Etude et développement de tôles plaquées en acier inoxydable spécial austéno-ferritique pour les lessiveurs discontinus de pâte à papier

Study and development of special austenitic-ferritic stainless steel linings for kraft pulp batch digesters

¹ Creusot Loire, Centre de Recherches Firminy
² Groupement Européen de la Cellulose

Résumé

Les lessiveurs plaqués d’acier inoxydable utilisés dans le procédé Kraft sont depuis quelques années très sérieusement endommagés. Les phénomènes de projection des liqueurs et de caléfaction au niveau des parois semblent être responsables de cette corrosion comme le montrent des examens réalisés sur des autoclaves usagés.

Des essais de laboratoire réalisés dans des solutions industrielles montrent que l’agressivité de ces dernières n’est pas seule responsable des corrosions observées. Des effets de parois chaudes provoqués par un flux thermique sont nécessaires pour retrouver en laboratoire des vitesses de corrosion similaires à celles observées sur les placages en acier austénitique AISI 316 Ti. Par ailleurs, la mise en évidence de risque de corrosion sous contrainte sur les nuances classiques et les bons résultats obtenus sur une nuance austéno-ferritique permettent de préconiser un nouveau placage inoxydable à structure biphasée.

Un lessiveur neuf réalisé suivant ce principe se révèle beaucoup plus résistant à la corrosion que les anciens lessiveurs plaqués d’acier inoxydable austénitique. Des examens systématiques réalisés sur ce dernier, montrent bien que ces phénomènes de caléfaction sont particulièrement intenses sur des défauts géométriques. La bonne tenue d’une zone polie laisse espérer que ce nouveau placage avec un bon état de surface améliore sensiblement le comportement des lessiveurs utilisés actuellement.

Abstract

Stainless-steel-lined digesters used in the kraft process have been experiencing very serious damage in recent years. The phenomena of liquor projection and calefaction^* on the walls appear to be responsible for this corrosion as demonstrated by examinations made on used digesters.

Laboratory tests conducted on industrial solutions show that their aggressiveness is not the only factor responsible for the observed corrosion. Hot-wall effects produced by a heat flux are required in order to reproduce in the laboratory corrosion rates similar to those observed on AISI 316 Ti austenitic steel linings. Furthermore, the stress corrosion risk revealed on conventional grades and the good results obtained on an austenitic- ferritic grade make it possible to recommend a new stainless steel lining with a two-phase structure.

A new digester designed according to this principle is found to be much more resistant to corrosion than former digesters lined with austenitic staineless steel. Systematic examinations carried out on the latter lining indeed show that these calefaction phenomena are particularly intense on geometrical defects. The good performance achieved on a polished zone allows the hope that this new lining with a good surface condition will substantially improve the performance of digesters in service at the present time.