INOM EXAMENSARBETE MASKINTEKNIK,AVANCERAD NIVÅ, 30 HP
, STOCKHOLM SVERIGE 2020
Livstidsförlängning av rörledning i sulfatmassaprocessenMed avseende på materialval, ytbeläggning och svetsning för högt alkaliska miljöer
ANTON BLIDGREN
KTHSKOLAN FÖR INDUSTRIELL TEKNIK OCH MANAGEMENT
Livstidsförlängning av rörledning i sulfatmassaprocessen
med avseende på materialval, ytbeläggning och svetsning för högt alkaliska miljöer
Lifetime extension of piping in the sulphate pulp process
with regard to material selection, surface coating and welding for highly alkaline environments
Anton Blidgren VT2020 Handledare: Joakim Hedegård, Mattias Albertsson Kungliga Tekniska Högskolan Masterexamensarbete - Industriell Produktion, 30 hp BillerudKorsnäs, Frövi
Förord Det här examensarbetet innebär avslutet på min civilingenjörsutbildning i Maskinteknik med
inriktning mot industriell produktion, samt internationell svetsingenjör (IWE) vid Kungliga
Tekniska Högskolan i Stockholm. Arbetet har utförts under perioden januari 2020 till september
2020 på uppdrag av BillerudKorsnäs AB omfattande 30 högskolepoäng.
Även om coronapandemin bröt ut mitt under projektet och att därmed tidsplanen drog ut så har
jag har haft en mycket rolig och givande tid på här, med ett intressant projekt och trevliga
människor omkring mig. Jag hoppas nu att BillerudKorsnäs kommer att dra nytta av det arbete
jag utfört.
Jag skulle vilja tacka BillerudKorsnäs och framförallt Frövi/Rockhammars bruk för att jag fått
möjligheten och förtroendet att utföra mitt examensarbete hos dem. Jag vill rikta ett speciellt
stort tack till Mattias Albertsson som varit min handledare på företaget och som varit till stor
hjälp genom hela projektet. Samt min handledare på Kungliga Tekniska Högskolan Joakim
Hedegård som gett mycket god feedback till mitt arbete.
2020-09 Frövi
Innehållsförteckning
Sammanfattning
Abstract
Figurförteckning
Tabellförteckning
1. Inledning .......................................................................................................................................... 1
1.1 BillerudKorsnäs AB ........................................................................................................................ 1
1.2 Divisioner ....................................................................................................................................... 1
1.1.1 Division Board ......................................................................................................................... 2
1.1.2 Division Paper ......................................................................................................................... 2
1.1.3 Division Solutions ................................................................................................................... 3
1.3 Frövi/Rockhammars Bruk .............................................................................................................. 3
1.4 Bakgrund ....................................................................................................................................... 4
1.5 Syfte & Mål .................................................................................................................................... 4
1.6 Avgränsningar ................................................................................................................................ 5
1.7 Nulägesbeskrivning ....................................................................................................................... 5
2. Metod .............................................................................................................................................. 7
2.1 Insamling av data ........................................................................................................................... 7
2.1.1 Nulägesanalys ......................................................................................................................... 7
2.1.2 Material .................................................................................................................................. 7
2.1.3 Kontakt med leverantörer ...................................................................................................... 7
2.1.2 Litteraturstudie ....................................................................................................................... 7
2.1.3 Praktik & Studiebesök ............................................................................................................ 8
2.2 Mjukvaror ...................................................................................................................................... 8
2.2.1 Solid Edge ............................................................................................................................... 8
3. Teori ................................................................................................................................................. 9
3.1 Sulfatmassaprocessen ................................................................................................................... 9
3.2 Kausticeringsprocessen/mixeri ................................................................................................... 10
3.3 Materialteori ............................................................................................................................... 10
3.4.1 Rostfria stål ........................................................................................................................... 10
3.4 Nötning & Slitage ......................................................................................................................... 13
3.5 Korrosion ..................................................................................................................................... 14
3.4.1 Allmän korrosion .................................................................................................................. 15
3.4.2 Spaltkorrosion ...................................................................................................................... 15
3.4.3 Gropfrätning, punktfrätning ................................................................................................. 15
3.4.4 Interkristallin korrosion, korngränsfrätning ......................................................................... 16
3.4.5 Erosionskorrosion ................................................................................................................. 16
3.4.6 Kavitation .............................................................................................................................. 16
3.5 Korrosionsskydd .................................................................................................................... 17
3.5.1 Termisk sprutning ................................................................................................................. 17
3.5.2 Laserpåsvetsning .................................................................................................................. 18
3.5.3 Kemisk förnickling................................................................................................................. 18
3.5.4 Keramiska beläggningar ....................................................................................................... 18
3.6 Svetsteori ..................................................................................................................................... 19
3.6.1 Svetsmetoder ....................................................................................................................... 19
3.6.2 Svetsning av rostfria stål ...................................................................................................... 21
3.6.3 WPS & WPQR........................................................................................................................ 23
4. Kandidater ..................................................................................................................................... 24
4.1 Korrosionstyper & slitage ............................................................................................................ 24
4.2 Material ....................................................................................................................................... 25
4.2.1 1.4432/316L Austenit ........................................................................................................... 26
4.2.2 1.4462/Alloy 2205 Duplex .................................................................................................... 27
4.3 Tillverkningsprocesser ................................................................................................................. 27
4.3.1 Ytbeläggning ......................................................................................................................... 27
4.3.2 Svetsning .............................................................................................................................. 29
4.4 Val av kombination ...................................................................................................................... 30
4.5 Livstidsanalys ............................................................................................................................... 30
5. Tillverkning .................................................................................................................................... 33
5.1 CAD modellering .......................................................................................................................... 33
5.2 Ytbeläggning ................................................................................................................................ 34
5.3 Svetsning & montage .................................................................................................................. 37
6. Resultat & Diskussion .................................................................................................................... 38
7. Slutsats .......................................................................................................................................... 40
8. Referenser ..................................................................................................................................... 41
Bilagor ...................................................................................................................................................... 1
Bilaga A. Ritningar ............................................................................................................................... 1
Bilaga B. Svetskvalificeringsprocedur (WPQR) – Karlstads processrör AB. ......................................... 5
Bilaga C. Svetsdatablad (WPS) – Karlstads processrör AB. .................................................................. 6
Sammanfattning
BillerudKorsnäs AB är ett företag inom skogsindustrin som tillverkar cellulosamaterial så som
papper och kartong. Ett av företagets bruk ligger i Frövi, där examensarbetet också har utförts.
I dagsläget finns stora problem med att rörledningar och andra komponenter slits av de
kemikalier som används i fabrikens processer. Eftersom ett kartongbruk är stort och har en
mängd processer har arbetet avgränsats till att titta närmare på en specifikt utsatt rörböj inne på
mixeriet. Mixeriet eller kausticeringsprocessen är den process där vitlut återvinns för att senare
kunna återanvändas som kokvätska då träfibrer kokas sönder för att bli pappersmassa. I slutet
av återvinningsprocessen av vitlut innehas ett ämne kallat mesa, vilket är en mycket alkalisk
blandning av vitlut och kalk (pH>13). Blandningen nöter på ledningarna både fysiskt och
kemiskt och BillerudKorsnäs önskar att förlänga det specifika rörets livslängd till över 8 veckor
som är fallet idag. Det skulle sänka underhållet och göra det möjligt att hålla högre tillgänglighet
på anläggningen.
Målet med arbetet var att ta fram svetsbara material och ytbeläggningar med högt
korrosionsmotstånd till en rimlig kostnad. Dessa jämförs sedan mot varandra och den mest
lovande kombinationen testas i produktion.
Genom en litteraturstudie i ämnen som sulfatprocessen, materialteknik, svetsning, ytbeläggning
och korrosion har kunskapsluckor täppts igen och arbetet kunnat utföras. Till en början gjordes
en nulägesundersökning för att få en bild av uppdraget. Författaren har även haft frekvent
kontakt med anställda på BillerudKorsnäs för att inhämta nödvändig kunskap. Det har också
gjorts ett studiebesök på Duroc Laser Coating AB i Luleå.
Det material som valts är det syrafasta rostfria 316L, vilket är det material som redan används
idag. Anledningen till att materialbyte inte ansågs nödvändigt var att rörets utsida ansågs
opåverkat. För att lösa problemet med att ledningen slits sönder inifrån valdes en beläggning
kallad WCCo. WCCo är Duroc Laser Coating AB:s beläggning av kobolt som appliceras på
grundmaterialet genom lasersvetsning. I matrisen av kobolt är det sedan inblandande
volframkarbider, vilket gör materialet mycket hårt och tåligt.
Under 8 veckor gjordes ett experiment där rördelen fick sitta i produktion för att senare
undersöka om beläggningen skulle klara påfrestningen. Då tiden hade gått demonterades röret
och vid inspektion kunde inga tecken på slitage ses varken på beläggningen eller rörets
grundmaterial. Däremot finns förbättringar att göra på detaljens konstruktion för att bland
annat minska den deformation som orsakades under påläggssvetsningen.
Den slutsats som ändå dras av arbetet är att det är möjligt att förlänga livslängden hos rördelar
genom att laserpåsvetsa med WCCo. Författaren rekommenderar även BillerudKorsnäs att
prova metoden på andra utsatta platser i produktionen.
Abstract
BillerudKorsnäs AB is a corporation who operates within the forest industry and
manufactures cellulose material, such as paper and cardboard. One of the company’s
cardboard mill is located in Frövi, which is where this thesis project has taken place.
As of today, major issues occur when pipelines and other components are constantly torn by
the chemicals being used in the manufacturinge process. Since a cardboard mill is large and
has a variety of processes, this piece of work has been limited to focus on a type of pipe bend
which is more exposed to wear than others in the causticization process. The causticization
process is the process where lye is being recycled in order to be used as boiling liquid when
wood fibres are boiled asunder to become pulp. The final stage of the recycling process of lye,
holds a substance called mesa, which is a very alkalic mixture of lye and lime (pH>13). This
mixture tears out the wires both physically and chemically, and BillerudKorsnäs wishes to
extend the lifetime on this specific pipe to more than eight weeks which is its current life
time. By doing so, the maintenance would decrease and make it possible to keep a higher
availability at the facility.
The aim of this project was to achieve weldable material and coatings with a high corrosion
resistance for a fair price. These are compared to each other at a later stage and the best
combination selected to be tried in the production.
Through a literature study in subjects such as sulphate processes, materials technology,
welding, surface coatings and corrosion, knowledge gaps have been closed and this project
was successfully carried out. Initially, a survey of the current situation was conducted to get a
better understanding of the assignment. The author has frequently been in contact with
employees at BillerudKorsnäs to obtain the necessary knowledge. A study visit has also been
made to Duroc Laser Coating AB in Luleå.
The material chosen is the acid-resistant stainless steel 316L, which is the material already
used today. The reason why a change of material was not considered necessary was that the
outside of the pipe was considered unaffected. To solve the problem of the pipe being torn
from the inside, a coating called WCCo was chosen. WCCo is a laser welded surface by
Duroc Laser Coating AB that contains of an cobolt matrix and volfram carbides, which makes
it very hard and durable.
For 8 weeks, an experiment was performed where the pipe part was allowed to be mountet in
production in order to investigate wether the coating would withstand the strain. As the time
had passed, the pipe was demounted and during inspection no signs of wear could be seen on
either the coating or the base material of the pipe. On the other hand, there are improvements
to be made to the construction of the part to, among other things, reduce the deformation that
occurred due to the overlay welding.
To conclude, it is possible to extend the service life of pipe fittings by a laser welded surface
with WCCo. The author also recommends BillerudKorsnäs to try the method in other
vulnerable areas of their production.
Figurförteckning
Figur 1: Omsättningens fördelning över de olika divisionerna år 2018.
Figur 2: Försäljning inom gruppkategori Division Board.
Figur 3: Försäljning inom gruppkategori Division Paper.
Figur 4: Frövi/Rockhammars produktionsanläggning i Frövi.
Figur 5: Rördetaljen monterad i mixeriet.
Figur 6: Utsliten rörböj från mixeriet.
Figur 7: Potential-pH-diagram för järn (Swerim, 2020).
Figur 8: Schaeffler-diagram (Bild från Swerim, 2020).
Figur 9: Schaeffler-deLong-diagram (Bild från Swerim, 2020).
Figur 10: WRC92-diagram (Bild från Swerim, 2020).
Figur 11: Slitage i rörböj.
Figur 12: Korrosionsbeständighet och hållfasthet rostfria material. Bild lånad av: Veostalpine.
Figur 13: Modell av svetsring.
Figur 14: Modell av mellersta delen av rördetaljen.
Figur 15: Modell av rörböj.
Figur 16: Modell av fläns.
Figur 17: Modell av komplett rördetalj.
Figur 18: Fixturering av rörböj för lasersvetsning.
Figur 19: ABB-robot med tillhörande invändig optik för svetsning med fiberlaser.
