIAL FÖR PANNAPPLIKATIONER PANNDAGARNA I BORÅS 2019 Susanne Selin & Andreas Hedlund 1

AGENDA Lite om oss: Sandvik SMT Sandvik Tube / Kanthal Sandvik Tube Material för pannor Sandvik Tubes Material Kompoundrör Kanthal Legeringen Exponeringsresultat 2

EXPONERINGAR I PANNMILJÖ 3

Konsortium Materialteknik för Termiska Energiprocesser Intressenter KME period 2014-2017 4

KME 718 High temperature corrosion in used wood fired boilers part 2 fuel additives and coatings Projektdeltagare KME 718 Projektledare Rikard Norling RISE KIMAB 5

KANTHAL LEGERINGAR JÄMFÖRT MED ALLOY 625 Kanthal företaget Kanthal grupp av legeringar Gruppen kallas FeCrAl Fe Järn Cr Krom Al - Aluminium UNS kod N06625 Alloy 625 Inconel 625 Sanicro 60 Haynes 625 Nickelvac 625 Nicrofer 6020 Altemp 625 Chronic 625 Innehåller i grova drag: > 58 % Ni 20-23 % Cr 8-10 % Mo 3-4 % Nb+Ta 6

KME 718 High temperature corrosion in used wood fired boilers part 2 fuel additives and coatings Vattenfall BFB-Panna, CHP, Idbäcken, 100 MW, 540 C/140 bar 100 % returträ Prover vid fenan i vattenväggen, nominell temperatur 400 C. I området mellan sekundär och tertiär luft Två provhållare Ca 1000 h, 41 dagar Två exponeringstillfällen, vintern 2016/17 Foto. Provhållare för vattenvägg (fenan). /Pamela Henderson, Vattenfall 7

Corrosion in um per 1000h Corrosion in um per 1000h KME 718 High temperature corrosion in used wood fired boilers part 2 fuel additives and coatings 120 BFB boiler, 100 % recycled wood - Water wall, 2016/17b - 1006h BFB boiler, 100 % recycled wood - Water wall - 2016/17a - 962h 100 80 70 60 60 50 40 40 30 20 20 10 0 Kanthal APMT weld - 398C Kanthal APMT - 413C A625-422 SMT X - 416C A625-443C SMT X - 382C Probe 1 Probe 1 Probe 1 Probe 1 Probe 2 Probe 2 0 A625 welded - 402C A625-387 C FeCrAl 4971 weld - 393C FeCrAl 4973 FeCrAl 4974 A625-393 weld - 372C weld - 393C C Probe 1 Probe 1 Probe 2 Probe 2 Probe 2 Probe 2 Av Max Av Max 8 Källa: KME 718 /Pamela Henderson, Vattenfall

KME 718 High temperature corrosion in used wood fired boilers part 2 fuel additives and coatings E-ON Bubblande fluidbäddspanna, 97 MW BFB i Storbritannien 100% biomassa - mest returträ Vattenväggen, yttemperatur ca 350 C Drygt 7000 timmar, 10 månader Totalt 1 meter långt rör med 5 olika material. Påsvetsat Alloy 625 Påsvetsat Kanthal APMT 3 st påsprutade skikt (Nano-steel, modifierad Alloy 625 eller Ni-bas legering) 11 Källa: KME718 Colin David, Uniper Technologies Limited

PÅSVETSAT VATTENVÄGGS-PROVRÖR Ytbehandling och beläggningen tjocklek anpassad till resp. process Sandvik svetsade på Kanthal APMT och IN625 (Sanicro 60) Nanosteel 7475 Nottingham University / Laser Cladding Technology Beläggningar med prefixet IGS påsprutades av Integrated Global Services Källa: KME718 Colin David, Uniper Technologies Limited 12

7000 TIMMARS EXPONERING Foto: Colin Davis, Uniper Technologies Limited

7000 TIMMARS EXPONERING Kolstål PG235GH Påsvetsad Alloy 625 San60 Påsvetsad Kanthal APMT Omräknad till 7 års livslängd Omräknad till 22 års livslängd Foto: Colin Davis, Uniper Technologies Limited Omräknad till 45 års livslängd

KME 718 High temperature corrosion in used wood fired boilers part 2 fuel additives and coatings Projektet visar lovande resultat i de två exponeringarna, 1000h respektive 7000h. Både Kanthal APMT och modellegeringarna presterade väl. Fortsatta försök behövs för att utvärdera legeringarnas prestanda. Många parametrar påverkar resultatet. Bränslet Temperaturen utanför rören Temperaturen inuti rören Svetstekniken Kemiska sammansättningen 16

