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rapporti - Deliverable

Ossidazione in vapore surriscaldato a 650 °C di materiali per generatori di vapore previsti operare in condizioni ultrasupercritiche (USC)

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Ossidazione in vapore surriscaldato a 650 °C di materiali per generatori di vapore previsti operare in condizioni ultrasupercritiche (USC)

La liberalizzazione del mercato dell’energia elettrica, con la conseguente spinta verso soluzioni tecnologiche in grado di contenere il costo dell’energia prodotta, deve confrontarsi con la sempre più stringente richiesta di contenimento dell’impatto ambientale generato dagli impianti produttivi. Queste due tendenze, apparentemente contrastanti, possono trovare una risposta soddisfacente nello sviluppo di cicli termoelettrici a rendimenti maggiori fra i quali i cicli ultrasupercritici (USC). Peraltro le maggiori temperature operative di questi cicli comportano la disponibilità di materiali in grado di resistere alle più aggressive condizioni di esercizio, con caratteristiche quindi di resistenza meccanica e di resistenza alla corrosione ad alta temperatura tali da assicurare un funzionamento affidabile dei futuri gruppi di potenza. In questo rapporto, focalizzato sul tema della resistenza alla corrosione, viene riportata la sperimentazione eseguita con l’obiettivo di approfondire il comportamento a ossidazione/scagliatura di materiali ferritici ed austenitici in vapore surriscaldato a 650 °C. Sono state eseguite prove su lastrine e tronchetti di tubo realizzati a partire da T22, P92, E911, AISI 304 e 347 con grano grosso (n°1,5 ASTM) e piccolo (n° 8 ASTM), Inconel 617 e Nimonic 263; la durata dell’esposizione si è protratta per 1000h in un flusso di vapore surriscaldato a 650 °C, addizionato con NH 3 (pH=9) e deossigenato (O 2 < 5ppb). I risultati mostrano una marcata influenza della finitura superficiale ( peggiorando quest’ultima aumenta l’entità dell’ossidazione). In campioni con la stessa finitura lo spessore d’ossido decresce passando dai materiali ferritici agli austenitici e superleghe di Ni. Tra i ferritici non sono emerse differenze sensibili tra il 2,25 Cr e i 9 Cr. La morfologia dell’ossido è quasi sempre a doppio strato con quello interno più compatto e l’esterno più poroso. Non si sono notate scagliature apprezzabili dell’ossido, anche se quello cresciuto sul tubo di 347 FG presenta cricche interne che potrebbero portare per tempi più lunghi a distacchi locali. L’analisi XRD ha mostrato che l’ossido è costituito da magnetite e , nei campioni a più alto Cr, da spinello Fe,Cr,Ni. I risultati ottenuti sono in buon accordo con quanto emerso dall’indagine sullo stato dell’arte compiuto nella prima parte dell’anno (1).

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