Corrosão de digestores contínuos: influência dos processos de cozimento e análise das tecnologias protetoras

Abstract

A maior parte da celulose Kraft produzida no mundo provém de digestores contínuos. A corrosão destes digestores tornou-se uma questão relevante para a indústria de celulose, na medida em que trouxe a necessidade de elevados gastos com reparos, substituições de componentes e melhoria de materiais, bem como prejuízos por paralisações imprevistas e prolongadas da produção. O risco ao patrimônio e à vida humana é também considerável, já que há possibilidade real de falhas catastróficas em equipamentos pressurizados. Desde a década de 80 até os dias atuais, os problemas de corrosão em digestores de muitas fábricas de celulose Kraft vêm se acentuando, por razões que vão desde materiais e aspectos construtivos dos próprios digestores até mudanças nos processos desde então introduzidas. O presente trabalho examina este cenário, estuda o comportamento corrosivo dos digestores contínuos em suas diversas formas e procura evidenciar as principais causas. Casos reais de corrosão e proteção são apresentados e as principais tecnologias protetoras atualmente disponíveis são discutidas. Testes eletroquímicos, análises metalúrgicas, testes de corrosividade e inspeções de campo são utilizados para suportar as discussões e conclusões. Destaca-se a experiência com um digestor revestido em aço inoxidável tipo 316,sem similar conhecido, cujos riscos potenciais de corrosão instaram a execução de estudos e a adoção de providências inéditas para digestores em material inoxidável. Os riscos de corrosão dos digestores em aço carbono ou inoxidável austenítico operando com processos atuais são evidenciados como sendo significativos. A eficácia das principais tecnologias protetoras, bem como a compatibilidade entre elas, foi comprovada. A necessidade de inclusão destas tecnologias em projetos de retrofit de cozimento foi estabelecida.

Most of the Kraft pulp produced in the world come from continuous digesters. Digester corrosion has become a significant topic for the pulp and paper industry since it brought about the need for high expenditures with repairs, replacement of components and upgrade of materials, as well as losses in connection with unplanned outages. Risks to life and property are also significant, as catastrophic failure of pressure bearing equipment may also result. From the Eighties to present days, corrosion problems in many pulp and paper mills around the world have been increasing, for reasons ranging from materials and design aspects of the digesters themselves, to process modifications introduced ever since. The present work examines this scenario, studies the corrosive behavior of continuous digesters in its several forms, and seeks to indicate the main causes. Actual corrosion cases are presented and the main current protective technologies are discussed. Electrochemical testing, metallurgical analyses, corrosivity testing and field inspections are used to support the discussions and conclusions. Highlight is given to the field experience with a type 316 stainless-clad digester, the only known continuous cooker built in such material in the industry, whose prospective corrosion hazards prompted the execution of studies and protective measures that are unique for stainless cooking vessels. The risks to carbon or austenitic stainless steel digesters running on modern cooking processes are demonstrated to be significant. The effectiveness of the main protective technologies, as well as the compatibility among them, was proved. The need to include these technologies in cooking plant retrofit projects was established.