Prevenzione della corrosione nelle caldaie per la termovalorizzazione

Quando una caldaia per la produzione di energia (WTE) stava subendo corrosione accanto al fuoco, i suoi operatori hanno scoperto che il rivestimento di saldatura in lega 625 applicato in officina mostrava segni di degrado accelerato e prematuro.

IGS è stato incaricato di applicare un rivestimento di spruzzatura termica ad alta velocità (HVTS) sopra il rivestimento saldato in situ per arrestare la corrosione e garantire il funzionamento affidabile e sicuro della caldaia.

Dopo 10 mesi di servizio, la soluzione di spruzzatura termica IGS non presentava difetti. Di conseguenza, ulteriori aree della lega 625 degradata sono state protette con HVTS.

L'impianto di incenerimento dei rifiuti Renergia è il risultato di uno sforzo congiunto di tutte le associazioni di smaltimento dei rifiuti della Svizzera centrale e di Perlen Papier. Renergia Zentralschweiz non si occupa solo del riciclaggio dei rifiuti della Svizzera centrale.

Fornisce vapore di processo a Perlen Papier, acqua calda alle reti di teleriscaldamento Rontal ed Emmen e fornisce elettricità a circa 44.000 famiglie. Dopo due anni di costruzione, l'impianto di termovalorizzazione di Renergia è entrato in funzione nel 2015.WTE Boiler Fireside Corrosion

Il forno Hitachi Zosen Inova (HZI) installato presso Renergia è una caldaia WTE a quattro giri di fumo a griglia inclinata mobile con economizzatore esterno. La capacità termica della caldaia è di 47 MW con una portata di vapore di 58 t/he una pressione di vapore di 41 Bar a 410°C.

Il rivestimento di saldatura in lega 625 è stato applicato in officina sui pannelli della parete dell'acqua lato fuoco per proteggere i tubi della caldaia WTE dalla corrosione lato fuoco. Dopo mesi di funzionamento, un'ispezione ha rivelato un degrado accelerato della lega 625 appena sopra la griglia.

Sono state prese in considerazione diverse soluzioni per gestire gli scarti metallici dei tubi della caldaia e migliorare l'affidabilità e la durata delle pareti d'acqua, tra cui la sostituzione, la sovrapposizione di saldature applicata sul campo e la spruzzatura termica.

La sostituzione delle sezioni interessate della parete d'acqua con nuovi tubi sarebbe stata dispendiosa in termini di tempo e denaro, considerando la frequenza stimata di sostituzione di cinque anni o meno.

La riparazione del riporto di saldatura allo stesso modo è una soluzione intensiva e dispendiosa in termini di tempo. Richiede la levigatura preliminare dello strato superficiale degradato prima dell'applicazione del nuovo riporto di saldatura. Inoltre, entrambe le soluzioni sopra menzionate non risolverebbero esattamente il problema, poiché gli stessi mezzi corrosivi che attaccano il rivestimento di saldatura esistente sarebbero ancora presenti.

La terza opzione era lo spruzzo termico (TS). Questa tecnologia ha avuto risultati contrastanti nelle applicazioni delle caldaie e l'impianto ha invitato quattro fornitori di TS a eseguire applicazioni di prova su diverse sezioni all'interno della caldaia. Ad ogni venditore è stata assegnata una parete laterale all'interno delle due file. Dei quattro rivestimenti applicati, solo due hanno dato risultati soddisfacenti. La soluzione HVTS di IGS si è rivelata la migliore, sia in termini di prestazioni che di capacità. È possibile utilizzare più pistole IGS HVTS contemporaneamente all'interno della caldaia senza limitazioni di capacità.

Supportato da test di laboratorio approfonditi e da una vasta esperienza sul campo, il rivestimento in lega IGS HVTS non presenta problemi di permeabilità o distacco e può offrire una protezione duratura, laddove altre tecnologie non sono sufficienti. I risultati delle applicazioni di prova e le ulteriori referenze hanno convinto il responsabile della manutenzione a scegliere IGS HVTS come soluzione al suo problema.

L'applicazione HVTS ha avuto luogo nel 2017 su un'area di 20 m2 situata sulla parete sinistra della membrana presso il forno molto basso della caldaia WTE a griglia mobile sopra il refrattario. L'impianto aveva anche un rivestimento TS applicato da un diverso fornitore sul lato destro della membrana.

Queste aree sono state poi ispezionate nel 2018 per determinare se HVTS e TS di altri fornitori fossero riusciti a fermare il degrado del rivestimento di saldatura (WMO). L'ispezione dell'interfaccia HVTS/WMO ha dimostrato che l'area rivestita con IGS HVTS non era più interessata dalla corrosione. D'altra parte, la lega 625 WMO non protetta e il TS di altri fornitori hanno continuato a degradarsi.

Si è deciso di estendere l'ambito di applicazione e di applicare il rivestimento in lega HVTS su un'area aggiuntiva di circa 20 m2 nel 2019. L'ispezione effettuata nello stesso anno, nell'agosto 2019, ha confermato quanto segue. Le aree protette con rivestimento in lega HVTS non presentavano corrosione per vaiolatura o sprechi. Le sezioni adiacenti del rivestimento di saldatura in lega 625 non protette mostravano segni di usura e degrado.