KANTHAL - LEGERINGARNA 17

KANTHAL-LEGERINGARNA VARFÖR ÄR DE INTRESSANTA? Järn Krom Aluminium, FeCrAl Bildar aluminiumoxid Tät och långsamt tillväxande Vidhäftande och icke sprättande Mycket motståndskraftig mot uppkolning Hög smältpunkt Lång livslängd Bra korrosionsmotstånd mot svavel Låg densitet De pulvermetallurgiska varianterna har god formstabilitet

SAGGNINGSTEST MED RÖR EFTER 2300 TIMMAR VID 1100 C Kanthal APMT Fe35Ni25Cr Alumina Chromia

KANTHAL - FÖRETAGET 21

KANTHAL IDAG SANDVIKS VARUMÄRKE FÖR VÄRMETEKNIK Heating Materials motståndsvärme och högtemperaturlegeringar för temperaturer upp till 2 000 C (3632 F) Heating Systems produkter, komponenter systems och service för värmeprocesser Mest allsidiga sortiment av produkter och system för industriell värmning Från råmaterial till färdiga produkter 22 KANTHAL: Title of presentation

KANTHAL S PRODUKTION Metalliska material Keramiska material Systemprodukter Metalliska legeringar Ca 130 olika legeringar smälts varje år Kanthal-legeringarna är en stor grupp. Nästan 20 olika varianter. 23

BOILER TUBE MATERIALS

KEYFACTORS FOR MATERIAL SELECTION IN BOILER APPLICATIONS Feedstock/fuel Temperature (steam /flue gas,pressure) Operating hours Safety concerns Consequence of unscheduled standstill 25

REQUIREMENTS ON MATERIALS Higher temperature Higher pressure = More difficult conditions for the used materials More flexibility required because of more supply from renewables (wind, solar, biomass) The available materials are limiting the efficiency of power plants

REQUIREMENTS ON MATERIALS Higher temperature Higher pressure = More difficult conditions for the used materials More flexibility required because of more supply from renewables (wind, solar, biomass) The available materials are limiting the efficiency of power plants New materials / Products

HIGH TEMPERATURE MATERIAL ISSUES Above c:a 500 C mechanical design is based on creep rupture stress Corrosion is generated by gaseous corrosive compounds instead of liquids, which also may condense and form molten corrosive salts on tube surfaces Structural stability of grades is important to avoid embrittlement Wet corrosion may still happen on shut downs via dew condensation Cross-over temperature Mechanical properties for 253MA

INCREASING CORROSION WITH DIFFERENT FUELS Waste Black Liquor Biomass Coal

CORROSION TYPES AND MECHANISMS Flue Gas corrosion is common in boilers with corrosive fuels flue gas and metal temperatures, and the heat flux (position in boiler) chemical composition of the flue gas and ash deposit on tube deposit interface operation of the plant tube material Corrosion mechanism Chlorine and sulfur based corrosion Salt melt corrosion, under deposit corrosion Oxidation

BOILER TUBE APPLICATIONS AND GRADES

APPLICATIONS Superheater / Reheater Monotubes & Composite tubes Waterwall (eveporator) Composite tubes

BOILER TUBE GRADES Sandvik is active with materials for earlier generation of boilers 500 590 C; with austenitic materials 304H, 321H, 347H, 316H, 316N, 310H Steel Trade name spec Cr Ni Mo Nb Mn Ti Co others Austenitic steels ASME SA213 304H 5R10 1.4948 18.5 10 ASME SA213 321H 6R35 1.4940 17.5 10.5 X ASME SA213 316H 6LR62 (8R61) 1.4401 17 11.5 2.1 ASME SA213 347H 8R40 (6R44) 1.4912 17.5 11 X ASME SA213 310H 7RE10 24.5 21 ASME SA213 316N 3R69BT 1.4910 17.5 12.5 2.2 1.5 N, B EN10216-5 1.4982 Esshete1250 1.4892 VdTUV520 15 9.5 1 1 6.3 V, B Sanicro 25 Sanicro 25 UNS31035 Code case 2752 VdTUV 555 22.5 25 0.2-0.6 0.5 1-2 W(3),Cu(1.5),N

SANICRO 25, IS THE STRONGEST STAINLESS MATERIAL (700 C PED, 660C ASME)

COMPOSITE TUBES

MANUFACTURING OF COMPOSITE TUBES

WHY COMPOSITE TUBES COMBINES BEST FEATURES FROM TWO DIFFERENT KIND OF ALLOYS Compared to stainless High thermal conductivity Low thermal expansion No stress corrosion cracking Pressure vessel approval load carrying grade by choice Compared to low alloy grades Corrosion protection on outside or inside Customized alloy selection depending of corrosion conditions