Figur 20: Pågående beläggning av WCCo med lasersvetsning.
Figur 21: Belagd och deformerad rörböj.
Figur 22: Riktning av rörböj med hjälp av portopower.
Figur 23: Återanvända rördetaljer.
Figur 24: Rör under pågående svetsning.
Figur 25: Färdigsvetsad rörkomponent.
Figur 26: Resultat efter experiment, svets.
Figur 27: Resultat efter experiment, beläggning.
Figur 28: Resultat efter experiment, rör.
Tabellförteckning
Tabell 1: Tekniska data rörböj mixeri.
Tabell 2: Maximala kol-, fosfor och svavelhalter för stål avsedda för svetsning och formning
enligt SS-EN 13480-2.
Tabell 3: Kemisk sammansättning Supra 316L/4432 (Outokumpu, 2020).
Tabell 4: Tekniska data Supra 316L/4432 (Outokumpu, 2020).
Tabell 5: Kemisk sammansättning Forta DX 2205 (Outokumpu, 2020).
Tabell 6: Tekniska data Forta DX 2205L (Outokumpu, 2020).
Tabell 7: Kemisk sammansättning Stellite 21.
Tabell 8: Ungefärliga hårdhetsvärden av påsvetsad och bearbetad Duroc C21.
Tabell 9: Kvalificering av svetsprocedur enligt SS-EN 13480.
Tabell 10: Anskaffningskostnad.
Tabell 11: Drifts- och underhållskostnader för stopp av massabruket.
Tabell 12: Svetsdata laserpåläggning
1
1. Inledning
I inledningsavsnittet kommer företaget BillerudKorsnäs AB samt kartongbruket i
Frövi/Rockhammar att presenteras. Vidare kommer bakgrunden, syftet och målen med arbetet
att beskrivas. Samt vilka avgränsningar som har gjorts. Sist kommer även en beskrivning på
nuläget.
1.1 BillerudKorsnäs AB
BillerudKorsnäs AB är en ledande leverantör av förnyelsebara material och smarta
förpackningslösningar. Företaget bildades 2012 genom sammanslagningen mellan Billerud och
Korsnäs, men sammantaget så har de mer än 150 års erfarenhet av skogsbruk och
papperstillverkning. [1] Idag sker tillverkningen på sju bruk. I Grums, Skärblacka, Karlsborg,
Gävle, Frövi/Rockhammar, Jakobstad samt Beetham- [2] 2017 hade bolaget 4395 anställda och
en omsättning på drygt 22,5 miljarder. [3] BillerudKorsnäs strävar efter att tänka utanför
ramarna genom att utveckla och tillverka innovativa och interaktiva konsumentförpackningar
som också är återvinningsbara. [4] Konsumenterna blir allt mer medvetna om hållbarhetsfrågor
och BillerudKorsnäs skall vara den självklara partnern i att skapa en hållbar framtid. [5]
1.2 Divisioner
BillerudKorsnäs AB är uppdelat i tre divisioner. Division Board, Division Paper och Division
Solutions.
Figur 1: Omsättningens fördelning över de olika divisionerna år 2018.
2
1.1.1 Division Board
Inom Division Board ingår produkter som vätskekartong, förpackningskartong och
wellpappmaterialen fluting och liner som säljs framförallt till förpackningstillverkare.
Figur 2: Försäljning inom gruppkategori Division Board.
1.1.2 Division Paper
Inom Division Paper säljs produkterna kraftpapper och säckpapper vilka går till framförallt
tillverkare inom torra livsmedel, medicinska applikationer och byggindustrin.
Figur 3: Försäljning inom gruppkategori Division Paper.
3
1.1.3 Division Solutions
Division Solutions består av ytterligare tre olika divisioner Managed Packaging,
Systemförsäljning och Utveckling.
• Managed Packaging: Erbjuder sina kunder förpackningslösningar och tjänster
skräddarsydda för deras kunder.
• Systemförsäljningen: Inom förpackningssystem erbjuder företaget samarbete med
maskintillverkare och konverterare för att ta fram optimala förpackningslösningar.
• Utveckling: BillerudKorsnäs strävar efter att dels ta fram nya material men också att
erbjuda helt nya produkter. Utvecklingen sker både internt inom koncernen och med
branschledande aktörer [6].
1.3 Frövi/Rockhammars Bruk
Platsen där Frövifors Bruk ligger har länge varit en plats för industriell tillverkning. Redan på
1500-talet bedrev Gustav Vasa järnhantering här. Platsen omtalas som Fröuij hamar första
gången 1558. Då bedrevs tillverkning av olika järnämnen med stångjärnshammare och
järnmanufakturverk [2].
År 1891 vid en bolagsstämma redogjordes
för en planerad pappersbruksanläggning och
Frövifors Pappersbruks AB bildas. Det
såldes sedan 1901 och företaget ombildas till
Frövifors Bruks AB vilket är det bolag som
idag ingår i BillerudKorsnäs koncernen. [7]
Frövi/Rockhammars
produktionsanläggningar utanför Örebro är
idag världsledande på tillverkning av
förpackningskartong och vätskekartong för
användare med mycket höga krav. I Rockhammar tillverkas det som kallas CTMP
(Kemisktermomekanisk massa). Denna levereras i balad form till Frövi. I Frövi tillverkas
sulfatmassa och här finns även kartongmaskinen KM5 samt utvecklingscenter och laboratorium
med expertkunskap inom förpackningsoptimering, trycksupport och konverteringssupport.
Vätskekartongen som tillverkas används till förpackningar för mjölk, juice, yoghurt etc.
Förpackningskartongen används till mer exklusiva förpackningar för till exempel parfym,
choklad, elektronik, exklusiva drycker samt torra och frysta livsmedel. [2]
Figur 4: Frövi/Rockhammars produktionsanläggning i Frövi.
4
1.4 Bakgrund
I sulfatmassaprocessen på kartongbruket i Frövi tillverkas kartongmassa, vilket är den substans
som sedan vidareförädlas till den kartong som används i våra vardagliga förpackningar. I
sulfatmassaprocessen används en mängd kemikalier. Dels för att koka sönder massaveden, men
också för att rena samt skilja kemikalier från varandra.
Mixeriet är en del av sulfatmassaprocessens återvinningssystem för kemikalier. I denna process
skiljs tillverkningskemikalier ut för att sedan gå antingen till mesaugnen för att återvinnas eller
tillbaka in i kokeriet och koka ny massa.
De ingående kemikalierna i mixeriet är natriumhydroxid (lut) och kalciumkarbonat (mesa) i en
starkt alkalisk lösning. Det medför hårda slitage samt korrosion på processutrustningen. Slitaget
beror på de hårda bitar som transporteras i rören som därmed åstadkommer erosion.
Korrosionen beror framförallt på frätning rent kemiskt. Då slitaget på rören blivit så stora att
det blir läckage så måste det repareras genom att byta ut dem. Det görs idag genom antingen
svetsning eller flänsförband, vilket medför stora kostnader och för med sig en otrevlig
arbetsplats för underhållspersonalen.
1.5 Syfte & Mål
Examensarbetet syftar till att utifrån givna förhållanden ta fram förslag på möjligheter att kunna
utöka livslängden på framförallt rörledningar för kemikalier inne i mixeriet.
Produktiv tid är en avgörande aspekt för ett kartongbruk vilket kräver att en hög tillgänglighet
hålls på anläggningen. Vidare är underhållsarbete på anläggningar som mixeriet något man vill
undvika på grund av de kemikalier som används i processen. Många av dem är mycket frätande
vilket medför att operatörerna kan utsättas för en risk även om de bär den skyddsutrustning som
rekommenderas.
I dagsläget byts delar ut i mixeriet då slitaget blivit för stort. Det görs genom att den del som
korroderat sönder byts ut med antingen flänskopplingar eller att de kapas och svetsas in. Det
medför stillestånd i produktionen vilket till varje pris vill undvikas. BillerudKorsnäs önskar
förbättringsalternativ samt ytterligare kunskap om vad som egentligen medför dessa problem,
samt hur man eventuellt skulle kunna förbättra hållbarheten och där igenom öka
processäkerheten.
Förslag på tänkbara svetsbara material och ytbeläggningar med högt korrosionsmotstånd för
rörledningar skall tas fram. De kommer sedan jämföras med varandra och testas i produktion
för att säkerställa resultatet. Det kommer även att göras övergripande kostnadskalkyler för
investeringen.
Målet är att hitta ett material och en ytbeläggning för en rimlig investeringskostnad. Materialet
måste vara svetsbart med konventionella metoder som MMA och ytbeläggningen skall klara
den hårda miljö som råder i mixeriet.
5
1.6 Avgränsningar
Frätande kemikalier sliter och korroderar material på ett flertal ställen i sulfatprocessen men för
att arbetet skall vara möjligt att utföra inom utsatt tid så har vissa avgränsningar gjorts. Mixeriet
har valts till den process som kommer att undersökas närmare, på grund av att slitaget är som
störst där. Vidare kommer inga system såsom pumpar, ventiler eller filter att behandlas, utan
arbetet kommer att fokusera på rörledningar. Specifikt en typ av rörböj där slitaget är mest
allvarligt.
1.7 Nulägesbeskrivning
Slitaget och korrosionen skiljer sig ganska kraftigt beroende på vart i systemet man befinner
sig. Det beror bland annat på att luten avskiljs steg för steg vilket gör mesan tjockare och sliter
mer ju längre i fram i processen man kommer. För att problemet skall bli överskådligt har en
specifik rörböj valts ut. Denna rörböj se figur 5: nedan, är en av systemets mest utsatta punkter
vilket medför att det också är där som mest underhållsarbete behöver utföras. Rörböjen byts i
nuläget ut ungefär var åttonde vecka. Det går alltså åt sex nya detaljer per år. Se ritningar över
detaljen samt dess position i mixeriet i Bilaga 1.
Figur 5: Rördetaljen monterad i mixeriet.
Nedan i tabellen ses de tekniska data som råder i rörledningen.
Tabell 1: Tekniska data rörböj mixeri.
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑒𝑡 1466 𝑘𝑔/𝑚3 𝑇𝑟𝑦𝑐𝑘 𝐴𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓ä𝑟, 101,325 𝑘𝑃𝑎 𝐹𝑙ö𝑑𝑒 𝑐𝑎 8,6 𝑙/𝑠
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟 95 − 100 °𝐶 𝑝𝐻 − 𝑣ä𝑟𝑑𝑒 > 11 𝐾𝑜𝑛𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑠 𝐵𝑙ö𝑡 𝑑𝑦/𝑠𝑗ö𝑏𝑜𝑡𝑡𝑒𝑛
6
Röret i fråga är av materialet 1.4432/316L vilket är ett syrafast austenitiskt rostfritt lågkolstål.
Under svetsning innebär det låga kolinnehållet att risken för karbidutskiljningar minimeras i
och med den tillförda sträckenergin, vilket i sin tur minimerar risken för interkristallin
korrosion. Godstjockleken är 2 mm och utvändiga diameter är 154 mm. [8]
Som kan ses i figur 6 nedan så är slitaget minst sagt stort, det är oklart om någon av
underhållsoperatörerna har brutit i hålet under nedmonteringen och att det därigenom blivit
större. Men materialgodset runt hålet är mycket tunt och det är tydligt att mediet har slipat
sönder böjens insida.
Röret i fråga kommer ifrån clarifil 1 och 3. I en clarifil skiljs
mesa från vitlut och vitluten pumpas tillbaka till
massakokningen. På bruket finns totalt tre clarifiler men det är
bara i 1 och 3 som det bereds vitlut. Problemet i mixeriet idag är
att rören efter clarifil 1 och 3 möts innan pumpburken för mesa,
det betyder att när läckage uppstår i rörböjen i fråga så går det
inte att byta clarifil. Det eftersom båda leder till samma ledning
och medför att hela mixeriet måste stängas ned och tömning,
städning och underhåll måste utföras.
När röret brister och det börjar läcka kommer det vitlut och mesa
på golvet och runt om i anläggningen, vilket är mycket frätande
(>13 pH). Därför behövs städning noga utföras innan
reparationsarbete kan påbörjas. Städning sker genom att mediet
spolas bort av två personer. För att arbetet med tömning,
städning och underhåll skall ske på ett kontrollerat och säkert
sätt så tar det ca 3h för två personer.
Hur allvarligt ett läckage blir beror på hur nivåerna av media ligger i övrigt inom massabruket.
Om bara Kausticeringen/mixeriet stoppas utan att påverka något annat så kan det översättas till
ett tapp av vitlutsproduktion vilket motsvarar samma mängd köpt natronlut som också tappas.
Men oftast är det inte så enkelt, beroende på hur nivåerna ligger i övrigt på fabriken så kan
många andra processer behöva stängas. Det är inte ovanligt att man ligger på ca 20% vitlut i
cisternen vilket motsvarar 360 kubikmeter, samtidigt som man pumpar in 97,2 kubikmeter i
timmen in i kokaren för att koka ny massa. Då produktionen av ny vitlut stoppas betyder det att
man har 360/97,2 = 3,7h på sig att laga läckaget innan hela massabruket slutar att producera.
