Innowacyjne powłoki chroniące materiały przed utlenianiem parą i korozją pożarową
Ważnym obszarem badań nad energią jest zarówno redukcja emisji, jak i uzależnienie od paliw kopalnych. Pierwsze z nich jest łatwiej dostępne w krótkim okresie, aż przejście na odnawialne źródła energii stanie się bardziej opłacalne. Finansowany ze środków unijnych projekt POEMA (produkcja powłok dla nowych sprawnych i czystych materiałów z elektrowni węglowych) ma na celu ochronę materiałów przed korozją, co staje się bardziej problematyczne w scenariuszach o wysokiej efektywności. Partnerzy projektu opracowali 31 powłok antykorozyjnych po różnych podejściach związanych ze sposobem osadzania i kompozycją powlekającą. Wykorzystali osiem różnych metod na podłożach metalowych stopów, które składały się głównie ze stali ferrytycznej (P92) i austenitycznej (HR3C). Zespół POEMA przetestował dwa podstawowe podłoża w ustawieniach pary i ognia w temperaturach do 650 i 700°C. Następnie scharakteryzowano je stosując standardowe i bardziej specjalistyczne techniki. Z oryginalnych 31 powłok ochronnych 7 wybrano do stosowania wewnętrznego i/lub zewnętrznego na dużych elementach, takich jak rury i łopatki w scenariuszach pary i ognia. Naukowcy ocenili własności mechaniczne powłok, w tym wytrzymałość na pełzanie, zmęczenie i odporność na ścieranie, zgodnie z amerykańskimi standardami inżynieryjnymi. Opracowali modele do przewidywania wzrostu skali korozji, interdyfuzji, stabilności fazy i trwałości powłoki. Przeprowadzono także ocenę cyklu przydatności powłok. Ostatecznie opracowano nowe czujniki elektrochemiczne do ciągłego monitorowania korozji podczas wysokotemperaturowego spalania tlenowego, a także w środowisku pary wodnej i ognia w laboratoryjnych i symulowanych środowiskach przemysłowych. Dzięki zaawansowanym systemom ochrony POEMA, zwiększenie efektywności elektrowni węglowych umożliwi znaczne zmniejszenie emisji CO2 w stosunku do aktualnie dostępnych metod. Opracowane powłoki antykorozyjne zapewniają długotrwałą przydatność w wymaganych warunkach pracy przy zachowaniu ważnych korzyści dla środowiska.
Słowa kluczowe
Elektrownia węglowa, POEMA, monitoring korozji, powłoki ochronne, spalanie w układzie tlenowym, para, wysoka temperatura
