Des revêtements innovants pour protéger les matériaux contre l'oxydation par la vapeur et la corrosion par le feu
La réduction des rejets et de la dépendance envers les combustibles fossiles sont des aspects importants de la recherche sur l'énergie. Le premier aspect est plus facile à gérer à court terme, en attendant que la transition vers des énergies renouvelables soit plus économique. Le projet POEMA (Production of coatings for new efficient and clean coal power plant materials), financé par l'UE, a cherché à protéger les matériaux contre la corrosion, plus importante dans un contexte de rendement supérieur. Les partenaires du projet ont mis au point 31 revêtements anti-corrosion en appliquant diverses approches de dépôt et de composition du revêtement. Ils ont utilisé 8 méthodes sur des alliages de métaux, principalement un acier ferritique (P92) et un acier austénitique (HR3C). Les chercheurs de POEMA ont testé les deux substrats principaux en présence de vapeur et à proximité de la combustion, à des températures maximales de 650 et 700 °C. Ils les ont ensuite caractérisés à l'aide de techniques standard et spécialisées. Parmi les 31 revêtements initialement choisis, ils en ont sélectionné 7 en vue de les appliquer sur de gros composants internes ou externes, tels que des tubes et des pales, pour la protection contre la vapeur et l'exposition à la combustion. Les scientifiques ont évalué les propriétés mécaniques des revêtements, comme la résistance au fluage, à la fatigue et à l'usure, conformément aux normes américaines d'ingénierie. Ils ont conçu des modèles pour prévoir la croissance des écailles de corrosion, l'interdiffusion, la stabilité des phases et la durée de vie. Ils ont aussi conduit une évaluation du cycle de vie du revêtement. Enfin, les chercheurs ont réalisé de nouveaux capteurs électrochimiques pour suivre la corrosion en continu dans le cadre d'une oxycombustion à haute température, en présence de vapeur et en exposition à la combustion, à destination de laboratoires et d'environnements industriels simulés. Les revêtements anti-corrosion du projet POEMA permettront d'augmenter le rendement des centrales électriques à charbon, et de réduire les rejets de CO2 au-delà des possibilités actuelles. Ces revêtements promettent un fonctionnement à long terme dans les conditions requises pour apporter d'importants avantages à l'environnement.
Mots‑clés
Centrale électrique au charbon, POEMA, surveillance de la corrosion, revêtements protecteurs, oxycombustion, vapeur, températures élevées