Det scenariot har hittills inte hänt men enligt operatörerna har det vid flera tillfällen varit nära.
Är det däremot ett sedan länge planerat dagsstopp så är situationen helt annan, det blir då
betydligt billigare eftersom röret då förhoppningsvis inte hunnit brista.
Figur 6: Utsliten rörböj från mixeriet.
7
2. Metod
I det här avsnittet kommer det att redovisas vad tillvägagångssättet har varit för att lösa
examensarbetet.
2.1 Insamling av data
För att kunna lösa examensarbetet behövde ganska stora kunskapsluckor fyllas. Först behövde
författaren inhämta kunskap om de system och kemikalieprocesser som förekommer på ett
kartongbruk. Sedan behövde kunskap inhämtas om de reaktioner som sker när kemikalierna
möter metall, ytbeläggningsteori samt materialteknik behövde också studeras.
2.1.1 Nulägesanalys
Det genomfördes en nulägesanalys genom intervjuer av operatörer på bruket. Det för att ta reda
på hur kausticeringssystemet är uppbyggt idag med avseende på material, montageteknik,
tekniska data samt vilket media som flyter i ledningarna.
2.1.2 Material
Sedan studerades material på internet för att få vidare kunskap om mixeriprocessen,
ytbeläggningsteknik, materialteknik, svetsning och korrosion. Ritningar inhämtades från
BillerudKorsnäs konstruktionsavdelning för att se en helhet över systemet i fråga. Senare
kontaktades andra företag som kunde tänkas ha liknande problem för att på så sätt göra en
omvärldsanalys. Då alternativ till material och ytbeläggningar hade tagits fram så jämfördes
dessa emot varandra. Det för att besluta om vilka av kombinationerna som skulle tillverkas och
monteras in på prov i produktionsanläggningen.
2.1.3 Kontakt med leverantörer
Under arbetets gång har mycket information och kunskap inhämtats från leverantörerna av de
komponenter som beställts till examensarbetet. I frågor gällande grundmaterial och rostfria stål
gav Therese Bodén på Outokumpu Stainless mycket god vägledning i vilka material som kunde
vara lämpliga, samma gäller Erik Poohl på OSTP som även hjälpt till att ta fram en rörböj till
projektet. Sist men inte minst har Sören Isaksson på Duroc Laser Coating AB varit mycket
hjälpsam och svarat på frågor som kommit upp om laserpåsvetsningsprocessen.
2.1.2 Litteraturstudie
De böcker och den litteratur som studerats under examensarbetets gång har behandlat
ämnesområden som lutförbränning sulfat och sulfit, lutindunstning och biprodukter,
materialteknik, svetsning, ytbeläggning och korrosion.
8
2.1.3 Praktik & Studiebesök
En väldig fördel under tiden för examensarbetet har varit att författaren haft tillgång till ett eget
kontor på BillerudKorsnäs i Frövi. Det har inneburit att det alltid funnits mängder av kunskap
nära till hands då frågor uppstått.
BillerudKorsnäs har även varit mycket generösa med guidade turer på bruket samt
säkerhetsutbildningar och besök hos insatta människor inom examensarbetets område.
Operatörerna har även varit mycket hjälpsamma i att berätta om systemen och de arbetssätt och
rutiner som används vid diverse drift- och underhållsarbete.
Det har även gjorts ett studiebesök på Duroc Laser Coating AB i Luleå då komponenterna till
examensarbetet tillverkades. Besöket gav mycket kunskap om ytbeläggningar och
laserpåsvetsningsprocessen.
2.2 Mjukvaror
2.2.1 Solid Edge
För att kunna tillverka detaljen behövde ritningar tas fram. Det gjordes genom att en utsliten
detalj modellerades upp. Kunskap för dess utförande inhämtades genom kurser tidigare under
Civilingenjörsutbildningen i Maskinteknik.
Modelleringen gjordes i Solid Edge, vilket är en mjukvara för modellering i både 2D och 3D.
Solid Edge är utvecklad av Siemens.
9
3. Teori
I det här kapitlet kommer den teori som används i arbetet att presenteras och diskuteras.
3.1 Sulfatmassaprocessen Sulfatmassaprocesessen har fått sitt namn av att man förr i tiden ersatte svavel- och
natriumförluster i processen med natriumsulfat (Na2SO4). Nu för tiden är dock förlusterna
av dessa ämnen mycket små vilket gör att behovet av tillförsel är begränsat.
I sulfatmassaprocessen används vitlut som kokvätska vilken till huvudsak består av
natriumhydroxid (NaOH) och Natriumsulfid (Na2S) plus några andra kemikalier. De andra
deltar dock inte i utvinningen av ligninet i veden.
Då kokningen är färdig finns lut kvar i massan vilken kallas svartlut, denna måste tvättas ut
innan massan fortsätter till silning, blekning och torkning. Den urtvättade svartluten blir nu
returlut som går in i processåtervinningssystemet.
Veden kommer normalt till fabriken som antingen rundved eller som flis från sågverk.
Rundveden läggs i stora roterande trummor där den barkas genom att stockarna gnids mot
varandra och mot trummans insida. När stockarna är barkade fortsätter de in i en
huggmaskin och rundveden blir flis, samtidigt som barken används som bränsle i fabrikens
ångpannor.
När man kokar massan finns det två tekniker som tillämpas, antingen genom kontinuerlig
kokning eller genom batchkokning. Vid kontinuerlig kokning matas flis och vitlut ner i
toppen på kokaren och den färdiga massan blåses ut i botten. Vid batchkokning kokas en
batch i taget med flis, vitlut och svartlut. Vätskan pumpas runt genom silar och
värmeväxlare där ånga värms och sen tillbaka in i kokaren. När kokningen är färdig töms
hela kokaren på en gång genom en ventil i botten.
När kokningen är färdig är det viktigt att massan silas och tvättas. Annars behövs ökad
mängd kemikalier senare i blekeriet där massan bleks för att få en ljusare ton. Om inte
tvättprocessen fungerar ger det även ökad miljöpåverkan och en sämre massakvalitet, man
förlorar också ämnen som annars hade kunnat användas i kokprocessen.
Till sist pumpas massan till pappers- eller kartongbruket där den torkas genom suglådor och
pressvalsar i den långa pappers/kartongmaskinen. I maskinens ände rullas sedan
pappret/kartongen upp samt kapas till rätt dimensioner. [9]
10
3.2 Kausticeringsprocessen/mixeri
I sulfatmassaprocessen återvinns många av de kemikalier som används, dels i sodapannan
men också i vitlutberedningen. Vitlutberedningen består av många processer och reaktioner,
därför fokuserar vi på att beskriva kausticeringen/mixeri där projektuppgiften finns.
Utifrån en process som kallas kalksläckaren kommer en blandning av lut och kalk,
blandningen pumpas in i flera seriekopplade kausticeringskärl. Där natriumkarbonat och
kalciumhydroxid reagerar och omvandlas till natriumhydroxid och kalciumkarbonat.
Natriumhydroxid är samma sak som kaustikstiksoda och därav namnet på processen.
När kausticeringen är färdig har man fått tillbaka vitlut, vilket är det stora syftet med
återvinningsprocessen eftersom denna åter kan användas som kokvätska. Innan det kan ske
måste dock ännu en restprodukt avskiljas nämligen kalciumkarbonat eller mesa som det
också kallas. Mesa är en grå blandning som påminner om gyttja eller lera. Avskiljningen av
denna sker vanligen genom diverse filter av olika slag, mesan fortsätter sedan och bränns
om till kalk i en stor roterande ugn, en så kallad mesaugn. [10]
3.3 Materialteori
Miljön i kausticeringen/mixeriet är mycket krävande, både med avseende på mediet i rören
och atmosfären runt dem. Därför har det valts att endast studera rostfria stål. Anledningen
till att man valt bort studier av till exempel nickel-baser eller titan beror på att de är dyrare
och svårare att arbeta med vid underhålls- och svetsarbeten.
3.4.1 Rostfria stål
Rostfritt stål är inte ett material utan ett samlingsnamn för en hel grupp av olika material.
Det de rostfria materialen har gemensamt är att:
• Huvudämnet är järn och därför blir de rostfria stålen just stål.
• Legeringen skall innehålla minst 10,5% krom (Cr)
• Legeringen får inte innehålla mer än 1,2% kol (C) [11]
Rostfria stål har god korrosionsbeständighet, men en bättre benämning vore kanske att säga
att de är rosttröga. Motståndet mot korrosion åstadkoms genom ett mycket tunt oxidskikt
av framförallt järn och krom vilket isolerar materialet från den omgivande miljön. Då skiktet
skadas kan det i vissa fall läka och återskapas genom så kallad repassivisering. Ibland
händer det dock att oxidfilmen bryts ned och inte kan återbildas, vilket ger allvarliga
korrosionsangrepp. När väl korrosionen satt igång kan gropfrätning starta vilket fräter hål
på materialet mycket snabbt. Det här betyder att rostfria stål är mycket bra mot korrosion
förutsatt att man kan hindra att korrosionen överhuvudtaget startar. Lyckas man med det
kan man få ett material som i princip kan hålla hur länge som helst. [12]
Olika rostfria material kan ha helt olika egenskaper beroende på hur deras sammansättning
och mikrostruktur ser ut. Den första uppdelningen som görs är att dela upp dem i dess fem
11
huvudgrupper. D.v.s austeniter, martensiter, ferriter, duplexa och martensit-autstenitiska.
Det finns även en grupp som kallas syrafasta, dessa är austenitiska med ökad mängd
molybden.
• Austenitiska rostfria stål:
Är de absolut vanligaste rostfria stålet och utgör 70% av jordens förbrukning av
dessa material. Om man inte är insatt i rostfria stål så är det troligt att man inte ens
har hört talas om andra än de austenitiska. Dessa stål består av en FCC struktur och
har en generellt god korrosionsbeständighet. Men där dessa stål utmärker sig som
mest är genom deras goda bearbetningsegenskaper och att det är den klart enklaste
gruppen av rostfria stål vad gäller svetsning, då bara varmsprickrisk behöver
beaktas.
De mekaniska egenskaperna är också goda. De austenitiska rostfria stålen är de mest
temperaturtoleranta och blir inte spröda vid låga temperaturer, de har även mycket
bra egenskaper vid höga temperaturer. Vad gäller korrosionsegenskaper så är de ofta
mycket goda då dessa stål ofta innehåller 16-18% Cr, 8-10% Ni och 2-3% Mo vilket
gör de motståndskraftiga mot många medier. Dock är de inte speciellt bra mot
spänningskorrosion. [11]
• Martensitiska rostfria stål:
Martensitiska rostfria stål används för till exempel knivar och skärande verktyg
eftersom de har bra härdningsegenskaper. De har även mindre C och Ni än de
austenitiska. Martensitiska rostfria stål är mycket hårda och har hög kolhalt vilket
gör att de varken kan bockas eller svetsas speciellt bra. De blir också känsliga för
korrosion, speciellt punktfrätning.
• Ferritiska rostfria stål:
De ferritiska stålen kallas ofta kromstål på grund av sitt höga innehåll av krom, 11-
19%. Samtidigt som de nästan inte innehåller något C eller Ni. Ferritiska- och
martensitiska rostfria material är egentligen kemiskt ganska lika förutom att de
ferritiska knappt innehåller något kol och därför inte kan härdas. Dock medför det
att de istället är mer formbara och svetsbara.
Korrosionsmässigt är de ferritiska överlag sämre än austeniterna, speciellt vid
allmän korrosion i starka syror. Ett område där de ferritiska är speciellt bra är
emellertid vid spänningskorrosion i höga temperaturer.
12
• Duplexa rostfria stål:
De duplexa rostfria stålen är två-fas material som består av vanligen runt 55% ferrit
och 45% austenit. De duplexa stålen har ofta ett mycket högt krominnehåll (Cr)
samtidigt som nickelinnehållet (Ni) ligger någonstans mellan de ferritiska och
austeniterna (0-8%). I mikrostrukturen hos ett duplext material så ligger austeniten
som små öar i en omgivande sjö av ferrit, denna struktur gör dessa material mycket
mekaniskt starka. De är även relativt bra att forma och svetsa även om det
austenitiska materialen är bättre. De är heller inte fullt lika starka som de
martensitiska rostfria materialen.
Mot korrosion är duplexa material mycket bra, speciellt mot spänningskorrosion,
punktfrätning och spaltkorrosion. Duplexa material innehåller dock som tidigare
nämnt mindre nickel (Ni) än austeniterna vilket gör att de klarar allmän korrosion
något sämre. Man använder ofta duplexa material där de austenitiska materialen inte
räcker till med avseende på punktfrätning, spänningskorrosion och spaltkorrosion.
