Prévention de la corrosion dans les chaudières de récupération d'énergie

Lorsqu'une chaudière de récupération d'énergie (WTE) subissait une corrosion au coin du feu, ses opérateurs ont découvert que le revêtement de soudure en alliage 625 appliqué en atelier montrait des signes de dégradation accélérée prématurée.

IGS a été engagé pour appliquer un revêtement par pulvérisation thermique à grande vitesse (HVTS) sur le dessus du recouvrement de soudure in situ pour arrêter la corrosion et assurer le fonctionnement fiable et sûr de la chaudière.

Après 10 mois de service, la solution de projection thermique IGS ne présentait aucun défaut. En conséquence, des zones supplémentaires d'alliage 625 se dégradant ont été protégées avec du HVTS.

L'usine d'incinération des déchets Renergia est un effort commun de toutes les associations d'élimination des déchets de Suisse centrale et de Perlen Papier. Renergia Zentralschweiz n'est pas seulement responsable du recyclage des déchets de la Suisse centrale.

Elle alimente Perlen Papier en vapeur industrielle, les réseaux de chauffage urbain de Rontal et d'Emmen en eau chaude et fournit de l'électricité à environ 44 000 foyers. Après deux ans de construction, l'usine Renergia Waste to Energy a été mise en service en 2015.WTE Boiler Fireside Corrosion

Le four Hitachi Zosen Inova (HZI) installé à Renergia est une chaudière WTE à grille mobile inclinée à quatre passages avec un économiseur externe. La capacité thermique de la chaudière est de 47MW avec un débit de vapeur de 58 t/h et une pression de vapeur de 41 Bar à 410°C.

Un revêtement de soudure en alliage 625 a été appliqué en atelier sur les panneaux de mur d'eau côté feu pour protéger les tubes de la chaudière WTE de la corrosion côté feu. Après des mois de fonctionnement, une inspection a révélé une dégradation accélérée de l'alliage 625 juste au-dessus de la grille.

Plusieurs solutions ont été envisagées pour gérer le gaspillage de métal des tubes de la chaudière et améliorer la fiabilité et la durée de vie des murs d'eau, y compris le remplacement, le recouvrement de soudure appliqué sur le terrain et la pulvérisation thermique.

Le remplacement des sections de mur d'eau touchées par de nouveaux tubes aurait été long et coûteux, compte tenu de la fréquence de remplacement estimée à cinq ans ou moins.

La réparation de superposition de soudure à l'identique est une solution intensive et chronophage. Il nécessite un meulage préalable de la couche de surface dégradée avant l'application d'un nouveau recouvrement de soudure. De plus, les deux solutions susmentionnées ne résoudraient pas exactement le problème, car le même milieu corrosif attaquant le recouvrement de soudure existant serait toujours présent.

La troisième option était la projection thermique (TS). Cette technologie a eu des résultats mitigés dans les applications de chaudière et l'usine a invité quatre fournisseurs de TS à effectuer des applications de test sur différentes sections de la chaudière. Chaque vendeur a reçu une paroi latérale à l'intérieur des deux lignes. Sur les quatre revêtements appliqués, seuls deux ont donné des résultats satisfaisants. La solution HVTS d'IGS s'est avérée la meilleure, tant en termes de performances que de capacité. Plusieurs pistolets IGS HVTS peuvent être utilisés simultanément à l'intérieur de la chaudière sans limitation de capacité.

Soutenu par des tests de laboratoire complets et une vaste expérience sur le terrain, le revêtement en alliage IGS HVTS ne présente aucun problème de perméabilité ou de décollement et peut offrir une protection durable, là où les autres technologies ne sont pas à la hauteur. Les résultats de l'application de test et des références supplémentaires ont convaincu le responsable de la maintenance de choisir IGS HVTS comme solution à son problème.

L'application HVTS a eu lieu en 2017 sur une surface de 20m2 située sur la paroi membranaire gauche au niveau du four très bas de la chaudière WTE à grille mobile au-dessus du réfractaire. L'usine a également fait appliquer un revêtement TS par un fournisseur différent sur le côté droit de la membrane.

Ces zones ont ensuite été inspectées en 2018 pour déterminer si HVTS et les TS d'autres fournisseurs ont réussi à arrêter la dégradation de la superposition de soudure (WMO). L'inspection de l'interface HVTS/WMO a montré que la zone revêtue d'IGS HVTS n'était plus affectée par la corrosion. L'alliage 625 WMO non protégé et le TS d'autres fournisseurs, en revanche, ont tous deux continué à se dégrader.

Il a été décidé d'étendre la portée et d'appliquer un revêtement en alliage HVTS sur une zone supplémentaire d'environ 20 m2 en 2019. Une inspection plus tard cette année-là, en août 2019, a confirmé ce qui suit. Les zones protégées par un revêtement en alliage HVTS ne présentaient aucune corrosion par piqûres ou perte. Les sections adjacentes non protégées du recouvrement de soudure en alliage 625 montraient des signes d'usure et de dégradation.

Markus Benz, responsable de la maintenance chez Renergia Zentralschweiz, commente : « IGS Europe a été sélectionné en novembre 2017 pour appliquer ~20 m2 de son matériau IGS à l'aide de sa technologie HVTS. L'équipe s'est mobilisée efficacement et a réalisé dans le calendrier serré demandé l'étendue des travaux prévus.

« Après 10 mois de fonctionnement, une courte inspection de la chaudière de valorisation énergétique des déchets a été effectuée en septembre 2018 confirmant la bonne performance du revêtement. En conséquence, une autre zone a été commandée pour application en janvier 2019. Début janvier, une inspection plus approfondie a confirmé le bon comportement général du revêtement après 14 mois de fonctionnement. une communication fiable et transparente."

Ruedi Kummer, directeur de Renergia Zentralschweiz, commente : « Il semble que l'idée de recouvrir l'alliage 625 avec un revêtement HVTS pourrait avoir un potentiel énorme.