Test Prevención de la Corrosión en Calderas de Biomasa y Residuos para Energía (WtE), e Incineradores de Residuos
Extensión de Vida Útil de Tubos en Calderas de Biomasa, Calderas WtE e Incineradores de Residuos
Ofrecemos protección metálica con aleaciones resistentes a la corrosión para incineradores de residuos y calderas que funcionan con biomasa o residuos sólidos urbanos tratados (WtE). Estas calderas, generalmente diseñadas para instalaciones medianas o grandes, generan vapor a partir de la combustión de biomasa, biomasa reciclada o residuos industriales/urbanos pretratados.
La flexibilidad en el tipo de combustible reduce costos, pero incrementa el riesgo de corrosión en los equipos.
Entornos Mixtos: Un Reto para la Integridad del Equipo
Los entornos de combustión con combustibles mixtos generan condiciones extremas que pueden dañar severamente los componentes. Existen diversos diseños de calderas: de parrilla horizontal, inclinada, de lecho fluidizado burbujeante o circulante, entre otros.
Cuando el combustible contiene plásticos y otros compuestos químicos, se liberan cloro, azufre, metales alcalinos y pesados, lo que acelera los mecanismos de corrosión y provoca una pérdida acelerada de espesor en los tubos.
Impacto Operativo y Solución de IGS
Sin medidas preventivas adecuadas, estas condiciones pueden causar:
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Paradas no programadas
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Altos costos de mantenimiento
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Reducción en eficiencia y beneficios ambientales
Las soluciones de mejora de materiales ofrecidas por IGS contribuyen a una vida útil más larga y confiable para calderas WtE e incineradores, protegiendo las zonas críticas contra la corrosión severa.
Mecanismos de Corrosión en Calderas de Biomasa y Residuos para Energía (WtE)
El aumento de la eficiencia en las calderas WtE implica elevar la presión y la temperatura dentro de los tubos de la caldera. La combinación de nuevos tipos de combustibles, que contienen mayores niveles de agentes corrosivos, junto con temperaturas y presiones elevadas, puede provocar el reblandecimiento del material.
La corrosión acelerada en la superficie expuesta al fuego se inicia en las superficies de acero sin protección de los sobrecalentadores, donde también se reduce la resistencia a la erosión.
Limitaciones de los Métodos Tradicionales de Protección contra la Corrosión
La mayoría de los mecanismos de protección se basan en la formación de una capa de óxido sobre el metal base como barrera frente a la corrosión.
Sin embargo, en el entorno agresivo de las calderas WtE, esta capa se erosiona rápidamente, lo que obliga al sistema a formar nuevas capas de óxido una y otra vez. Este ciclo conduce a un fenómeno de erosión-corrosión continuo.
El adelgazamiento por erosión-corrosión puede ocurrir rápidamente cuando se combinan condiciones severas con materiales de baja resistencia a la erosión o con propiedades mecánicas insuficientes.
Corrosión por Sales Fundidas Calientes en Calderas WtE e Incineradores de Residuos
El proceso de corrosión por sales fundidas en la superficie expuesta al fuego de la caldera comienza de forma similar a la corrosión por alta temperatura, siempre que la temperatura de la superficie del tubo supere el punto de fusión de las sales precipitadas, permitiendo que estas se fundan directamente sobre el metal.
Estas sales fundidas disuelven las capas de óxido existentes, lo que permite que el gas de cloro corrosivo llegue a la superficie metálica. Además, las sales fundidas modifican la estructura del depósito, transformándolo de una capa porosa a una capa densa, atrapando cloruro de hierro y aislándolo del oxígeno gaseoso, lo que favorece la corrosión por cloro.
El picado (pitting) es un mecanismo aún más peligroso, en el cual las sales fundidas reaccionan como electrolitos líquidos directamente con el acero, provocando su disolución localizada.
Corrosión por Punto de Rocío en Calderas de Biomasa y WtE
Cuando la temperatura de los gases de combustión desciende, los gases presentes en el entorno alcanzan su punto de saturación y se condensan en forma de gotas líquidas sobre superficies sólidas.
La temperatura de saturación depende de la concentración del gas en cuestión y, en el caso del ácido sulfúrico, también de la humedad del gas de combustión. Los electrolitos líquidos forman zonas húmedas que provocan corrosión generalizada y pérdida de material en forma de picado o desgaste casi uniforme.
En plantas WtE, la corrosión por punto de rocío es menos común que en calderas a carbón, debido a que el SO₃ reacciona con especies de cloro, reduciendo así la posibilidad de formación de ácido sulfúrico.
Experiencia en Protección contra Corrosión y Erosión en Calderas WtE
La protección refractaria es la primera línea de defensa contra los gases de escape corrosivos y también puede tener excelentes propiedades de erosión, pero tiene propiedades limitadas de intercambio térmico debido a su baja eficiencia térmica. Se pueden usar aleaciones refractarias, pero debido a los altos costos del material y la resistencia limitada a la erosión, la implementación de una capa de protección superficial suele ser una solución más rentable.