[11]
• Martensit-austenistiska rostfria stål:
De martensit-austenitiska stålen är magnetiska och innehåller mellan 65-80% anlöpt
martensit och den resterande delen austenit, vilket de fått genom härdning i olja och
en senare anlöpning vid 600°C. Om man jämför de martensitska stålen med de
martensit-austenitiska så har dessa en bättre duktilitet samt bättre svetsbarhet, det
beror på att hårdheten hos martensiten blir relativt låg vilken minskar risken för
sprickbildning. [20]
• Syrafasta rostfria stål:
Syrafasta stål kallas i praktiken de austenitiska material som innehåller ca 2%
molybden (Mo), de vanligaste sorterna av syrafast material är de i 316-klassen.
Molybden är viktigt för stålets korrosionsbeständighet och generellt kan man säga
att ju mer molybden (Mo) desto bättre för de flesta korrosionstyper som allmän
korrosion, spaltkorrosion, punktfrätning och spänningskorrosion. Undantaget är då
man i sällsynta fall får uppkomst av kromkarbider och då får interkristalin korrosion,
men då handlar det istället om stålets kolhalt och på grund av detta bör man alltid
välja kvaliteter med så låg kolhalt som möjligt. [11]
13
3.4 Nötning & Slitage
Nötning uppkommer då ytors relativa rörelser skapar friktionskrafter. Den verkliga
kontakten mellan ytorna är egentligen flera tiopotenser mindre än hela arean vilket lätt ger
succesivt slitage av materialet. Vid rörelse kolliderar då utstickande ojämnheter i ytan vilket
ger upphov till deformationer och ökande temperatur. Nötning beror bland annat på yttryck,
glidhastighet, material, jämnhet, hårdhet, smörjmedel, föroreningar, temperatur eller
beläggning. Nötning och slitage är en av de största orsakerna till driftstörningar hos
maskiner och processutrustning, vilket i sin tur kräver reparationer och underhåll. Förlusten
av material från en yta kan ske genom mikrobristning, det kan även inträffa vid kemisk
upplösning eller smälta. När nötning diskuteras brukar man prata om några olika
huvudtyper, adhesiv-, abrasiv-, utmattnings- och korrosivt slitage. Oftast uppstår nötning
på grund av att dessa huvudtyper är kombinerade. [13]
• Vid adhesivt slitage kommer ytorna att mikrosvetsas till varandra vid kontakt, Då
ytorna sedan rör på sig kommer mikrosvetsarna att slitas isär och avverkning av
material sker. Det är adhesivt slitage som i dagligt tal kallas nötning eller skavning.
• Vid abrasiv nötning skapas istället friktion mellan en hård partikel och en mjukare
yta. Den hårda partikeln kommer att verka som ett skärande verktyg och spånor
bildas, vilket gör ytan repig. Om det är två individer med i processen, dvs partikel
och yta så kallas det tvåkroppsslitage. Har däremot en partikel fångats mellan två
motstående ytor kallas det trekroppsslitage. Där partikeln kan vara antingen fri eller
delvis inbäddad i någon av ytorna.
• Vid cyklisk belastning skapas utmattning, det uppkommer när lasten är högre än
materialets utmattningsgräns. Det skapar små sprickor vilka allt eftersom växer till
för att till slut gå ihop med varandra. Delaminering eller i värsta fall separation av
materialet kan uppkomma.
• Sista slitagemekanismen är korrosivt slitage vilket diskuteras närmare i nästa
avsnitt. [14]
14
3.5 Korrosion
Korrosion kommer från början från ordet corrodere som betyder ”gnaga sönder”. Det finns
många typer av korrosion, den vanligaste och mest igenkända är rostangrepp av järn och
stål. Men korrosion förekommer även hos andra metaller samt ickemetalliska material som
plast, betong och keramer.
De allra flesta korrosionsprocesserna är av elektrokemisk natur genom så kallad oxidation
(avgivande elektroner) eller reduktion (mottagande av elektroner). Dessa äger rum genom
att det av någon anledning skapas galvaniska celler, s.k. korrosionsceller, vilket ofta kan
skapa mycket stor skada på konstruktioner. Anledningen till att exempelvis järn rostar är att
metallen vill tillbaka till det stabila tillstånd som förekom i malmen, istället för att vara i ett
metalliskt tillstånd som oftast inte är stabilt. Då järnföreningarna återfaller till malmstadiet
så skapas oxider och hydroxider av järn, vilket är det vi kallar rost.
En förutsättning för att korrosionsprocessen skall kunna starta och fortgå är att man har en
termodynamisk drivkraft. Dvs reaktionen sker under avgivande av energi. Om istället
reaktionen skulle behöva energi för att reagera så skulle det alltså inte ske spontant i naturen.
Det finns då ingen termodynamisk drivkraft och man säger att metallen är i ett stabilt
tillstånd.
Då en metall är i beröring med vatten så beror tillståndsformen på vattnets redoxpotential,
pH-värde samt systemets temperatur. Utifrån dessa parametrar kan man rita upp så kallade
potential-pH-diagram och man kan utläsa under vilka förutsättningar en metall är stabil.
Nedan är ett exempel på hur ett potential-pH-diagram kan se ut. Som synes kommer i det
här fallet järnet att vara immunt mot korrosion så länge potentialen ligger under ca -0.8
Volt. [15]
Figur 7: Potential-pH-diagram för järn (Swerim, 2020).
15
3.4.1 Allmän korrosion
Allmän korrosion kännetecknas av att hela ytan korroderar i jämn takt då ytan exponeras
för ett korrosivt medium. Korrosionen uppstår i regel genom korrosionsceller mellan anod-
och katodytor (som ej är skiljbara), dvs anod och katod verkar i ytan.
Korrosionsomfattningen mäts genom massförlusten per ytenhet eller genom
medelfrätningen, vilken är mätbar då det är medelvärdet av korrosionsdjupet i ytan. Om
materialets densitet är känd så kan omfattningen beräknas genom massförlusten per ytenhet.
Medelfrätningen per år styr ofta hur länge en produkt är användbar.
Allmän korrosion uppträder oftast i sura miljöer men kan även ske i mycket alkaliska
medier. Ytskiktet hos till exempelvis aluminium, zink eller rostfria stål löses då upp i
komplexjoner vilket påverkar oxidskiktet negativt i en homogen förtunning. Som tur är har
det ganska liten påverkan och allmän korrosion är därför sällan ett problem då mediet är
basiskt. Till och med då mediet består av 30% natriumhydroxid vid 100°C så har de både
rostfria stålen 4401 och 4301 en korrosionsförlust runt 0,1 mm/år och mildare skador vid
lägre temperaturer. Däremot finns en risk för så kallad lutsprödhet i högt alkaliska medier,
en typ av spänningskorrosion som i sin tur kan ge upphov till interkristallina sprickor och
genomfrätning på kort tid. Fenomenet med lutsprödhet uppstår hos austenitiska stål vid en
temperatur över 140°C. [12]
3.4.2 Spaltkorrosion
Spaltkorrosion förekommer i smala spalter och beror på att förhållandena i spalten ändras.
Det kan ibland bero på att ett korrosivt medium ligger kvar i spalten medan omgivningen
är torr eller att vätskeomsättningen är begränsad, om spalten befinner sig i en vätska. Då
korrosion startar kan pH-värdet sjunka och kloridhalten öka vilket medför att korrosionen
blir mer allvarlig i spalten än hos omgivande material. Denna typ av korrosion kan
förekomma hos de flesta metaller men är speciellt vanligt hos passiverbara material som till
exempel rostfritt stål. Ett speciellt ofta förekommande exempel är flänsförband i rostfritt
stål som är i kontakt med havsvatten.
3.4.3 Gropfrätning, punktfrätning
Denna korrosionsprocess sker lokalt och orsakar frätgropar i metallen. Det sker genom
korrosionsceller där anod och katod är särskiljbara. Anoden i frätgropen och katoden den
omgivande ytan. Då gropfrätning startar så kan genomfrätning ske relativt fort, vilket gör
den till en allvarligare process än till exempel allmän korrosion (Mattson, Kucera, 2020).
För rostfria stål kan en lokal nedbrytning av oxidskiktet ske och repassivering uteblir. Man
får nu en liten anod i skadan och en stor katodisk yta vilket ger galvanisk korrosion hos
anoden. Processen för genomfrätning i dessa fall är mycket snabb. Det kan handla om
månader eller kanske veckor. Därför är det mycket viktigt att man inte skadar oxidskiktet
då det handlar om rostfria material. Om korrosion inte har möjlighet att starta så kommer
16
konstruktionen hålla mycket lång tid. Om den däremot sätter igång så kan livslängden på
detaljen bli mycket kort. [11]
För att avgöra ett ståls beständighet mot gropfrätning kan PREN-talet användas.
PREN=%Cr+3,3%Mo+16%N. Där analyseras vilken påverkan Cr, Mo och N har som
legeringsämnen. Då två stål har samma PREN-tal så har de alltså samma motstånd mot
gropfrätning oavsett hur legeringssammansättningen ser ut. Det spelar alltså ingen roll om
det tillsätts 1% Mo eller 3,3% Cr. Samma PREN-tal ger samma motstånd. Utifrån stålens
PREN-tal kan sedan en rankinglista göras för hur bra de är på att motstå punktfrätning.
Oturligt nog så kostar legeringsämnen mycket pengar, därför är inte lösningen att bygga
allting med till exempel SMO eller super duplex. Man måste i varje enskilt fall hitta en
balans mellan korrosionsbeständighet och pris. För att ta ett exempel har det vanliga 4301
ett PREN-tal på 17,5 med en legering av 17,5% Cr och ingen Mo eller N. Däremot det
syrafasta 4401 har ett PREN på 23,1 även om det bara har 16,5%Cr, dock har det 2%Mo
vilket skjuter upp dess PREN-tal. Genom bara den siffran kan det alltså förutses att 4401
kommer att ha bättre beständighet mot gropfrätning än 4301. [11]
3.4.4 Interkristallin korrosion, korngränsfrätning
Frätning och korrosion i metallens korngränser uppkommer oftast då metaller stelnar eller
då man ogynnsamt värmebehandlar materialet. Kornen i materialet kan då få andra
korrosionsegenskaper. Den här typen av korrosion är vanlig hos rostfria stål på grund av
karbidutskiljningar vid för hög kolhalt och värmebehandling, vilket är vanligt att få i den
värmepåverkade zonen (HAZ) vid svetsar.
3.4.5 Erosionskorrosion
Erosionskorrosion uppkommer i en samverkan mellan erosion och korrosion. Omfattningen
av denna typ av korrosion beror vanligen på turbulensgraden då en vätska strömmar hastigt.
Det skapar frätgropar, fria från korrosionsprodukter. Ibland kan de även ha hästskoform
med skänklarna pekandes i strömningsriktningen. I många fall startar korrosionsförloppet
på grund av att skyddande beläggningar som passiveringsskikt eller korrosionsprodukter
skadas. Eller att de helt enkelt inte kan bildas på ställen med hög turbulens. Då vätskan i
fråga innehåller slipande partiklar eller luftblåsor så ökar risken för erosionskorrosion.
Oftast uppkommer dessa problem på platser där turbulensen på något sätt är störd som till
exempel i rörböjar, pumpdetaljer och värmeväxlartuber.
3.4.6 Kavitation
Kavitation beror på att ångblåsor uppkommer vid undertryck i en vätska. Då undertrycket
försvinner så bryter blåsorna sönder under så kallad slagverkan, det blir som små
explosioner vilket skadar ytan på materialet. [15]
17
3.5 Korrosionsskydd För att skapa ett tillfredställande korrosionsskydd har man egentligen två alternativ.
Antingen väljs ett ädlare material med högre PREN-tal eller så skapas någon typ av barriär.
Nedan kommer lämpliga tekniker av ytbeläggning för det här fallet att presenteras.
3.5.1 Termisk sprutning
Termisk sprutning är en process för att belägga metaller med metalliska eller keramiska
skikt. Att belägga en metall med ett ytligt skyddande skikt kan medföra att ytan får större
motstånd mot korrosion, att man kompenserar för bortslitet material eller att den till
exempel blir elektriskt ledande. Denna teknik är mycket användbar vid reparationer av
värdefulla detaljer som stora axlar, valsar etc. Men den är också värdefull vid nytillverkning
då det handlar om att åstadkomma korrosionståliga och nötningsbeständiga ytor. Det finns
sex olika, vanliga metoder för termisk sprutning vilka har delvis olika användningsområde.
Skillnaden beror i mångt och mycket på vilken materialtyp man sprutar, kostnad och vilken
kvalitet som eftersträvas på beläggningen. De sex metoderna är flamsprutning,
höghastighetsflamsprutning, ljusbågssprutning, plasmasprutning och detonationssprutning.
[16]
• Flamsprutning
Likt gassvetsning erhålls värmekällan med hjälp av acetylen eller propan som
förbränns i syre, vilket skapar en låga. Tillsatsmaterial tillförs lågan antingen genom
tråd eller i pulverform. Det smälta tillsatsmaterialet sprutas sedan mot arbetsstycket
med hjälp av komprimerad luft.
