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Materiali per cicli USC: la corrosione dei tubi SH/RH e dei componenti di turbina a vapore

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Materiali per cicli USC: la corrosione dei tubi SH/RH e dei componenti di turbina a vapore

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 01:18 pm

Viene presentato l’iter di sviluppo di cicli termolettrici di generazione di energia elettrica con target di temperatura e pressione più alti, cosiddetti cicli Ultra SuperCritici (USC), aventi l’obiettivo di migliorare il rendimento globale e diminuire la produzione di CO 2 per kWh prodotto. Lo sviluppo di questi impianti è possibile solo a patto di disporre di materiali in grado di resistere alle condizioni operative più gravose in termini di sollecitazione a creep e corrosione sia lato gas di combustione che lato fluido supercritico. In questo rapporto l’attenzione è indirizzata al tema della corrosione che presenta caratteristiche peculiari legate alle nuove condizioni operative. Infatti la più alta pressione e temperatura dell’impianto fa sì che i materiali basso-legati utilizzati nei waterwalls debbano essere rimpiazzati nei tratti terminali con i nuovi acciai T23 o con acciai a più alto contenuto in Cr; infatti, oltre alle maggiori sollecitazioni meccaniche, già sui tubi alettati possono determinarsi condizioni di solforazione (ambiente localmente riducente, possibile precipitazione di solfati misti) da un lato e di ossidazione dall’altro tali da richiedere materiali più resistenti. Passando ai tubi SH/RH le problematiche citate diventano più insidiose ed è necessario ricorrere a materiali con più alto contenuto in Cr quali i 12Cr, gli austenitici e per le condizioni più spinte ipotizzate, le superleghe di nichel eventualmente con alliganti particolari. Anche le tubazioni del vapore e i componenti (rotori, casing) di turbina per resistere nelle nuove condizioni operative hanno richiesto lo sviluppo e la qualificazione di nuovi materiali, fase peraltro ancora in corso. Nel Rapporto sono analizzati i temi citati, presentati i risultati di letteratura acquisiti mediante ricerche di laboratorio ed esposizioni pilota in impianto, interpretati alla luce dei meccanismi di danno proposti. Su questa base sono stati quindi segnalati i temi tuttora aperti, per lo studio dei quali è stato steso un programma di sperimentazione di carattere triennale.

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