WSI Unifuse® Tubos y Paneles para Calderas de Recuperación de Licor Negro
WSI lidera el camino en materiales de aleación y métodos de aplicación innovadores para lograr una vida más larga en los componentes del hogar superior e inferior de la caldera expuestos a las diversas formas de erosión y corrosión. Con más de 2.000 trabajos ejecutados globalmente con Unifuse® en calderas desde el año 2000, WSI es líder mundial en extensión de la vida útil de calderas.
Calderas de Recuperación de Licor Negro
El proceso de fabricación de pasta Kraft se patentó el 1884 y es el modo más común de fabricación de pasta química, presente en el 80% del total de la industria de papel y celulosa. [1] La viabilidad económica del proceso completo no sería posible sin la utilización de la caldera de recuperación de licor negro (BLRB), la cual recupera los productos químicosinorgánicos usados de fabricación de la pasta descargados por los digestores después de pasar por una serie de evaporadores que aumentan su concentración. Los gases de combustión son altamente corrosivos, particularmente en temperaturas necesarias para operación con presiones superiores a 900 psi. Semejante a las demás grandes calderas industriales, el hogar está construido con paneles de tubos de agua tanto en su piso como en sus paredes laterales. El licor negro es el residuo licoroso del proceso de fabricación de pasta Kraft y contiene en su mayoría los elementos inorgánicos de cocido y sustancias disueltas y residuos de madera. [3] El licor negro es un material espeso, viscoso con elevado contenido de residuos orgánicos que han sido tradicionalmente quemados en una caldera de recuperación química para generar energía para abastecer la planta de celulosa. Se queman componentes orgánicos para generar calor y producir vapor para diversas aplicaciones en la planta. El calor resultante tiene potencial energético valioso, produciendo potencia y calor para la planta haciéndola auto-suficiente en energía. La combustión ocurre en condiciones de reducción, transformando sulfato de sodio en sulfuro de sodio y también formando carbonato de sodio. Los sólidos inorgánicos, se funden en el lecho del horno.
BLRB Desafíos en las Zonas del Hogar
La incineración del licor negro ocurre en el hogar y requiere oxígeno para que la mezcla garantice una combustión auto-sostenible. Se puede separar el hogar en dos zonas según su función, hogar inferior y hogar superior. En la zona inferior, se vaporiza el licor negro para mezclar con el aire de combustión y donde se acumula en el lecho, por donde posteriormente se drena el material fundido. Este material fundido se retira a través de boquillas refrigeradas, por lo que una serie de tubos del suelo necesitan protección para mitigar la corrosión que puede dar lugar a diversos mecanismos de agrietamiento y desgaste. En la zona superior, considerada por encima la trancision de tubos compuestos a la zona de tubos sin protección, la combustión se completa y los paneles de tubos de agua enfrían los gases. En esta zona, la corrosión ocurre principalmente por sulfatación. Entonces el gas fluye de la zona superior del hogar a través de una sección de pantalla, sobre calentador, banco generador, y economizador en la mayoría de los casos. En estos diversos bancos de tubos, los componentes se someten a corrosión por corrosivos que se condensan sobre los tubos a alta temperatura.
BLRB Protección del Hogar
Históricamente varios métodos de protección de tubos se exploraron con éxito limitado incluyendo revestimientos manuales con aleaciones de acero inoxidable, revestimientos pulverizados térmicamente y otros. La excesiva dilución con revestimientos manuales generalmente ocasiona un contenido del 15% al 20% de hierro en la aleación aplicada, reduciendo de forma significativa la resistencia de esta aleación a la erosión-corrosión en alta temperatura. El recubrimiento térmico experimentó descamado en algunos casos y en otros se produjo un ataque de sulfatación en los tubos de acero al carbono debajo de los revestimientos. WSI ha investigado materiales de aleación y métodos de aplicación innovadores para alcanzar mayor extensión de la vida útil a los componentes del hogar inferiores y superiores expuestos a varias formas de corrosión y erosión. Tres de ellos alcanzaron éxito de aplicación y resolvieron estos retos.
Overlay en Campo Unifuse®
Utilizando tecnología de soldadura propietaria y personalizada, el proceso de soldadura de revestimiento GMAW automatizado, Unifuse®, tuvo la habilidad de extender, sustancialmente, la vida de las paredes de tubos de agua de calderas de recuperación.
Aplicando depósitos de soldadura secuencialmente desde las membranas a los topes de los tubos, el proceso automatizado de campo Unifuse® garantiza la mejor química de depósito de soldadura de la industria, espesor exacto depositado en toda la extensión de los tubos y productividad inalcanzable antes de la existencia de esta tecnología. Utilizando acero inoxidable tipo 309 para mitigar el ataque por sulfatación, los operadores de calderas de recuperación de licor comprueban una vida más larga de sus paneles de tubos de agua. Adicionalmente, la aleación 625 conocida por ser altamente resistente a los agrietamientos inducidos por el ambiente y a la fatiga térmica, es un excelente candidato del proceso Unifuse® para revestimiento de tubos aplicados a los pisos y aperturas refrigeradas por agua. La aleación 309 es usualmente aplicada por encima de la línea de transición, mientras la aleación 625 es más común en las zonas inferiores del hogar.
Unifuse® Aplicado en Fábrica para Fabricación de Paneles
De vez en cuando, los operadores se encuentran con situaciones en las que la corrosión a alta temperatura y los mecanismos de erosión-corrosión aceleran el desgaste de los paneles de las tuberías de agua de forma inesperada, superando el límite de espesor aceptable por el código ASME. Los operadores que se enfrentan a grandes superficies en estas condiciones que requieren la sustitución de las partes de los paneles con protección por aleaciones disponibles para su instalación. WSI ha apalancado su experiencia comprobada en campo para desarrollar procesos y procedimientos de aplicación de Revestimiento por Soldadura Unifuse® en fábrica. Esta aplicación de fábrica cumple los requisitos del código ASME y se desarrolla en acuerdo con el Programa de Calidad de WSI.
Fabricación de tubos con Unifuse™ 360°
Para extender la vida útil de los componentes superiores del hogar, como secciones de pantalla, sobre calentadores, bancos de generación y economizadores, y aumentar las opciones de fabricación para paredes de agua, la tecnología Unifuse™ fue patentada por WSI que resultó en un proceso para fabricación de tubos bimetálicos utilizando un proceso de soldadura automatizada con fusión completa. El proceso patentado utiliza un depósito inicial de soldadura GMAW uniforme de 360 ° de material de aleación seguido de un proceso GTAW para suavizar la superficie del recubrimiento y atemperar la zona afectada por el calor (ZAC) formada en el sustrato de acero durante el proceso GMAW. Los tubos Unifuse™ 360° completados exhiben una excelente ductilidad y tenacidad en la condición de recubiertos, lo que permite a los fabricantes ejecutar las curvaturas necesarias para lograr varias configuraciones sin agrietarse.
WSI – Resultados Comprobados, En forma automatizada.
Con más de 2.000 trabajos ejecutados globalmente con Unifuse™ en hogares desde el 2000, WSI es líder mundial en extensión de la vida útil de calderas. Si se necesita reparar el hogar de forma urgente o durante una parada programada, WSI tiene un liderazgo innovador incomparable basado en resultados comprobados. WSI tiene el mayor portafolio de trabajos realizados con éxito, proyectos de soldadura en Calderas de Recuperación de Licor Negro y procedimientos calificados para atender cualquier reto específico en calderas de recuperación. Conozca más sobre nuestras soluciones de extensión de la vida útil y tecnologías basadas en ingeniería en WSI.