• Höghastighetsflamsprutning
HVOF (High Velocity Oxy-Fuel) ger partiklarna mycket hög hastighet vid sprutning
vilket skapar ett starkt och tätt skikt med liten mängd oxider och porositet.
Tillsatsmaterialet för metoden är oftast i form av pulver som tillförs i munstycket
med hjälp av en inert bärgas. För att smälta pulvret förbränns antingen fotogen, gasol
eller hydrogen tillsammans med syre i en brännkammare under högt tryck.
• Ljusbågssprutning
Värmekällan är en elektrisk ljusbåge som skapas genom att två elektroder möter
varandra och kortsluts. Elektroderna utgör även tillsatsmaterial vilket ger möjlighet
att ge olika sammansättningar till beläggningen, eftersom de är två. Det innebär
också att tillsatsmaterialet alltid är en metall eftersom de måste leda ström. Den
sprutade metallen transporteras till arbetsstycket genom en stråle av komprimerad
luft eller gas
• Plasmasprutning
Vid plasmasprutning uppnås betydligt högre temperaturer än vid de andra
sprutmetoderna (10000-20000 °C). Ljusbågen skapas här mellan två icke
avsmältande elektroder samtidigt som en gas strömmar så att plasmat blåses ut ur
18
munstycket. Gasen som används är vanligen vätgas, kvävgas, argon eller helium.
Plasmastrålen transporterar tillsatsmaterialet i form av tråd, stång eller pulver till
arbetsstycket, vanligen används pulver. Plasmasprutningens höga temperatur
möjliggör även sprutning av keramer och metalloxider med hög smälttemperatur.
• Detonationssprutning
I denna metod antänds acetylen och oxygen med hjälp av ett tändstift i något som
påminner om en vattenkyld gevärspipa. Antändningen sker 5 gånger per sekund och
förbränningsvågen hettar upp och accelererar pulvret mot arbetsstycket. Hastigheten
på pulvret är till och med högre än vid höghastighetsflamsprutning vilket ger mycket
täta skikt med god vidhäftning. [16]
3.5.2 Laserpåsvetsning
Laserpåsvetsning eller laser cladding är en ytbeläggningsmetod som ger mycket jämna, täta och
homogena skikt. Eftersom laserstrålen är så pass tunn och fokuseras till en punkt så möjliggörs
att beläggningen kan styras till närmare exakt den punkt man vill. Laserstålen fokuseras till
arbetsstycket och storleken på smältan bestäms utifrån laserns punktstorlek.
Beläggningsmaterialet sprutas ut genom ett pulvermunstycke och ner i smältan. Samtidigt som
laseroptiken och pulvermunstycket förflyttas över ytan. Eftersom laser cladding är en
svetsmetod så kommer den metallurgiska bindningen till grundmaterialet vara i det närmaste
perfekt, vidare är laserns energitäthet så stor att värmezonen blir mycket liten, vilket minimerar
deformation av materialet. [17]
3.5.3 Kemisk förnickling
Det finns två typer av förnickling, den ena görs med hjälp av elektrolys och den andra görs på
kemisk väg. För att få en jämn och slitstark yta så är den kemiska metoden att föredra. Genom
förnickling kan man få fram hårda ytor som även är estetiskt tilltalande, det gör att önskade
ytegenskaper kan erhållas även hos billigare konstruktionsmaterial. Metoden är även mer
miljövänlig än till exempel förkromning. Vid kemisk förnickling doppas detaljen i ett bad och
nickel fälls ut kemiskt på ytan vilket gör att man får ett jämt lager över hela detaljen. [18]
3.5.4 Keramiska beläggningar
Keramiska beläggningar används frekvent i en mängd industriella tillämpningar för att
åstadkomma korrosions- och slitagetåliga barriärer. Ofta används kromoxid i beläggningen då
det är mycket hårt. Kerampartiklarna är mycket små, mindre än en mikrometer och är en
blandning av olika kerammaterial som tillsammans binds till substratet. Några av de positiva
aspekter som erhålls av keramiska beläggningar är att de kan appliceras på komplexa
geometrier, är fullständigt täta och porfria, mycket bra mot termisk cykling eller chock samt att
de är elektriskt isolerande. [19]
19
3.6 Svetsteori Svetsning, en process där materialet hettas upp genom lokal uppvärmning till minst
grundmaterialets likvidustemperatur. Det ger en förbindning mellan arbetsstyckenas delar med
eller utan tillsatsmaterial. Förbindningen sker genom plastisk lokal flytning eller genom atomär
diffusion. Svetsningen är en av de absolut viktigaste förbindningsmetoderna i dagens
verkstadsindustri. [20]
3.6.1 Svetsmetoder
Inom kategorin svetsmetoder finns en mängd processer. Man brukar grovt dela in dessa i
bågsvetsmetoder och trycksvetsmetoder. I det här avsnittet kommer bara de processer som är
relevanta för arbetet att gås igenom. Dessa ingår alla i kategorin bågsvetsmetoder och ett krav
som har ställts inför arbetet är att svetsmetoderna skall gå att utföra manuellt.
• TIG-svetsning
TIG står för tungsten inert gas och är en svetsmetod med icke avsmältande elektrod
av volfram. Metoden passar bäst för tunna material mellan 0.5- 3 mm. Med den här
processen kan alla svetsbara material sammanfogas även om det största
användningsområdet finns bland rostfria stål, aluminium, magnesiumlegeringar och
koppar. TIG-svetsning används ofta vid till exempel svetsning av rörledningar och
andra applikationer där det ställs höga krav på homogena och rena svetsgods av hög
kvalitet.
Smältan och elektroden skyddas av en gas, oftast argon vilken strömmar ut ur
gaskåpan i pistolens ände. TIG-svetsning kan utföras både manuellt och
mekaniserat, vid manuell svetsning tillförs tillsatsmaterialet förhand från sidan, men
det går även att svetsa helt utan tillsatsmaterial.
Svetsningen sker vanligtvis med svetshandtaget kopplat till minuspol och likström
vilket medför att det mesta av värmet hamnar i arbetsstycket. Vid svetsning av
aluminium eller magnesium erfordras dock växelström för att bryta upp materialets
skyddande oxidskikt.
o Utrustning för TIG-svetsning
➢ Svetspistol
➢ HF-generator för tändspänning
➢ Strömkälla
➢ Skyddsgas
➢ Styrutrustning
20
• MMA-svetsning
MMA står för Manual Metal Arc eller på svenska manuell
metallbågsvetsning/pinnsvetsning. Fram till början av 80-talet var MMA den
vanligaste svetsmetoden på marknaden. Vid svetsning så tänds ljusbågen genom en
kortslutning mellan elektrod och arbetsstycke, ljusbågen kommer då att smälta ner
elektroden som består av en kärntråd med ett omgivande hölje av flux. Vid
nedsmältning av elektroden kommer det omgivande fluxet att bilda en slagg som
skyddar svetssmältan.
Metoden är ganska ineffektiv, men utmärker sig med sin enkla utrustning vilket gör
den perfekt för enklare montagearbeten, den är även mycket bra utomhus eftersom
smältan skyddas av slagg istället för gas. Höljet av flux runt kärntråden har flera
viktiga funktioner, bland annat att skydda smältan genom slaggen men också för att
förbättra bågstabiliteten, forma svetsen, tillföra legeringsämnen till smältan och att
ge inträngning i grundmaterialet.
o Utrustning för MMA-svetsning
➢ Elektrodhållare
➢ Svetskabel
➢ Återledare
➢ Strömkälla
• MIG/MAG-svetsning
Gasmetallbågsvetsning eller GMAW (Gas Metal Arc Welding) blev populär på 50-
talet och är nu den absolut mest använda svetsmetoden i industrin. Metoden delas
upp i MIG och MAG, Vid MIG (Metal Inert Gas) används en ädelgas, oftast argon
för att skydda smältan och vid MAG (Metal Active Gas) används en gas som
reagerar med smältan, oftast argon blandat med koldioxid eller ren koldioxid.
MIG/MAG metoden är en halvautomatisk metod på grund av att elektroden matas
fram kontinuerligt och smälter denna i skyddsgasen. Framföringen sker oftast
manuellt men kan även mekaniseras.
o Utrustning för MIG/MAG-svetsning
➢ Strömkälla
➢ Trådmatarverk
➢ Slangpaket
➢ Svetspistol
➢ Gasflaska [16]
21
3.6.2 Svetsning av rostfria stål
Rostfria stål är mer eller mindre svetsbara beroende på vilken struktur de har. Generellt gäller
att de austenitiska och austenit-ferritiska (duplexa) har god svetsbarhet medan resterande
(martensitiska, ferritiska och martensit-austenitiska) är sämre eller rent av dåliga. Av den
orsaken kommer endast de två förstnämnda att behandlas i det här arbetet.
Legeringselementen för rostfria stål brukar delas upp i två grupper. Ferritbildare och
austenitbildare med avseende på vid vilka temperaturer dessa är i stabila faser. Till
austenitbildarna tillhör bland annat nickel, mangan, kol och kväve, vilka utvidgar
austenitområdet. Medan ferritbildarna krom, molybden, kisel och niob drar ihop området.
I ett schaeffler-diagram kan en uppskattning göras hur austenit- och ferritbildarna påverkar
strukturtillståndet i svetsen. Det finns även en utvidgning, De-long-diagrammet som även tar
hänsyn till kväve. För de austenit-ferritiska (duplexa) stålen används istället WRC92-diagram
på grund av de höga ferrithalterna hos dessa material. Genom att beräkna krom- och
nickelekvivalenterna fås en uppfattning om vilket strukturtillstånd svetsen får. Diagrammen
gäller inte svetspåverkat grundmaterial eller då svetsgodset värmebehandlats. [20]
Figur 8: Schaeffler-diagram (Bild från Swerim, 2020).
22
Figur 9: Schaeffler-deLong-diagram (Bild från Swerim, 2020).
Figur 10: WRC92-diagram (Bild från Swerim, 2020).
23
3.6.3 WPS & WPQR
Då något skall svetsas utifrån kraven i ISO 3834 (Kvalitetetssäkring vid svetsning), skall det
finnas en WPQR (Welding procedure qualification record) samt en WPS (Welding procedure
specification) för det som skall svetsas. Eller på svenska svetskvalificeringsprocedur samt
svetsdatablad. För att ta fram en procedur finns det fem olika standarder som kan användas.
• SS-EN ISO 15610 kvalificerar mot tillsatsmaterial
• SS-EN ISO 15611 kvalificerar mot tidigare erfarenhet
• SS-EN ISO 15612 kvalificerar mot standardsvetsprocedur
• SS-EN ISO 15613 kvalificerar mot utfallssvetsprovning
• SS-EN ISO 15614 kvalificerar mot provning av svetsprocedur
Det bästa sättet att kvalificera sin procedur är genom SS-EN ISO 15613- eller 14 eftersom det
då med säkerhet kan påvisa att svetsen är bra. Eftersom provet svetsas av företagets egen
svetsare, med deras maskiner och sedan skickas för provning. En annan vanlig metod är SS-EN
15612 där proceduren istället köps färdigprovad från något annat företag, lite osäkrare metod
men betydligt billigare än den förstnämnda.
Valet av vilken metod som skall användas vid procedurkvalificeringen görs utifrån vilken nivå
som företaget lags sig på i motsvarande produktstandard. Skall kvalificeringen gälla för EN
1090 – Stålstommar i utförandeklass 3- och 4 så skall till exempel kvalificeringen vara utifrån
SS-EN ISO 15614 samma gäller för PED i klass II och III.
För att ta fram en svetskvalificeringsprocedur (WPQR) enligt SS-EN 15614 tas först en pWPS
fram, ett preliminärt svetsdatablad. Provbitar svetsas upp efter pWPS:en och skickas sedan för
provning, vilken typ av provning som utförs bestäms av vilken produktstandard som WPQR:en
skall gälla för (EN1090, PED, etc). Om proven blivit godkända kan en
svetskvalificeringsprocedur (WPQR) utfärdas och ur den kan sedan svetsdatablad (WPS) att
skrivas. Anledningen till att det finns två olika är att WPQR:en ofta har ett ganska stort spann i
till exempel materialtjocklek och sträckenergi. För att det då skall vara praktiskt möjligt att
svetsa genom hela spannet behöver flera WPS:er göras för olika svetsdata. Den WPQR och den
WPS som används i det här arbetet är från Karlstad processrör AB och återfinns i bilaga 2- och
3.
24
4. Kandidater I processen att ta fram kandidater för tillverkningsmetoder, material och ytbeläggningstyp
har dessa frågeställningar diskuterats:
• Rörets grundmaterial
• Detaljens funktionskrav
• Typ av slitage
• Toleranskrav på tillverkningsprocess
• Detaljens och beläggningens geometri
• Beläggningens metallurgiska bindning
• Kostnad
4.1 Korrosionstyper & slitage
Efter att noggranna visuella studier av de skador som uppkommit i röret gjordes
bedömningen att dessa dels beror på slitage från de hårda partiklar som finns i mesa
blandningen, men även möjligen av korrosion och framförallt erosion från den frätande
luten.
