Selección del material de construcción para un digestor

RUIZ ELSA ROSA; MÉNDEZ CLAUDIA MARCELA; SCHULZ FÁTIMA MARGARITA; RAMOS SILVINA GABRIELA

Buenos Aires, Argentina

Congreso; XXII Congreso Interamericano de Ingeniería Química y V Congreso Argentino de Ingeniería Química Innovación y Gestión para un Desarrollo Sustentable; 2006

Asociación Argentina de Ingenieros Químicos y Confederación Interamericana de Ingeniería Química

Una Planta que fabrica pulpa y papel mediante proceso Kraft, posee un alto nivel de inversión de capital donde la rentabilidad depende del buen desempeño del equipamiento del proceso. El digestor es uno de los equipos más importantes e imponentes en la línea de producción. Posee zonas bien delimitadas físicamente, y desde el punto de vista funcional: zona de impregnación, zona de calentamiento, zona de cocción, zona de lavado y zona de enfriado. El reactor trabaja con licor blanco, a una temperatura T= 160-180 ºC y pH=11-14. Es un recipiente de grandes dimensiones que está expuesto a condiciones muy exigentes y se debe asegurar que todas las variables estén bajo control. Es primordial, entonces, que se haya hecho un diseño acertado del mismo, donde la selección del material, es parte fundamental. La bibliografía reporta explosiones graves en digestores de acero dulce resaltando la necesidad de elevar las exigencias de resistencia a la corrosión de los materiales estructurales. Al principio se consideró a los aceros inoxidables como selección exagerada para este tipo de proceso, pero el aumento de la recirculación, la concentración de químicos y las temperaturas hicieron que se utilizaran materiales de construcción más caros en oposición a economías en inversión inicial, y con costos de conservación. Se han realizado trabajos que presentan resultados respecto al comportamiento de cupones de metales y aceros inoxidables dúplex en la construcción de digestores y otros componentes. Los aceros inoxidables dúplex ganaron popularidad debido a sus propiedades químicas y mecánicas, lo que permitió reducir espesores y, en consecuencia, costos. Se examinó y optó por soldaduras de ciertas características para estos aceros inoxidables dúplex. Cabe agregar que se cuenta con la peculiaridad de realizar esta investigación sobre la base de un proceso que se lleva acabo en nuestra región. La materia prima, madera empleada, puede diferenciarse de aquella que dio lugar a algunas de las investigaciones citadas aquí, al igual, que otras características del proceso. En este trabajo se estudian dos aceros inoxidables dúplex, 2205 y SAF 2304, y uno ferrítico-cuasi-dúplex, LDX 2101. Para ello se utilizan muestras de seno, zona afectada por el calor (zac) y cordón de soldadura. La solución consiste en licor blanco sintético, 90 g/l NaOH, 40 g/l Sna2. Se obtiene el comportamiento de cada material empleando Normas ASTM asistidas con microscopia óptica. Esto permite obtener resultados de velocidades de corrosión generalizada y localizada. Dentro de las prácticas de corrosión localizada se analizan las correspondientes a susceptibilidad y evaluación del daño proveniente del: ataque intergranular, crevice y picado. Las aleaciones inoxidables consideradas aquí sufren ataque generalizado y localizado, cuya cuantía depende de la composición y de la zona analizada. En este trabajo se lleva a cabo una toma de decisión inicial, respecto al material de construcción más adecuado para el digestor de una planta de pulpado químico Kraft evaluando los resultados de manera escrupulosa debido a los grandes riesgos inherentes.