Manteniendo las Luces Encendidas
REVISTA DEDICADA AL NÍQUEL Y A SUS APLICACIONES
|
 |
MODERN OVERLAY MACHINES are equipped with real-time digital readouts of major welding parameters,
such as voltage, current, travel speed, wire feed rate, torch oscillation, etc., to insure consistent overlay
properties and quality.
|
FREE subscription
|
PDF of this article (172 kB)
|
For other recent Nickel Magazine articles on the use of nickel-containing materials in the energy sector, click here. |
Las aleaciones de níquel reducen el tiempo de descanso en las plantas de energía de carbón las
cuales enfrentan muchos retos de corrosión. By Gerry Sorell
Nickel magazine, October, 2003 -- Un programa piloto, patrocinado por el
Instituto de Investigación de la Energía Eléctrica (EPRI, por sus siglas en inglés) en Palo Alto, California,
Estados Unidos, ha demostrado que la tecnología de soldadura recubierta es un método más durable de proteger
los tubos del agua en las plantas de energía de carbón, que los recubrimientos metálicos de rociado y
difusión. Las pruebas involucraron exposiciones de lado a lado de hasta 2.5 años en una caldera supercrítica
por carbón de azufre/cloro.
La soldadura recubierta de aleaciones con contenido de níquel resistentes a la corrosión fueron proyectadas para brindar un servicio de vida de por lo menos 8 a 15 años, comparadas con los máximos 3 ó 5 años de vida de las de carbón con alto contenido de cromo.
Este descubrimiento es importante para los operadores de plantas de energía de carbón, muchas de las cuales han sido equipadas recientemente con calderas de baja emisión de óxidos de nitrógeno (NOx).
Al limitar la cantidad de aire que es introducido dentro de la zona principal de combustión de carbón, se reduce la emisión de óxidos de nitrógeno de plantas de energía de carbón. Esta tecnología de quemado de muy bajo NOx ha sido tan exitosa al reducir la contaminación atmosférica que casi todas las plantas de energía de carbón en los Estados Unidos la han implementado.
La técnica crea un ambiente de poco oxígeno y reduce la temperatura dentro de la caldera, lo que prohibe la formación de NOx. Por lo que se consigue una combustión completa por la adición de aire más caliente dentro de la caldera.
Sin embargo, el serio inconveniente al operar dentro de un ambiente localmente reducido, incrementa de manera significante la corrosión de los tubos de agua. Estos son los tubos de la caldera y las membranas contiguas que forman una fuerte presión la cual contiene los gases de combustión. Los tubos y las membranas son hechos típicamente de carbón ó de aceros de bajas aleaciones. Una acelerada corrosión en el área más baja del horno es causada por el gas de hidrógeno de sulfato y por los depósitos de los tubos que consisten principalmente de hierro de sulfato, los cuales se originan desde el combustible del carbón.
Otras substancias derivadas del carbón, en los conductos de los depósitos, que contribuyen con la corrosión, son el carbón y clorhídricos. La pérdida oculta de metal de tales depósitos reactivos puede alcanzar o exceder los 4 milímetros por año, o aproximadamente diez veces más que la típica corrosión dentro de las calderas no equipadas con los quemadores de bajo NOx.
El método más eficiente de proteger el área de los tubos de agua es la soldadura recubierta con aleaciones de níquel resistentes a la corrosión. La soldadura recubierta automática ha sido reconocida, por los dueños y operadores de plantas de energía, de tener un costo efectivo, una solución a largo plazo para muchos de los problemas de los tubos del agua.
La actividad automatizada de recubrimiento de la tubería del agua de la caldera fue desarrollada a mitad de los 80s por Welding Services, Inc. para proteger los desechos de las calderas, en plantas de energía, de la corrosión de cloruro. Hasta la fecha, la compañía ha recubierto cerca de 20,000 metros cuadrados de paneles de tubería de agua para las calderas, en su mayoría con aleación N06625, la cual contiene ceca de 60% de níquel.
Con la llegada de los bajos sistemas de combustión NOx, la tecnología de soldadura recubierta fue adoptada para calderas más grandes en plantas de energía de carbón. Desde entonces, la compañía ha suministrado cerca de 20,000 metros cuadrados de tubo para recubrir cerca de 100 calentadores en uso. Los tres materiales más comunes para recubrir esta aplicación son el acero inoxidable S30900 y las aleaciones de níquel N06625 y N06022.
La aleación N06022 es la preferida sobre la N06625, según estudios que indican que la N06022 puede ofrecer una mejor resistencia a la sulfuración. Para las calderas que queman altos carbones de sulfato /cloruro, ó para las que experimentan frecuentes recalentamientos, están disponibles más recubrimientos resistentes a la corrosión, tales como las aleaciones de níquel con alto contenido de cromo N06030, N06052, N06072, N06110 y R20033.
Modernas máquinas de recubrimiento son equipadas con lecturas de tiempo real de principales especificaciones de soldadura, tales como el voltaje, corriente, velocidad de viaje, fecha de suministro de alambre, oscilación de la flama, etc., para garantizar las propiedades y calidades del recubrimiento. Las asociadas aplicaciones especiales miden la distorsión al mínimo, producen un favorable perfil de soldado, y aseguran una continua y muy fuerte unión. Estas uniones metalúrgicas resisten fácilmente el stress surgido de la expansión termal diferencial entre los depósitos soldados de acero inoxidable S30900 y los substratos ferríticos. Esto no es problema con los recubrimientos de N06625/N06022 debido a que las características de la expansión termal de las aleaciones de níquel y del acero al carbón son muy similares.
La aplicación en campo del recubrimiento resistente a la corrosión es llevada a cabo por medio de la soldadura de arco pulsado ó PSGMAW. La deposición es controlada en términos de una secuencia programada previamente de soldadura para alcanzar una cobertura uniforme. Cada cuenta de soldadura es traslapada por la siguiente cuenta de soldadura para asegurar una cobertura completa y muy gruesa. El grosor típico del recubrimiento convencional de una sola pasada es de 1.8 mm como mínimo, y la disolución del metal soldado es normalmente no mayor al 10%. Los últimos modelos de las máquinas de recubrimiento pueden convertir 0.14 a 0.19 metros cuadrados por hora. Con 10 máquinas, un área de 17 a 23 metros cuadrados puede ser cubierta en sólo 12 horas.
Gerry Sorell is a consultant to the Nickel Development Institute.
PHOTOS: courtesy of Welding Services Inc.
 Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI) Welding Services, Inc. |
Free NiDI technical literature: |