Eftersom mesan har högre densitet än luten så kommer denna att sjunka, vilket medför att
en högre koncentration av mesa fås i botten av röret. Det ger en slipverkan i och med det
konstanta flödet, vilket med tiden nöter ner materialet.
När slipverkan skapas på ett rostfritt material kommer
dess skyddande oxidskikt att förstöras och
erosionskorrosion uppkommer. När skiktet sedan är
borta finns det också risk för gropfrätning på lokala
punkter vilket medför att det kan gå mycket fort innan
man får genomfrätning. Det är svårt att säga utifrån
skadorna om den alkaliska luten har frätt sönder
materialet, men troligen hjälper det till något. Dock
brukar inte allmän korrosion vara ett problem i alkaliska
miljöer. I det här fallet påverkar dock mesan materialets
oxidskikt vilket gör det oskyddat och det går inte att
utesluta att korrosion uppstår även om mediet är basiskt.
För att motverka de här problemen krävs ett material
eller ett skydd som klarar av att motstå den nötande
effekten men som samtidigt tål den basiska luten.
Figur 11: Slitage i rörböj.
25
4.2 Material
Då kandidater för material togs fram kunde direkt de ferritiska, martensitiska och de
austenit-martensitiska materialen tas bort. De ansågs inte hålla måttet vad gäller
korrosionsbeständighet och svetsbarhet. Kvar var då de austenitiska och duplexa
alternativen. Fördelen med de austenitiska är deras mycket goda svetsbarhet. Dock är de
mjukare än de duplexa materialen och har även lägre sträck- och brottgräns. Vidare är de
duplexa dyrare men anses vara bättre i korrosionssynpunkt, speciellt mot gropfrätning då
de har högre PREN-tal. I figur 4 kan ses några typer av rostfria stål och hur de står sig mot
varandra i korrosionsbeständighet kontra sträckgräns.
I materialjämförelsen plockades två kandidater ut. Ett austenitiskt rostfritt stål och ett
duplext. Snabba studier gjordes även av superduplexa material och SMO men på grund av
att priset drastiskt går upp för dessa var de inte aktuella för projektet och utelämnas därför
ur rapporten.
SS-EN 13480-2 – Industriella rörledningar av metalliska material -Del 2: Material beskriver
de krav och fordringar som gäller enligt tryckkärlsdirektivet. Bland annat skall materialet
väljas utifrån bilaga A i 13480-2, ”Grupperingssystem för stål för tryckbärande
anordningar”. Det ska även väljas efter vilka förväntningar som ställs på materialet efter
kommande tillverkningsoperationer.
Materialet skall även klara av både
den yttre och inre miljö som ställs på
det under drift, men också tillfälliga
förhållanden under tillverkning,
transport, provning, igångsättning
etc. Viktigt är också att materialet är
fritt från ytfel, har tillräcklig
brottförlängning samt slagseghet. Är
materialet avsett för svetsning eller
formning skall inte värdena för den
kemiska sammansättningen med
avseende på C, P och S i tabell 2
överskridas. [21]
Figur 12: Korrosionsbeständighet och hållfasthet rostfria material. Bild lånad av: Veostalpine.
26
Tabell 2: Maximala kol-, fosfor och svavelhalter för stål avsedda för svetsning och formning enligt SS-EN 13480-2.
Stålgrupp (enligt tabell A.1) Maxhalt enligt chargeanalys
Stålen (1 till 6 och 9) i Bilaga A 0,23𝑎 0,035 0,025
Ferritiska rostfria stål (7.1) 0,08 0,040 0,015
Martensitiska stål (7.2) 0,06 0,040 0,015
Austenitiska stål (8.1) 0,08 0,045 0,015𝑏 Austenitiska stål 8.2) 0,10 0,035 0,015
Austenit-ferritiska stål (10) 0,030 0,035 0,015 a. Maxhalt enligt produktanalys 0,25%. b. För produkter som ska maskinbearbetas får en kontrollerad svavelhalt av 0,015% till 0,030% tillåtas efter
överensstämmelse, förutsatt att korrosionshärdigheten uppfylls för det aktuella ändamålet.
I SS-EN 13480-2 finns även särskilda bestämmelser. Allmänt gäller att om materialet
påverkas genom tillverkningsprocessen eller under drift på ett sådant sätt att det har en
negativ inverkan på säkerheten eller rörsystemets livslängd så skall det utvärderas vid
materialvalet. Vidare får materialet bara användas för trycksatta anordningar inom det
temperaturintervall där materialegenskaperna fordras enligt SS-EN 13480-3:2017, Del 3
konstruktion och beräkning. I projektets fall där ett rör skall beläggas gäller att den
industriella rörledningen inte behöver vara lämplig mot innehållet förutsatt att beläggningen
försäkrar läcktät förvaring under drift.
4.2.1 1.4432/316L Austenit
Supra 1.4432/316L är det material som används idag vilket är ett syrafast austenitiskt
rostfritt stål med mycket hög formbarhet och svetsbarhet. Materialet tillhör gruppen
CrNiMo och har ett lågt kolinnehåll för att motstå interkristallin korrosion efter svetsning.
Samt ökat molybdeninnehåll för ytterligare korrosionsbeständighet. Det ökande
molybdeninnehållet ger hög motståndskraft mot icke-oxiderande syror samt kloridhaltiga
miljöer. I SS-EN 13480-2:2017 ingår 1.4432 i materialgrupp 8.1.
Tabell 3: Kemisk sammansättning Supra 316L/4432 (Outokumpu, 2020).
C Mn Cr Ni Mo N
<0.030 <0.2 16.5-18.5 10.0-13.0 2.0-2.5 <0.10
Tabell 4: Tekniska data Supra 316L/4432 (Outokumpu, 2020).
Rp02 [Mpa] Rm [Mpa] Modulus of elasticity
[Gpa]
HB
(ASME)
PRE CPT
[°C]
>240 >550-700 200 ≤217 25 27+-3
27
4.2.2 1.4462/Alloy 2205 Duplex
1.4462/2205 är ett av de mest populära duplexa (austenit-ferrit) rostfria materialen som
finns ute på marknaden. Materialet har hög hållfasthet och hög motståndskraft mot både
allmän-, spännings- och lokalkorrosion. 1.4462 används bland annat till tankar för kemisk
media, olja & gas- samt pappers och massaapplikationer (Outokumpu, Steelfinder. 2020). I
SS-EN 13480-2:2017 ingår 1.4432 i materialgrupp 10.1. [21]
Tabell 5: Kemisk sammansättning Forta DX 2205 (Outokumpu, 2020).
C Mn Cr Ni Mo N
<0.030 <2.0 21-23 4.5-6.5 2.5-3.5 0.10-0.22
Tabell 6: Tekniska data Forta DX 2205 (Outokumpu, 2020).
4.3 Tillverkningsprocesser
4.3.1 Ytbeläggning
Ytbeläggningen kommer att göras med laserpåsvetsning. Beslutet om laserpåsvetsning togs
på grund av att det är en svetsmetod med liten värmepåverkan på grundmaterialet. Men som
fortfarande bränner in beläggningen. Det ger en försäkran att den inte lossnar då den
används i produktionen. Laserpåläggssvetsning kommer även att ge de ytegenskaper
gällande friktion, korrosion och slitage som eftersträvas.
Även geometrin för beläggningen blir tilltalande med laserpåsvetsning då metoden kan
hålla snäva toleranser. Det medför att beläggningen hamnar där den ska och möjliggör att
spara en bit i ändarna där rörböjen sedan skall svetsas mot nästa rör. Anledningen till de
snäva toleranserna är dels att processen styrs med hjälp av robot, men också att lasern har
mycket liten spridning.
Den beläggning som har valts heter WCCo och är en produkt från Duroc Laser Coating AB
i Luleå. Beläggningen har en koboltmatris, C21 vilket motsvarar stellite 21 med en hårdhet
på ca 500 HV. I matrisen finns även volframkarbider med en hårdhet på 3000 HV.
Tillsatsmaterialet matas ut ur lasermunstycket i form av pulver och smälts ner i laserstrålen.
[23]
Stellite: Är en grupp koboltbaserade legeringar som används för att ge komponenter ett
högre motstånd mot mekaniskt slitage och korrosion i en mängd applikationer i industrin. I
legeringarna ingår förutom kobolt även Cr, C och Mo. Legeringarna är motståndskraftiga
mot kavitation, erosion, korrosion samt abrasiv- och slipande nötning. Normalt används
Stellite i temperaturintervallet 315-600°C. Det är även möjligt att bearbeta ytan för att få
mycket låg friktion. [24]
Stellite 21 vilket motsvarar Duroc Laser Coating AB:s C21 används för både varma och
kalla applikationer, bland annat för beläggning av ventiler, axlar, lagersäten där höga krav
Rp02 (MPa) Rm (MPa) Modulus of elasticity
(GPa)
HB
(ASME)
PRE CPT
(°C)
≥500 700-950 200 ≤293 35 53+-2
28
ställs på hårdhet, slitstyrka, korrosions- och skärningsmotstånd. Om så önskas kan Duroc
C21 bearbetas med de flesta bearbetningsmetoderna. Bearbetningen kommer då att
deformationshärda ytan vilket ger ytterligare bättre resultat. Normalt behöver inte C21
någon ytterligare efterbehandling även om den går att sätt- och seghärda.
Tabell 7: Kemisk sammansättning Stellite 21.
Stellite™
alloy 21 Co Cr W C Ni Mo Fe Si HRC
Bal. 28 - 0,25 3 5,2 <3,0 <1,5 28-40
Tabell 8: Ungefärliga hårdhetsvärden av påsvetsad och bearbetad Duroc C21.
Duroc C21 Ythårdhet Ythårdhet Härdningsdjup
Bearbetning HV 0.1
(Uppmätt)
HRC
(Jämförande)
mm
Svarvning 500-550 50-53 0,1
De andra beläggningstyperna har också diskuterats, även om valet föll på laserpålagt
WCCo. Ett av alternativen som diskuterats var keramisk beläggning i form av plattor av
95% aluminiumoxid, vilket är ett helt dött material som inte reagerar med det flödande
mediet. De keramiska plattorna limmas fast kant i kant med hjälp av en epoximatris.
Eftersom keramikplattorna limmas fås även med denna teknik bra precision geometriskt i
rörböjen. Då plattorna limmats till sin position går produkten genom en sintringsprocess i
1300°C där de härdas och får slutligen en hårdhet på 1200-1400 HV. Sintringen gör även
att beläggningen får bra vidhäftning till grundmaterialet. [25] Anledningen till att denna
teknik inte kommer att användas är att böjarna i så fall måste omkonstrueras för att kunna
svetsas, annars skadas beläggningen. Även ur ekonomisk synvinkel så var
laserpåsvetsningen mer fördelaktig.
Till sist diskuterades de olika termiska sprutningsmetoderna eller kemisk förnickling. Vad
gäller termisk sprutning så finns det utrustning för flamsprutning i verkstaden på
BillerudKorsnäs i Frövi, vilket hade gjort den tekniken fördelaktig. Dock ansågs att den
poriga och oxidfyllda beläggning man får av dessa metoder inte höll måttet för just den här
applikationen. Metoderna för termisk sprutning ger även betydligt sämre vidhäftning
jämfört med laserpåsvetsning, den är också svårare att styra på grund av den mycket bredare
strålen. Speciellt om utrustningen är manuell.
Kemisk förnickling var däremot ett alternativ en bit in i processen på grund om de fina
egenskaper som fås av denna teknik. Ytan blir hård, korrosions- och nötningsbeständig,
jämn skiktuppbyggnad, låga skärningstendenser samt goda släppegenskaper mot kladdiga
material. En mycket bra beläggning för att skapa slitstyrka och låg friktion då den utsätts
för nötning. Problemet är tillverkningsprocessen, denna beläggning läggs på genom att den
doppas i ett kemiskt bad och att beläggningen fälls ut på detaljen. Det gör att hela detaljen
blir belagd och att den då inte kan svetsas till det övriga rörsystemet. Alternativet blir då
samma som med den keramiska beläggningen, att detaljerna flänsas och skruvas fast. I det
här skedet sågs dock laserpåsvetsning som det mest lämpliga alternativet.
29
4.3.2 Svetsning
För sammanfogning av de olika rördelarna kommer MMA-svetsning att tillämpas. Metoden
lämpar sig bra på grund av dess enkelhet och stora utbud av tillsatsmaterial. Den är även
lätt att ta med sig ut till montageplatser då ingen flaska med skyddsgas behövs, det kommer
att underlätta i framtida fall då rören inte är flänsade. MMA-svetsning är en ganska
ineffektiv metod men det bedöms att mängden svets är så pass liten så det har försumbar
inverkan.