NON DESTRUCTIVE EXAMNINATION (NDE) 100% Ultra Sonic testing to verify: Soundness of inner and outer surfaces Metallurgical bonding and thickness tolerances of the corrosion protective layer Smooth surface means: Less ash deposit, easier tube cleaning Bending to narrow bend radius Verified true metallurgical bond means: No risk for spalling and hot spots

COMPARISON TO OVERLAY WELDED TUBES Overlay welded tube Co-extruded composite tube with homogenous bond zone 39

COMPOSITE TUBES - APPLICATIONS Recovery Boilers Waste Heat Boilers Waste to Energy, Biomass Syngas Coolers (Reverse composite)

A COMPLETE RANGE OF CHOICES 38-76 MM. OD SANDVIK GRADE UNS ASTM/ASM E EN no. EN name CORROSION RESISTANT ALLOY Sanicro 67 N06690-2.4642 - Sanicro 38 N08825 Mod - 2.4858 - Sanicro 30 N08800-1.4558 - Sanicro 28 N08028-1.4563 XiNiCrMoCu 31-27-4 Sandvik 3R12 S30403/S30400 304L 1.4306 - page 41 LOAD CARRYING ALLOY 4L7 - SA210-A1 1.0425 PG265GH 3Mo1 - - 1.5415 16Mo3 HT5 - SA213-T12 1.7335 13CrMo4-5 HT8 - SA213-T22 1.7380 10CrMo910 HT7 - SA213-T91 1.8201 X10CrMoVNb9-1 T23 - SA213-T23 1.7378 7CrWVMoNb9-6 T24 - SA213-T24 1.4903 7CrMoVTiB10-10

SUMMARY Sandvik is world leader on composite tubes Most important applications are waterwalls and superheaters in Recovery Boilers, but also for other corrosive candidate applications, where standstill costs/ risks are important Essential for us to have a dialogue with the end users Sandvik is smaller actor on boiler tubes Offering lower alloyed grades for max 570 C steam, i.e. earlier generation coal fired boilers and less aggressive biomass fuels Incineration BIO+MIX BIO Waterwalls Pressure (bar) 40-60 60-150 60-150 Temp (⁰C) 250-276 276-342 276-342 approx. material temp (⁰C) +50 +50 +50 Material candidates Sanicro 28 Composite 3R12 Composite 3R12 Composite Sanicro 28 Composite Sanicro 28 Composite Super/Reheaters Superheaters (⁰C) 400 540 540 approx. material temp (⁰C) +25 +25 +25 Material candidates Less corrosive fuel higher pressure and temperature Sanicro 28 Composite Esshete 1250 Esshete 1250 347H 347H Sanicro 28 Sanicro 28 Composite Composite Loop Seal approx. material temp (⁰C) +50-100 +50-100 Material candidates Esshete 1250 Esshete 1250 253MA 253MA Sanicro 28 Composite Sanicro 28 Composite More corrosive fuel lower pressure and temperature

VILKA ÄR VI? 43

43 000 ANSTÄLLDA MILJARDER SEK FAKTURERAD 91FÖRSÄLJNING 50 FOU-CENTER I VÄRLDEN VI FINNS I ÖVER 150 LÄNDER I VÄRLDEN 3,5 MILJARDER SEK TILL FOU VARJE ÅR 7 300 AKTIVA PATENT Siffrorna avser koncernen 2017

FAKTURERAD FÖRSÄLJNING PER MARKNAD ANDEL AV KONCERNENS TOTALA FÖRSÄLJNING 2017 NORDAMERIKA 21% EUROPA 39% ASIEN 20% SYDAMERIKA 5% AFRIKA/MELLANÖSTERN 9% AUSTRALIEN 6% Siffrorna avser hela koncernen 2017, exklusive Mining Systems

BUSINESS AREAS VÅR PORTFÖLJ SANDVIK MACHINING SOLUTIONS 40% 53% SANDVIK MINING AND ROCK TECHNOLOGY 43% 39% Andel av intäkterna 2018 Andel av justerat rörelseresultat 2018 SANDVIK MATERIALS TECHNOLOGY 15% 7% Övriga verksamheter (icke-strategiska tillgångar) bidrog med 2% till intäkter och med 1% till justerat rörelseresultat 46

Sandvik Materials Technology Högförädlade produkter i avancerade rostfria stål och speciallegeringar till utvalda nischer inom de mest krävande industrierna. Världsledande FoU samt metallurgi. Försäljning 2018: 15,111 MSEK ~ 6,102 anställda 47

home.sandvik/se @sandvik @sandvikgroup @sandvik @sandvikgroup @sandvik 48