Nell’ambito del progetto “Energia Elettrica da Biomasse” di Ricerca di Sistema PAR 2012, finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico, e del progetto europeo DEBCO (“Demonstration of large scale biomass co-firing and supply chain integration”), finanziato nell’ambito del Settimo Programma Quadro della Comunità Europea, sono state condotte quattro campagne di misura su lungo periodo per monitorare la corrosione in un gruppo da 320 MW della centrale termoelettrica Enel Produzione “Andrea Palladio” di Fusina (VE), alimentato da carbone e da Combustibile Solido Secondario (CSS) al 5% del carico termico. Lo scopo delle campagne è stato la misura del consumo su lungo periodo dei materiali simulando sia l’esercizio con presenza simultanea di co-combustione e di un ciclo a vapore Ultra Super Critico (USC), che nell’attuale assetto del gruppo. RSE ha sviluppato un nuovo sistema di monitoraggio della corrosione adatto all’installazione in impianti industriali, il cui aspetto più innovativo è la possibilità di misurare in linea il consumo dovuto alla corrosione di materiali esposti entro la caldaia. Il sistema include un’unità centrale con controllo remoto e diversi tipi di sonde, raffreddate ad aria, adatte all’installazione in diversi punti della caldaia. Le sonde di tipo T&R e quella multi-materiale (tipo MM) sono state progettate per l’installazione nel passo convettivo, mentre la sonda di tipo T è adatta all’uso nella camera di combustione. La sonda di tipo T&R è in grado di misurare in linea con alta accuratezza (±5 μm) il consumo di materiale di un provino esposto in caldaia. La forma tubolare del provino simula uno spezzone di un tubo reale di un banco convettivo ove solitamente si manifestano gli attacchi corrosivi più rilevanti. Sul provino di questo tipo di sonda si replicano pertanto anche gli effetti fluidodinamici presenti sui banchi convettivi e dovuti al flusso dei fumi, che causano un consumo non uniforme del materiale lungo la circonferenza del tubo. La temperatura del provino è controllata in modo accurato in due punti della sua superficie e la sonda è in grado di misurare il consumo del materiale su lungo periodo o alternativamente di caratterizzare la sua resistenza alla corrosione quando si simuli l’esercizio a temperature più elevate. La sonda di tipo T misura, in modo passivo, la corrosione del provino presso la parete membranata della caldaia. Nei provini è inserito un pin di platino che è insensibile alla corrosione e funge da riferimento: il consumo del materiale esposto è misurato su una sezione metallografica come differenza tra lo spessore del materiale che si vuole caratterizzare e quello del pin di riferimento. Infine la sonda multi-materiale MM permette di caratterizzare simultaneamente fino a sei provini di vario materiale, dotati di rivestimento protettivo o meno, o in alternativa giunti di saldatura. Questa sonda è in grado di operare in ambienti aggressivi anche ad altissime temperature dei fumi (fino a 1100 °C) ed è pertanto interamente realizzata con materiali resistenti alla corrosione a caldo. L’aspetto più innovativo della sonda è la possibilità di poter caratterizzare simultaneamente provini controllati a diversa temperatura e immersi nella stessa corrente dei fumi. Nel passo convettivo, ove la temperatura dei fumi è compresa nell’intervallo 800÷850°C, sono state esposte quattro sonde T&R per la misura in linea del consumo di materiale durante due campagne di monitoraggio ognuna con durata totale di circa 5000 h di fuoco, corrispondenti rispettivamente a 3500 h e 4000 h di esercizio in regime di co-combustione. I risultati del monitoraggio condotto sull’acciaio 347H, con cui sono realizzati i banchi surriscaldatori attualmente eserciti alla temperatura di 570°C, e Super304H, che è stato esposto alla temperatura di 630°C per simulare un ciclo USC, hanno mostrato che entrambi i materiali presentano un consumo trascurabile in ambedue le condizioni di esercizio e sono quindi adatti per l’utilizzo in impianti di co-combustione con ciclo USC. I risultati ottenuti dalle misure in linea effettuate dalle sonde sono stati confermati dall’esito delle analisi metallografiche eseguite al termine delle campagne di misura sui provini esposti, mostrando che il consumo di materiale è risultato trascurabile e hanno inoltre evidenziato che la maggiore penetrazione della corrosione si è avuta sul lato esposto all’impatto dei fumi, rimanendo comunque molto contenuta in qualche decina di μm. In particolare il provino di acciaio 347H ha presentato in tale posizione una penetrazione della corrosione inferiore (15÷25 μm) rispetto a quella riscontrata nell’acciaio Super304H (70÷100 μm), quando i due materiali sono stati esposti in caldaia alla temperatura di 630°C. Sulla base di un modello CFD sono state selezionate quattro posizioni ove installare le sonde sulla parete membranata della camera di combustione della caldaia, caratterizzate da diverse concentrazioni di cloro nei fumi che lambiscono la parete. Il monitoraggio è stato effettuato esponendo le sonde per 3500÷3900 h di fuoco, corrispondenti a 2600÷2900 h in regime di co-combustione; le prove eseguite hanno evidenziato come il consumo dei materiali esaminati – A105 (a T=440°C) e 16Mo3 (a T=450°C) – sia fortemente dipendente dalla posizione sulla parete e massimo per il materiale 16Mo3 nella posizione vicino alle lance di iniezione del CSS in caldaia. Le campagne effettuate con successo presso questo ed altri impianti (es. termovalorizzatori) hanno dimostrato che il sistema di monitoraggio di RSE è in grado di operare in modo affidabile anche in ambienti ostili e pertanto costituisce un valido strumento a supporto del gestore dell’impianto per la misura del degrado dei materiali esposti e per l’ottimizzazione dell’esercizio.