SS-EN 13480-4:2017 Industriella rörledningar av metalliska material – Del 4: Tillverkning
och installation ställer vissa krav på svetsprocessen. Allt svetsningsarbete skall utföras av
certifierade svetsare enligt EN ISO 9606-1:2013 vilket är standarden för personcertifiering
av svetsare. Vidare skall svetsningsarbetet styras av en svetskoordinator som också tagit
fram WPS – svetsdatablad för arbetet som skall utföras. Svetsningen skall sedan utföras på
ett sådant sätt att den möter kraven på kvalitet som ställs i EN ISO 5817 – Kvalitetsnivåer
för diskoniteter och formavvikelser. För att kunna göra WPS:en för arbetet skall företaget
även ha utfärdat en WPQR som denna WPS grundar sig på. Tryckkärlsdirektivet (SS-
EN13480) för rör är indelat i nivåerna 0, I, II och III. Kraven som ställs för svetsprocedurer
ses i tabell 8.
Tabell 9: Kvalificering av svetsprocedurer enligt SS-EN 13480.
Kategori Krav
II, III Svetsprocedurer skall vara kvalificerade i enlighet med EN ISO
15614-1:2004 eller 15613:2014 och godkänd av ansvarigt organ.
I Svetsproceduren för den trycksatta anordningen skall vara
kvalificerad i enlighet med EN ISO 15614-1:2004 eller EN ISO
15613:2004 om inte konstruktionsspecifikationen specificerar att EN
ISO 15611:2003 eller EN ISO 15612:2004 är accepterat.
0 Svetsproceduren för den trycksatta anordningen skall vara
kvalificerad i enlighet med EN ISO 15614-1:2004, EN ISO
15613:2004, EN ISO 15612:2004 eller EN ISO 15611:2004.
Svetsprocedurer för ej trycksatta delar skall kvalificeras i enlighet
med EN ISO 15610:2003.
Övriga svetsbetingelser som skall råda är att tillsatsmaterialet skall väljas så att det passar
bra till grundmaterialet i fråga. Tillsatsmaterialet skall lagras och handhas med försiktighet
och användas i enlighet med betingelserna som är givna av tillverkaren. Vidare skall
klimatet vara tillfredställande vid svetsningen. Kondensation, is, vatten och smuts skall
avlägsnas. [26]
30
4.4 Val av kombination
Röret kommer att vara i samma grundmaterial som används idag, det austenitiska
316L/1.4432. Röret i fråga kommer att få en laserpålagd beläggning i rörböjens ytterradie.
Beläggningen består av en koboltmatris med inblandade volframkarbider. Anledningen till
att samma grundmaterial väljs igen beror på att rörets utsida ser tämligen opåverkad ut. Det
betyder att materialet klarar den yttre miljön i mixeriet. Visar det sig att ytbeläggningen
klarar korrosionen och slitaget av mediet på rörets insida så kan mycket pengar sparas
genom att inte behöva gå upp i materialkvalitet. Underhållsarbetet blir även förenklat ifall
endast svetsning av artlika material behöver göras mot övriga rörsystemet. Röret kommer
att sammanfogas med MMA-svetsning i enlighet med 3834 - kvalitetssäkring för svetsning
samt SS-EN 13480 - Industriella rörledningar av metalliska material. Svetsningen kommer
sedan att kontrolleras visuellt enligt 5817 - Kvalitetsnivåer för diskoniteter och
formavvikelser.
4.5 Livstidsanalys
LCC, life cycle cost handlar om att se kostnader under en produkts hela livscykel. Ett vanligt
problem är annars att bara inköpspris kontrolleras och att alla de andra kostnaderna glöms
bort. Med hjälp av en LCC-analys kan kloka och långsiktigt lönsamma beslut tas innan en
investering görs. [27]
LCC (Life Cycle Cost) = Livstidskostnad
LAC (Life Acquisition Cost) = Anskaffningskostnad
LSC (Life Support Cost) = Drift- och underhållskostnader
LCC = LAC + LSC
31
LAC: Under LAC ligger kostnader som inköp av material till produkten, förbrukningsvaror
samt arbetskostnad vid tillverkning. Till förbrukningsvaror hör bultar, muttrar, brickor samt
tillsatsmaterial för svetsning. Priser har hämtats från BillerudKorsnäs i Frövi:s inköpskontor
samt offert från Duroc Laser coating AB. Vilket är konfidentiell information och utesluts
därför ur denna rapport.
Tabell 10: Anskaffningskostnad.
Rördetaljer Pris [kr]
[kr/st] [kr/h]
Antal Timmar
[h]
Kostnad
[kr]
Svetsring med krage 2
Rörböj 1
Fläns 2
Rör 1
Förbrukningsvaror 1
Laserbeläggning 1
Arbetskostnad 500 4 2000
Total kostnad LAC.
Laserbelagt rör
17645,7 1 17645,7
Total kostnad Ej
belagt rör
5645,7 1 5645,7
LSC: Är de kostnader som behandlar drift- och underhåll under produktens livslängd. I det
här fallet behandlas kostnader för tömning, städning, reparation samt förlorad produktion.
Information om hur lång tid de olika operationerna tar har hämtats från BillerudKorsnäs
operatörer på massabruket i Frövi. Prislappen för missad produktion är mycket svår att
fastställa när det gäller ett helt massabruk. Vill det sig riktigt illa och rörledningen brister
samtidigt som massabruket håller låga nivåer på kemikalier så kan produktionen av massa
helt behöva stoppas, vilket kostar otroligt mycket pengar. Det händer dock aldrig eller
åtminstone mycket sällan, även om risken finns. Ett mer realistiskt antagande är att räkna
på det som alltid händer, nämligen att produktionen av vitlut upphör. En exakt beräkning
kan inte redovisas i denna rapport då den innehåller priser som är konfidentiell information.
Beräkningen hade inte heller blivit rätt om man räknat med att all förlorad vitlut under
stoppet hade behövt köpas tillbaka. Så är inte fallet i verkligheten utan mixeriet har
överkapacitet och kan därför köra ikapp nivåerna i efterhand, vilket gör det hela än mer
svåruppskattat. Men för att skapa sig ett beräkningsvärde så har ändock en uppskattning
gjorts utifrån prisberäkningarna. Värdet för missad vitlutsproduktion sätts då till 1000 000
kr för 3h stopp.
32
Tabell 11: Drifts- och underhållskostnad för stopp av massabruket.
Operation Pris [kr/h] Antal personer Timmar [h] Kostnad [kr]
Tömning 500 2 1 1000
Städning 500 2 1 1000
Reparation 500 2 1 1000
Produktionsbortfall 333333 3 1000000
Total kostnad 1003000
• Ej belagt rör: LCC = LAC + LSC = 5645,7 + 1003000 = 1008645,7 kr
Ett ej belagt rör håller ca 8 veckor. Det betyder att byte måste ske 6 gånger per år och
summan blir 6*1008645,7 = 6051874,2 kr.
• Belagt rör: LCC = LAC + LSC = 17654,7 + 1003000 = 1020654,7 kr
Ett belagt rör uppskattas hålla minst 16 veckor. Det ger att byte måste ske 3 gånger per
år och summan blir 3*1020654,7 = 3061964,1 kr
3061964,1
6051874,2= 0,5059 ≈ 51%
En besparing på 51% eller 2989 910,1 kr. Som sagt har den här beräkningen mycket stor
osäkerhet på grund av det ingående värdet för produktionsbortfall. Men det som ändå skall
tydliggöras är att livsförlängande åtgärder av komponenter kan spara väldigt mycket pengar,
även om det ser dyrt ut vid första anblick. Priset för material och arbete har en mycket liten
påverkan om man ställer det emot vad det kostar för missad produktion i denna typ av
industri.
33
5. Tillverkning
I det här avsnittet kommer tillverkningsprocessen att beskrivas från CAD modellering av
detaljen till montage i mixeriet.
5.1 CAD modellering
För att det skulle vara möjligt att tillverka detaljen behövdes måttsatta ritningar. För att ta
fram dessa så modellerades rörkomponenten upp. Det gjordes med hjälp av CAD utifrån en
gammal och utsliten detalj som tidigare suttit på samma position i mixeriet. All modellering
och ritningsberedning gjordes i mjukvaran Solid Edge. Se bilaga 1 för ritningar, modellerna
syns här nedan. I figur: 13-16 ses de ingående detaljerna som sedan sätts samman till
rörkomponenten i figur 17.
Figur 13: Modell av svetsring.
Figur 15: Modell av rörböj. Figur 16: Modell av fläns.
Figur 14: Modell av mellersta delen av rördetaljen.
34
Den färdiga rörkomponenten kommer att se ut som i figur 17. Där rörböjen svetsats mot
mittersta röret samt att svetsringar även svetsats in i vardera änden. Den skall även ha två lösa
flänsar, för att kunna montera dessa måste det ske innan den sista svetsen hos de övriga delarna
läggs.
Figur 17: Modell av komplett rördetalj.
5.2 Ytbeläggning
Uppdraget att tillverka den laserbelagda ytan i rörböjen gavs till Duroc Laser Coating AB i
Luleå. Duroc Laser Coating är ett företag som erbjuder tjänster inom renovering och
nytillverkning av slit- och korrosionsbeständiga ytor med hjälp av framförallt lasersvetsning.
För att inhämta kunskap om processen gjordes ett studiebesök hos företaget i Luleå dagen då
rörböjen skulle tillverkas. Laserpåläggning av den här typen av detalj är ganska avancerad att
utföra då den böjer i tre dimensioner. Det här sågs som ett
pilottest och en lärande-process för både Duroc Laser
Coating och BillerudKorsnäs. Det bästa hade varit om
beredningen hade kunnat göras i CAM-mjukvara och om
beläggningen hade lagts längs böjen istället för tvärs,
eftersom mediet i det här fallet mesan troligen hade flutit
bättre då. Men på grund av tidsbrist dagen för
tillverkningsstart medförde det att roboten behövde
programmeras manuellt av en operatör, vilket gjordes enklast
då svetssträngarna lades tvärs böjen. Programmeringen
gjordes genom att tre jämnt fördelade och vågräta punkter
sattes ut på rörböjens insida, mellan dessa lades sedan en
båge passande för rörets krökning.
När lasern hade passerat de tre punkterna räknades en
svetscykel som färdig och itererades ett steg nedåt.
Figur 18: Fixturering av rörböj för lasersvetsning.
35
Rörböjen fixerades enligt figur 18 i en fixtur tillverkad specifikt för rörböjen. När man svetsar
med laser tillförs ingen direkt kraft vilket gör att man inte behöver fixturera delen allt för
mycket. Dock insågs att deformationen på grund av svetsvärmen blev större än förväntat.
Deformationen skulle ha behövt motverkas genom en annan typ av fixturering i senare försök.
För det här projektet användes fiberlaser och en
speciell optik utformad för att komma åt
invändigt i till exempel rör. Lasermunstycket
styrdes av en tillhörande ABB-robot.
Som tillsatsmaterial används pulver vilket
matades ut ur svetsmunstycket, samtidigt som
lasern smälter ner det på ytan. Svetsningen
påbörjades ungefär på mitten av böjen och
fortsatte sedan upp mot dess kant sträng för
sträng. För att sedan vända rörböjen och
processen upprepades likadant i andra änden.
Eftersom inget liknande projekt hade gjorts på
Duroc Laser Coating AB tidigare var ett kritiskt
moment den första strängen. Det för att det
rådde osäkerhet angående lasereffekten och
därigenom sträckenergin. Eftersom godset bara
är 2 mm fanns en osäkerhet för att det skulle bli
för varmt och därav bränna hål i godset. Därför
kördes till en början fåtalet strängar på varje
svetsdata enligt med tabell 12. Det för att få
fram en fungerande process. Totalt lades ca 200
svetssträngar kant i kant med varandra.
Tabell 12: Svetsdata laserpåläggning.
Sträng nr: Effekt (W) Sidmatning (mm) Hastighet
(mm/min)
1 1800 1.5 500
2 1500 1.5 500
3-4 1200 1.5 500
5-12 1000 2 500
13-23 1000 2 600
24-ca 200 1000 2 600
Figur 19: ABB-robot med tillhörande invändig optik för svetsning med fiberlaser.
36
Första stängen svetsades med 1800 W vilket var
alldeles för varmt, det såg man då det kraftigt lyste
igenom på rörets baksida samt att svetsen blev
större än önskat.
Därför sänktes effekten till 1500 W på stäng 2.
Effekten ansågs fortfarande för hög och sänktes
ytterligare till 1200 W på sträng 3 och 4.
På sträng 5-12 upptäcktes att offseten och laserns
framföring efter rörets radie var något fel vilket
korrigerades. Därefter sänktes effekten ytterligare
till 1000 W och stegmatningen ökades till 2 mm
istället för 1,5 mm för att på så sätt få en jämnare
beläggningsyta.
Efter försök 4 märktes att det fortfarande blev varmt
när flertalet strängar lades efter varandra. I det här
skedet höjdes svetshastigheten istället från 500 till
600 mm/min och lasereffekten lämnades
oförändrad. Efter sträng 23 ansågs parametrarna
tillfredställande och alla resterande strängar kördes
på samma data.
