Chaudières à Grille pour Valorisation Énergétique des Déchets
Nous Protégeons les Tubes de Chaudières WtE (EfW) à Grille contre la Corrosion Côté Foyer grâce à un Placage Résistant en Alliages Hautes Performances Appliqué sur Site
Les chaudières de valorisation énergétique à grille peuvent subir une corrosion côté foyer des tubes de paroi et du foyer. Cela peut entraîner des problèmes de fiabilité, car la marge de corrosion prévue lors de la conception initiale peut rapidement disparaître et les fuites engendrer des arrêts imprévus. Les OEM protègent généralement la majeure partie du premier parcours avec un réfractaire, limitant ainsi l’échange thermique. Même ces protections souffrent souvent de dégradations menant à la corrosion des tubes et à des coûts de maintenance élevés. Le rechargement par soudage avec l’alliage 625 est désormais une protection anticorrosion typique au-dessus du réfractaire dans le reste du premier parcours, souvent dans le deuxième et parfois même dans le troisième. Les surchauffeurs, évaporateurs et économiseurs peuvent également être rechargés, protégés et/ou plaqués pour se prémunir contre la corrosion et souvent aussi contre l’érosion.
Considérations de Conception des Chaudières WtE (EfW) à Grille
La corrosion à l’intérieur des chaudières à grille a toujours existé, mais les conceptions récentes sont davantage axées sur l’efficacité thermique, ce qui augmente la pression et la température de l’eau et de la vapeur. Lorsque la chaleur n’est récupérée que pour le chauffage urbain à pression relativement basse (par ex. 20 bar), l’utilisation d’une protection contre la corrosion est souvent inutile. Mais les nouvelles conceptions génèrent de l’électricité à des pressions et températures élevées (par ex. 60 bar à plus de 100 bar, avec de la vapeur surchauffée bien au-dessus de 400 °C). La conversion de chaudières à charbon en chaudières biomasse et combustibles dérivés de déchets (RDF) constitue également une source de taux de corrosion élevés, ces unités fonctionnant à des pressions et températures encore plus importantes. Les efforts visant à réduire la corrosion des matériaux limitent les performances.
La fiabilité de l’exploitation est un autre facteur économique critique, car une fuite entraîne un arrêt imprévu de plusieurs jours avec des pertes importantes. La fréquence des arrêts planifiés augmente pour maximiser les heures de fonctionnement, de sorte que l’objectif principal est une exploitation fiable pendant la période la plus longue possible sans arrêt. Toutefois, un équilibre doit être trouvé entre cette durée maximale de fonctionnement fiable et l’investissement en coûts de maintenance.
Mécanismes de Corrosion dans les Chaudières WtE et Biomasse à Grille
Sans protection, l’acier carbone rouille en présence d’oxygène. Ce processus bien connu ne s’arrête pas, car la couche de corrosion n’est pas protectrice comme c’est le cas pour certains autres métaux. Le taux de corrosion dépend de nombreux paramètres : teneur en oxygène, température, humidité et autres agents corrosifs tels que le chlore, le soufre et les alcalis.
Les tubes de chaudière sont refroidis par de l’eau ou de la vapeur sous pression et chauffés par des gaz de combustion corrosifs, allant d’environ 1000 °C jusqu’à 250 °C. La corrosion se produit à la surface du tube, qui correspond généralement à la température de l’eau plus un gradient d’épaisseur de 40 °C à 20 °C. La température de peau peut également varier en fonction de l’accumulation de cendres sur le tube. Ces conditions changeantes rendent généralement le processus de corrosion encore plus complexe et donc plus difficile à traiter.
Placage HVTS Metalspray® Résistant à la Corrosion
Le grand avantage de la projection thermique est l’application d’une couche mince de matériau sans dilution ni zone affectée thermiquement (HAZ).
Les procédés de projection thermique à grande vitesse (HVTS) d’IGS garantissent un placage à structure fine, avec une perméabilité réduite d’un ordre de grandeur et une homogénéité accrue. Les évolutions dans la chimie des matériaux d’apport ont encore amélioré les performances en réduisant significativement les contraintes, en augmentant la résistance d’adhérence et en diminuant la teneur en oxydes. En traitant la cause fondamentale de ces défauts microstructuraux par le procédé et la chimie des matériaux, le HVTS peut être appliqué avec succès sur le terrain. Nous intervenons pendant les arrêts planifiés, avec des cadences élevées et des coûts réduits. Comme pour le soudage et d’autres technologies de placage, la préparation de surface, le matériau, le procédé et les critères de procédure sont définis dans les spécifications. Le HVTS ne génère aucune zone affectée thermiquement sur les pièces sous pression et n’impose pas de contraintes résiduelles sur le métal de base, puisque la température de ce dernier reste basse même en l’absence d’eau dans les tubes de chaudière.
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Colin Bateman
Expert IGS en la Matière
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