La necessità di ridurre i costi di produzione dell’energia elettrica e di contenere le emissioni di CO2 costituiscono gli elementi principali che indirizzano verso lo sviluppo di nuove tecnologie per la produzione di energia a più elevata efficienza. Negli impianti a combustibili fossili con turbina a vapore l’aumento dell’efficienza nel ciclo termico può essere ottenuto innalzando i parametri di temperatura e pressione del vapore fino a condizioni ultrasupercritiche (USC). Negli impianti convenzionali la temperatura standard del vapore è attualmente di 538°C e la pressione di 16 MPa, con tali parametri operativi si raggiunge un’efficienza intorno al 40%. Dall’inizio degli anni ’90 si è registrato, specialmente in Europa ed in Giappone, un rinnovato interesse verso gli impianti USC, a cui ha contribuito lo sviluppo e l’impiego di acciai ferritici innovativi 9÷12 %Cr ad elevata resistenza a creep, che consentono di minimizzare l’impiego dei più costosi acciai austenitici e presentano al contempo maggiore resistenza a fatica termica, tra questi vanno annoverati gli acciai E911 e P92, sviluppati a partire dall’acciaio P91, caratterizzati dalla presenza di W tra gli elementi di lega, e ritenuti idonei all’impiego fino a ≈615°C. Infatti l’impiego del classico P91 è considerato valido fino a 580 °C e 25 MPa, mentre per i nuovi ferritici (P92, 12%Cr) si arriva a 620°C e 34 MPa. Inoltre, alle temperature tipiche dei serpentini SH/RH la possibile formazione di solfati misti in fase liquida richiede l’impiego di acciai con più alti contenuti in Cr. L’Esshete 1250 (15%Cr-10%Ni) è un acciaio inossidabile utilizzato per i serpentini SH/RH per temperature soprattutto fra 600-620°C, ma necessita di un incremento alla resistenza all’ossidazione per temperature più elevate. Nominalmente l’NF709 (21%Cr-25%Ni) di produzione giapponese ha le caratteristiche per essere utilizzato laddove si prevedano temperature superiori ai 650°C, ma è caratterizzato da un costo molto elevato, per cui l’attenzione si rivolge a materiali ad alto tenore di cromo, che risultino competitivi rispetto all’NF 709. L’attività sperimentale ha riguardato per quanto riguarda gli accia ferritici i seguenti materiali • P92 ed E911 assunti come riferimento, • 11%Cr alto Si, alto Mn ed alto Ni (F4), • 11%Cr basso Si, basso Mn e basso Ni (F1) L’11% Cr (F4) mostra una resistenza all’ossidazione in fluido ultrasupercritico maggiore rispetto al P92 dovuta sostanzialmente al più alto tenore in cromo; per quanto riguarda la resistenza a corrosione lato fumi in ambiente ossidante a 700°C e 750°C la classe dei materiali 11%Cr ha una velocità di corrosione inferiore

rispetto ai 9%Cr, a 700°C all’interno della classe 11%Cr la colata F4 che, a parità di Cromo, ha un tenore di Ni più elevato ha una resistenza alla corrosione in ambiente ossidante maggiore rispetto alla colata F1. Gli acciai austenitici sono stati testati nell’intervallo di temperatura compreso tra 600 e 750°C sia per quanto riguarda le prove di ossidazione in fluido ultrasupercritico sia per quanto riguarda le prove di corrosione ad alta temperatura. Nelle le prove di ossidazione sono stati esaminati gli acciai austenitici NF709, AISI 347 e l’acciaio Sandvick 174; per quanto riguarda le prove di corrosione ad alta temperatura sono stati esaminati l’Esshete 1250, l’NF709 e l’AISI 347 HFG. Gli acciai austentici mostrano variazioni di massa di un ordine di grandezza inferiore rispetto alla classe degli acciai ferritici per le stesse condizioni di prova. I materiali austenitici ad alto tenore di cromo (NF 709 e Steel 174) hanno una resistenza all’ossidazione maggiore rispetto all’AISI 347 HFG, i risultati ottenuti sull’NF 709 e sullo Steel 174 sono paragonabili. Per quanto riguarda le prove di corrosione ad alta temperatura diventa ancora più marcata la differenza di comportamento tra l’NF 709 ad alto cromo e l’Esshete 1250, in particolare l’Esshete 1250 mostra una resistenza alla corrosione inadeguata sia a 700 che a 750°C. I dati ottenuti sembrano conformare come la velocità di corrosione che si riscontra sugli acciai austenitici risultati inversamente proporzionale al tenore di cromo+nichel contenuti nell’acciaio.