Som tydligt kan ses i figur 17 blev deformationen av
rörböjen kraftig, närmare 20 mm på mitten.
Deformationen beror på att svetsen krymper när den
kallnar vilket för med sig att materialet drar ihop sig.
För att motverka deformationen skulle fixtureringen
behövas ses över till nästa projekt. Ett alternativ
hade varit att fästa tre svarvade ringar jämnt
fördelade längs böjen som höll i undertiden
påläggssvetsningen ägde rum. De hade även kunnat
sitta kvar senare när resten svetsades samman, för
att sedan tas bort när rörkomponenten är helt färdig.
Det hade troligen varit ett lätt sätt att få rörböjen att
hålla sina dimensioner. Vidare borde svetsningen
ske longitudinellt istället för transversellt. Då hade
stängarna kunnat spridas ut under svetsningens gång
vilket hade resulterat i mindre värmetillförsel på
samma ställe.
.
Figur 20: Pågående beläggning av WCCo med lasersvetsning.
Figur 21: Belagd och deformerad rörböj.
37
5.3 Svetsning & montage
För svetsning och montage av rörkomponenten togs hjälp av
Karlstads processrör AB. Ett problem med svetsningen var att
rörböjen var så pass deformerad efter påläggssvetsningen, det
resulterade i frågan om det skulle gå att få den så pass rund att den
passade till övriga delar.
För att rikta rörböjen användes en portopower vilket ses i figur
18, det för att försöka pressa ut dess sidor hydrauliskt. Snart
märktes att det inte fungerade på grund av att den hårda
beläggningen lät materialet fjädra tillbaka. Bättre gick det om
delarna punktades fast på ett par platser där de båda låg kant i
kant. För att sedan med hjälp av portopowern pressa de övriga
sidorna i position. Resultatet blev helt klart godkänt, dock blev
det en liten förskjutning på sidan i ena änden, deformationen var
helt enkelt för kraftig för att göra något åt på den platsen. Dock
ses inte det som ett problem då mediet till största del kommer att
flyta över rörböjens rygg.
För att spara på material kapades den tidigare sönderslitna
detaljen i figur 19 upp och på så sätt kunde det mittersta röret, en
svetsring och de båda lösa flänsarna återanvändas. Det gick att
göra på grund av att inga skador kunde ses på dessa detaljer vid
inspektion.
Efter bitarna var häftade så fogberedde svetsaren med hjälp av en
vinkelslip med kapskiva. Det för att få en bredare fog och därav
tillräcklig inträngning vid svetsningen. Svetsningen ses i figur 20
och utfördes med MMA-metoden med tillsatsmaterialet OK
63.20 efter WPS som återfinns i Bilaga C. I figur 21 ses den
färdiga rörkomponenten färdigsvetsad och putsad.
Figur 22: Riktning av rörböj med hjälp av portopower.
Figur 23: Återanvända rördetaljer.
Figur 24: Rör under pågående svetsning. Figur 25: Färdigsvetsad rörkomponent.
38
6. Resultat & Diskussion
I det här avsnittet presenteras och diskuteras resultatet av experimentet som utförts under
examensarbetet.
Som grundprinciper för projektet sades att det skulle tas fram en metod för att förstärka
rördelar och därmed öka dess livslängd på mixeriet. De två krav som ställdes var att:
1. Metoden skulle tillåta att komponenten svetsades i senare skede.
2. Att det skulle vara en rimlig lösning ur en ekonomisk synvinkel.
I och med att laserpåsvetsning har så pass bra precision var det möjligt att avsluta
beläggningen några millimeter från rörböjens kant för att göra plats för senare svetsning.
Resultatet av det sättet att gå tillväga lyckades mycket bra och inga problem uppstod
varken under tillverkningen eller under experimentets gång. Eftersom svetsen i det här
fallet låg precis bredvid beläggningens kant är det är svårt att säga om till exempel TIG-
svetsning hade fungerat lika bra som MMA-svetsning. Det är möjligt att ljusbågen i det
fallet hade störts och att svetsmånen hade fått ökats ytterligare. Med MMA-svetsning gick
det dock mycket bra att ligga precis kant i kant med beläggningen.
Rördelen som tagits fram under projektet monterades i produktion den 7 juni och
demonterades den 20 augusti 2020. Under dessa drygt två månader fick komponenten slitas
och resultatet utvärderades efter dessa.
Experimentet lyckades mycket bra och som kan ses i figur 22, 23, 24 nedan. Utvärderingen
gjordes visuellt av både författaren och en rörsvetsare med god vana att se slitage hos rör.
Vid inspektionen sågs inga tecken på att varken den påsvetsade beläggningen eller att röret
tagit någon skada under de två månader som komponenten varit i produktion. Ett gott
resultat där man tydligt ser att det går att använda laserpåsvetsning av WCCo som en metod
för att motverka slitage hos rördelar. Vidare anses att denna metod borde löna sig även ur
ekonomisk synvinkel. Det eftersom inget slitage syntes och med det borde komponenten
behöva bytas mycket sällan. Däremot är ett känt fenomen på kartongbruk att då
komponenter förstärks på ett ställe så flyttar sig slitaget till ett annat, i det här fallet kunde
inte det ses, men mer tid behövs för att med säkerhet kunna utesluta det utfallet.
Figur 26: Resultat efter experiment, svets.
Figur 27: Resultat efter experiment, beläggning. Figur 28: Resultat efter experiment, rör.
39
Även om resultatet av experimentet var bra finns det förbättringspotential i hur
komponenten skulle kunnat konstrueras samt tillverkas.
För att få ett än mer lyckat resultat:
• Borde godstjockleken på rörböjen vara något tjockare än de två millimeter som används
under experimentet, förslagsvis 3 eller kanske 4 millimeter. Det för att undvika den stora
deformation som blev under påläggssvetsningen.
• Rörböjen skulle behöva fixtureras ordentligt under beläggningsprocessen.
• Det vore fördelaktigt att svetsa i böjens riktning istället för tvärs den. Det för att mesan
i det här fallet hade följt strängarna istället för att korsa dem vilket borde ge mindre
friktion och där med mindre slitage.
• Svetsföljden hade kunnat göras annorlunda, där man istället för att svetsa sträng efter
sträng istället skulle kunna alternera från ena sidan till den andra. I och med det hade
värmen minskat och deformationen begränsats.
Till sist skall det nämnas i denna rapport att BillerudKorsnäs själva gjorde ett experiment
under tiden som examensarbetet pågick. I det testet använde de materialet 304L istället för
316L som innan och i det här projektet. Trots att 304L är ett vanligt rostfritt stål och 316L
är syrafast så verkar det som att 304L står emot processen i mixeriet bättre. Under de
första två månaderna som 304L suttit uppe kunde ingen påverkan ses, ytterligare två
veckor senare var röret nästan sönderslitet. Den mest troliga anledningen till det är enligt
författaren att materialets oxidskikt slits bort då processen är igång, men så länge
materialet inte är i kontakt med syre så sker ingen vidare påverkan. Däremot när processen
stannar och vätskan slutar strömma så sker kontakt med syre. Då har materialet inget
skyddande oxidskikt kvar, vilket gör att det kommer gå sönder en kort tid därefter.
Däremot om oxidskiktet skyddas med en beläggning precis i böjen så borde den optimala
lösningen vara att belägga WCCo på 304L istället för 316L. Det är också en lösning som
är än bättre ur ekonomisk synvinkel.
40
7. Slutsats
I det här kapitlet ges en slutsats av examensarbetet.
Slutsatsen av examensarbetet är att påläggsvetsning av WCCo är en bra metod för att
motverka slitage hos rördelar. Förbättringspotential finns under tillverkningen vilket kan
läsas i resultatkapitlet. Men laserpåsvetsningen ger mycket hög precision och beläggningen
(WCCo) står emot att mesa är starkt alkaliskt, samt klarar av den nötning som hela
komponenten utsätts för. Därmed dras slutsatsen att metoden går att använda med gott
resultat.
41
8. Referenser
1. BillerudKorsnäs. Our Story. https://www.billerudkorsnäs.se/om-billerudkorsnäs/our-
story (hämtad 2020-01-17)
2. BillerudKorsnäs. Våra produktionsanläggningar. https://www.billerudkorsnäs.se/om-
billerudkorsnäs/vara-produktionsanlaggningar (hämtad 2020-01-17)
3. Alla bolag. BillerudKorsnäs. https://allabolag.se/5560255001/billerudkorsnas-
aktiebolag-publ (hämtad 2020-01-17)
4. BillerudKorsnäs. Vår mission. https://www.billerudkorsnäs.se/om-billerudkorsnäs/var-
strategi/var-mission (hämtad 2020-01-17)
5. BillerudKorsnäs. Hållbarhet. https://www.billerudkorsnäs.se/om-billerudkorsnäs/var-
strategi/hallbarhet (Hämtad 2020-01-17)
6. BillerudKorsnäs. Divisioner. https://www.billerudkorsnäs.se/om-
billerudkorsnäs/divisioner/division-paper (Hämtad 2020-01-17)
7. Fröviforsmuseet. Brukets historia. Https://froviforsmuseet.com/brukets-historia/
(Hämtad 2020-01-17)
8. Outokumpu- Stainless Steel Finder.
https://secure.outokumpu.com/steelfinder/properties/GradeDetail.aspx?OKGrade=443
2&Category=Supra (Hämtad 2020-02-17)
9. Skogssverige. 2017. Sulfatmassaprocessen. https://www.skogssverige.se/papper/fakta-
om/massa-och-papperstillverkning/sulfatmassaprocessen (Hämtad 2020-01-22)
10. Skogssverige. 2017. Sulfatmassafabrikens kemikalieåtervinning.
https://www.skogssverige.se/papper/fakta-om/massa-och-
papperstillverkning/sulfatmassafabrikens-kemikalieatervinning
11. Qvist Jessen, C. Rostfritt stål – handbok för nyfikna. 1. Uppl. Danmark: Damstahl a/s.
ISBN 978-87-92765-45-1. 2018
12. Qvist Jessen, C. Rostfritt stål och korrosion. 1. Uppl. Danmark: Damstahl a/s. ISBN
978-91-633-978-9. 2011.
13. National encyklopedin. 2020. Nötning
https://www.ne.se/uppslagsverk/encyklopedi/l%C3%A5ng/n%C3%B6tning
14. Hedegård, J. Föreläsning vid Kungliga Tekniska Högskolan, Stockholm. 2020.
15. Mattson, E. Kucera, V. Elektrokemi och korrosionslära. 3. Uppl. Stockholm: Swerea
KIMAB. ISBN 978-91-633-4918-8. 2009
16. Weman, Klas. 2016. Karlebo Svetshandbok. 6. Uppl. Askersund. ISBN 978-91-47-
11291-3
17. Hardface. Laser cladding. http://www.hardface.se/metoder/laser-cladding/
18. Gnosjöregionen. 2020. Förnickling.
https://www.gnosjoregion.se/ytbehandling/fornickling
19. Bodycote. 2020. Keramikbeläggningar.
https://www.bodycote.com/sv/tjanster/ytbehandling/keramikbelaggningar/
20. SIS Handbok 15. Svetsning av stål. 3. Uppl. Stockholm. ISBN 978-91-7162-667-7.
2006.
21. SS-EN 13480-2. 2017. Industriella rörledningar av metalliska material – Del 2:
Material. 3. Uppl. Swedish Standards Institure, Stockholm
42
22. Isaksson, S. Intervju på Duroc Laser Coating AB. 2020
23. Kennametal inc. 2018. Stellite hardfacing alloys.
24. Gustafsson, L. Marknadsföring och försäljning på Hardface. Intervju BillerudKorsnäs
AB. 2020
25. Duroc laser coating AB. 2020. Laserpåsvetsning, förstärk dina utsatta ytor med laser.
26. SS-EN 13480-4. 2017. Industriella rörledningar av metalliska material – Del 4:
Tillverkning och installation. 3. Uppl. Swedish Standards Institure, Stockholm
27. Upphandlingsmyndigheten. 2017. Livscykelkostnader (LCC)
https://www.upphandlingsmyndigheten.se/omraden/lcc/ (Hämtad 2020-02-10)
1
Bilagor
Bilaga A. Ritningar
Ritning över komplett rördetalj.
2
Ritning över mittendetalj rör.
Ritning över änddetalj rör.
3
Ritning över rörböj.
Ritning över fläns.
4
Rördetaljens position i mixeriet.
Det aktuella röret är XXXXX.
(Konfidentiell företagsinformation)
5
Bilaga B. Svetskvalificeringsprocedur (WPQR) – Karlstads
processrör AB.
(Konfidentiell företagsinformation)
6
Bilaga C. Svetsdatablad (WPS) – Karlstads processrör AB.
(Konfidentiell företagsinformation)
TRITA -ITM-EX 2020:589
www.kth.se
Top Related