El uso de recubrimientos cerámicos finos parece una opción atractiva, sin embargo, la desajuste en la expansión térmica y la fragilidad de dichos recubrimientos hacen que esta solución sea poco confiable. Los recubrimientos tienden a agrietarse y la corrosión puede desarrollarse debajo de la capa protectora, lo que puede hacer que se pele.
HVTS® vs Soldadura
La mayoría de las aleaciones de recubrimiento duro por soldadura tienen una alta propensión a la fisuración, lo que puede propagarse al metal base. Dichas soluciones deben evitarse en las partes sometidas a presión, pero pueden usarse en la estructura mecánica.
Una de las fortalezas de IGS es que seleccionamos nuestros materiales protectores basándonos en un análisis exhaustivo de los mecanismos de desgaste presentes en el entorno único de su equipo. Nuestras soluciones funcionan en las condiciones exactas de esa caldera para mitigar la corrosión y la erosión. Aplicamos nuestros materiales protectores en cuestión de días, durante sus períodos planificados de parada. Nuestro equipo global altamente móvil, formado y experimentado, ofrece las soluciones más convenientes y efectivas para su equipo.
Revestimiento HVTS® Resistente a la Corrosión
Durante décadas, IGS ha aplicado con éxito revestimientos HVTS® en aplicaciones anticorrosivas para calderas. Esta tecnología de pulverización térmica de alta velocidad crea una capa metálica de baja porosidad y alta sellabilidad, que protege eficazmente el metal base en entornos de alta corrosión.
El proceso permite el uso de alambres sólidos o tubulares, facilitando la modificación de materiales frente a otras tecnologías más limitadas. Además, al no generar dilución con el metal base, se preserva la calidad estructural del recubrimiento.
Aplicación en Campo para la Protección de Calderas
IGS combina experiencia técnica, equipos robustos y personal especializado para ofrecer revestimientos térmicos in situde alta calidad, incluso en entornos difíciles y con cronogramas críticos:
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Cumplimos estrictamente con los cronogramas de parada.
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Operamos bajo estándares rigurosos de EHS, con un sistema de seguridad proactivo y multinivel.
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Tenemos amplia experiencia en entornos extremos y condiciones exigentes.
Desde nuestro centro de operaciones en la República Checa, IGS Europe aplica revestimientos en calderas BFB de biomasa y WtE en toda Europa, incluyendo Reino Unido, Alemania, Países Bajos, Italia, Suiza y Francia.
También trabajamos en Estados Unidos, Medio Oriente, Japón, Sudeste Asiático y África.
Ver: Abordando la Corrosión en la Chimenea de Calderas WtE
Gracias a este proyecto HVTS®, IGS permitió al cliente mantener su cronograma original de parada y maximizar la productividad y las ganancias.
El cliente estaba experimentando una seria corrosión en la chimenea. Antes de consultar con IGS, el cliente esperaba extender su período de parada significativamente para completar todo el trabajo de reparación necesario. El problema surgió cuando los precios de la energía estaban extremadamente altos, lo que significaba que una productividad reducida habría resultado en una grave disminución de las ganancias. Por lo tanto, el mayor enfoque del cliente era maximizar la productividad de la unidad.
Requisitos clave:
- Reducción del riesgo de paradas no planificadas
- Garantizar una barrera de corrosión confiable y robusta
IGS pudo facilitar esos factores clave, con el beneficio adicional de entregar de manera rápida e in-situ, lo que permitió al cliente mantener su cronograma original de parada, maximizando así la productividad y las ganancias.
¿Cómo se corroen los tubos del lado del fuego de una caldera?
El lado del fuego de los tubos de caldera está expuesto a temperaturas extremas y es atacado por especies corrosivascomo sulfuros, cloruros y haluros.
¿Qué es la corrosión del lado del fuego?
La corrosión del lado del fuego es un fenómeno complejo, influenciado por múltiples reacciones químicas y físicas que afectan el proceso de degradación.
Dos factores principales son la presencia de azufre y cloro en el combustible, así como las condiciones del entorno local del horno, como:
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La composición de los gases de combustión
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La composición de las escorias que se forman como subproducto
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La temperatura del metal de los tubos
¿Qué es la corrosión por atmósfera reductora en el lado del fuego?
Este tipo de corrosión ocurre cuando hay una cantidad reducida de oxígeno en los gases de combustión, lo cual impide la formación de una capa protectora de óxido en el metal.
Las partes a presión de acero al carbono sin protección reaccionan directamente con las especies corrosivas del gas. Señales típicas de una atmósfera reductora local incluyen:
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Carbono sin quemar
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Óxido e incluso sulfuro de hierro sobre capas de depósitos sinterizados
Las tecnologías de baja emisión de NOx, como los quemadores por etapas, favorecen atmósferas reductoras en la parte inferior del horno, lo que incrementa este tipo de corrosión.
Consulta Gratuita con un Experto en la Materia de IGS
IGS está aquí para proporcionar información, responder preguntas y crear una solución eficaz para sus necesidades.