Paperikoneen kuivatusosan olosuhteiden vaikutus viiranjohtotelojen vaipan materiaalin ja pinnoitteen valintaan korroosiovaurion ehkäisemiseksi
Timperi, Rauno (2015)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2015120221443
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2015120221443
Tiivistelmä
Diplomityön tavoitteena on löytää UPM Kymin paperikone 8:n ensimmäisen kuivatusryhmän johtoteloihin kulumis- ja korroosiokestävämpi materiaali ja pinnoite vallitsevaan olosuhteeseen. Teloihin muodostuu pistemäistä korroosiota ja korroosioalue on paikallinen. Korroosiota syntyy kuivatusviiran alueella, jossa ei ole paperirainaa.
Työssä suoritetaan kuivatusosan olosuhdemittauksia ja tutkitaan niiden vaikutuksia korroosion muodostumiseen. Suoritettavat olosuhdemittaukset ovat huuvan ilmatase, paineen 0-taso sekä lämpötilat ja kosteudet eri huuvan osissa. Savukaasumittauksen avulla tutkitaan huuvan ilmankiertoa ensimmäisen kuivatusryhmän viiranjohtotelojen läheisyydessä. Kuivatusviiran ilmanläpäisymittauksen avulla saadaan tietoa viiran ilmanläpäisykyvystä. Hypoteesina viiran tukkeutuminen johtuu pölyävästä kuivaus-prosessista ja kosteudesta. SEM/EDS-alkuainemittauksen avulla pystytään analysoimaan korrosiivisia alkuaineita niin korroosioalueella kuin ympäristössä.
Työn tutkimuksen perusteella korroosion muodostuminen aiheutuu tukkeutuneen viiran muodostamasta happipitoisuuseroalueesta. Viiran saostumat sisältävät korrosiivisia kemikaaleja, kuten kloridia, rikkiä ja mangaania. Nämä kiihdyttävät korroosiota happipuutosalueella. Huuvan olosuhdemittauksien perusteella huuvan paineen 0-taso on vino. Savukaasu- ja kosteusmittauksien avulla huomattiin kostean ilman jäävän telojen läheisyyteen. Työssä kehitettiin paineilmapuhdistin viiran reuna-alueen puhdistamiseen. Kaavattaviin telapositioihin valittiin kobolttikromiseostettu volframikarbidipinnoite PTFE -fluoripolymeeritiivistyksellä. Muihin telapositioihin valittiin ETFE –fluori-polymeeripinnoite korroosion ehkäisemiseksi. Pinnoitteiden ja paineilmapuhdistimen avulla telojen käyttöaika nousee nykyisestä kahdesta vuodesta tavoiteltuun 10 vuoteen. The aim of this Master’s thesis is to find UPM Kymi mills PM 8 first drying section felt rolls’ a wear- and corrosion-proof material and coating for prevailing conditions. Felt rolls corrosion mechanism is pitting corrosion and the formed corrosion zone is sectional. Corrosion forms under drying wire in a paper web free zone.
The study includes measuring drying section conditions and examining their effects to corrosion wear. Performed measurements are airflow balance, 0-level in the hood, temperatures and humidity in different sections of the hood. Flue-gas test provides information of ventilation in the first drying section. Permeability of drying wire obtains information of wire clogging. The hypothesis is that the clogging particles in the wire are due to fluffy process and humidity. With SEM/EDS analysis corrosive chemical elements can be traced both in the corrosion zone and in environment.
According to the study, corrosion is due to clogged drying wire which forms oxygen depletion on the felt roll shell. Clogged drying wire consists of corrosive chemicals such as chloride, sulfur and manganese that excites corrosion in the oxygen depletion zone. Hood conditions measurements reveal that the airflow balance is askew. Flue-gas testing informs that humidity does not leave with exhaust air but stays around felt rolls. During the thesis a compressed air cleaner was developed for cleaning the edge zone of clogged drying wire. Cobaltous chrome alloyed allenite with PTFE-fluoropolymer coating was selected to doctored roll position. ETFE- fluoropolymer coating was selected for corrosion prevention in non-doctored roll positions. Operating time of felt rolls grows with selected coatings and compressed air cleaner from current 2 years to expected 10 years.
Työssä suoritetaan kuivatusosan olosuhdemittauksia ja tutkitaan niiden vaikutuksia korroosion muodostumiseen. Suoritettavat olosuhdemittaukset ovat huuvan ilmatase, paineen 0-taso sekä lämpötilat ja kosteudet eri huuvan osissa. Savukaasumittauksen avulla tutkitaan huuvan ilmankiertoa ensimmäisen kuivatusryhmän viiranjohtotelojen läheisyydessä. Kuivatusviiran ilmanläpäisymittauksen avulla saadaan tietoa viiran ilmanläpäisykyvystä. Hypoteesina viiran tukkeutuminen johtuu pölyävästä kuivaus-prosessista ja kosteudesta. SEM/EDS-alkuainemittauksen avulla pystytään analysoimaan korrosiivisia alkuaineita niin korroosioalueella kuin ympäristössä.
Työn tutkimuksen perusteella korroosion muodostuminen aiheutuu tukkeutuneen viiran muodostamasta happipitoisuuseroalueesta. Viiran saostumat sisältävät korrosiivisia kemikaaleja, kuten kloridia, rikkiä ja mangaania. Nämä kiihdyttävät korroosiota happipuutosalueella. Huuvan olosuhdemittauksien perusteella huuvan paineen 0-taso on vino. Savukaasu- ja kosteusmittauksien avulla huomattiin kostean ilman jäävän telojen läheisyyteen. Työssä kehitettiin paineilmapuhdistin viiran reuna-alueen puhdistamiseen. Kaavattaviin telapositioihin valittiin kobolttikromiseostettu volframikarbidipinnoite PTFE -fluoripolymeeritiivistyksellä. Muihin telapositioihin valittiin ETFE –fluori-polymeeripinnoite korroosion ehkäisemiseksi. Pinnoitteiden ja paineilmapuhdistimen avulla telojen käyttöaika nousee nykyisestä kahdesta vuodesta tavoiteltuun 10 vuoteen.
The study includes measuring drying section conditions and examining their effects to corrosion wear. Performed measurements are airflow balance, 0-level in the hood, temperatures and humidity in different sections of the hood. Flue-gas test provides information of ventilation in the first drying section. Permeability of drying wire obtains information of wire clogging. The hypothesis is that the clogging particles in the wire are due to fluffy process and humidity. With SEM/EDS analysis corrosive chemical elements can be traced both in the corrosion zone and in environment.
According to the study, corrosion is due to clogged drying wire which forms oxygen depletion on the felt roll shell. Clogged drying wire consists of corrosive chemicals such as chloride, sulfur and manganese that excites corrosion in the oxygen depletion zone. Hood conditions measurements reveal that the airflow balance is askew. Flue-gas testing informs that humidity does not leave with exhaust air but stays around felt rolls. During the thesis a compressed air cleaner was developed for cleaning the edge zone of clogged drying wire. Cobaltous chrome alloyed allenite with PTFE-fluoropolymer coating was selected to doctored roll position. ETFE- fluoropolymer coating was selected for corrosion prevention in non-doctored roll positions. Operating time of felt rolls grows with selected coatings and compressed air cleaner from current 2 years to expected 10 years.