Compte rendu de conférence : Une expérience qui porte fruit
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La revue spécialisée consacrée au nickel et à ses applications |
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L’ACCROISSEMENT DE LA DURÉE DE VIE UTILE des équipements antipollution dépend de la sélection des alliages
et de la qualité de fabrication. |
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CET ÉPURATEUR HUMIDE et ce dépoussiéreur électrique utilisés en parallèle font partie d’une installation
industrielle aux États-Unis, dans laquelle on a eu recours à de grandes quantités de l’alliage S31603. |
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LA CENTRALE DICKERSON DE MIRANT (Maryland) est une centrale électrique de 853 MW alimentée au
charbon. |
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Pour de plus amples renseignements du Nickel Institute sur l’utilisation de matériaux a teneur en nickel dans l’industrie chimique de transformation, cliquer ici. |
Le secteur de la fabrication d’équipement antipollution peut maintenant bénéficier de 30
années d’expérience en exploitation dans le domaine des alliages de nickel.
Par Patrick Whiteway
Revue Nickel, Novembre 2004 -- À l’échelle mondiale, le charbon constitue de loin le combustible le plus couramment utilisé pour produire de l’énergie électrique. Pourtant, il ne s’agit pas du plus propre. C’est une source importante de polluants atmosphériques tels que les particules, l’anhydride sulfureux et les oxydes d’azote. Et le coût de réduction de ces polluants est élevé. C’est pourquoi des producteurs d’électricité recherchent activement des moyens plus rentables de dépolluer les gaz qui s’échappent des centrales thermiques alimentées au charbon.
Les exploitants qui construisent et exploitent des centrales au charbon cherchent des moyens de fabriquer des équipements antipollution dont la durée de vie utile serait plus longue. La sélection des alliages et la qualité de fabrication sont considérées comme des facteurs susceptibles d’accroître la fiabilité et de réduire les coûts d’entretien.
Les pourcentages de chrome, de nickel et de molybdène contenus dans les alliages utilisés pour fabriquer ces équipements déterminent la résistance du matériel à la corrosion. Et de nos jours, bon nombre d’exploitants comptent jusqu’à 30 années d’expérience au cours desquelles ils ont travaillé avec des alliages de nickel et des aciers inoxydables différents.
C’est pour cette raison qu’en août, NACE International a organisé une table ronde d’ingénieurs à Washington, coprésidée par William Mathay, expert-conseil du Nickel Institute et Ronald Richards, de la société Enerfab. Ce symposium d’une journée comptait des leçons fort utiles en matière d’exploitation.
Par exemple en 1986, on a utilisé de l’acier inoxydable duplex S32550 pour le revêtement d’une tour d’absorption dans l’unité 5 de la centrale électrique du compté de Gibson, à Owenville (Indiana). Selon le rapport de Steven Alston et de Ronald Richards, on a découvert, lors d’inspections de l’équipement effectuées en 2004, des signes minimes d’attaque chimique ou de dommages attribuables à la corrosion.
« L’alliage duplex résiste à la corrosion humide ou sèche même dans la zone d’interface, à l’entrée du dispositif; on remarque seulement des piqûres superficielles sur l’ensemble de la surface », affirment les auteurs.
La centrale électrique de Gibson est l’une des plus grandes aux États-Unis. Elle est exploitée par PSI Energy Inc., une filiale à cent pour cent de Cinergy Corp, établie à Cincinnati.
De plus en 1986, l’alliage de nickel N06022 a été utilisé pour recouvrir la paroi intérieure des gaines de sortie de l’unité 5. « Ce revêtement est en place depuis dix-huit années mais son apparence est sensiblement la même que lorsqu’on l’a installé », soulignent les auteurs.
À titre d’autre exemple, CR Clean Air Technologies et
Enerfab Inc ont présenté une expérience sur la corrosion dans un dépoussiéreur électrique mis à l’essai en
milieu humide.
La question compliquée que se posaient ces auteurs était de savoir pourquoi la corrosion semblait se manifester dans une partie de l’unité et non dans une autre, pourtant faite du même matériau, à savoir l’alliage S31603.
À la suite d’une investigation sur la corrosion, on a découvert que des oxydants forts, tels que l’ozone, produits à l’intérieur du dépoussiéreur électrique, avaient un effet passivant sur les tubes collecteurs qui ne montraient aucun signe de corrosion. Ce fait suggère que l’on peut utiliser un matériau à teneur légèrement inférieure dans cette partie de l’usine, ce qui constitue une observation susceptible d’intéresser les concepteurs de telles unités à l’avenir.
L’une des entreprises qui devraient bénéficier de plus de 30 années d’expérience en matière d’équipement antipollution est PacifiCorp, établie en Oregon. En août 2004, la société a annoncé qu’elle allait verser 120 millions de dollars US, notamment pour installer un nouvel épurateur humide à la chaux à son usine Huntington 2 près de Salt Lake City (Utah). L’investissement permettra de réduire les émissions de dioxyde de soufre de l’usine dans une proportion d’environ 15 000 tonnes par an.
La société a exploité des systèmes de désulfuration des gaz de combustion (DGC) dans plus de
20 centrales à charbon aux États-Unis, et ce, pendant plus de 30 ans. Elle compte donc une
vaste expérience relativement à divers matériaux de construction de DGC qui peuvent être utilisés à
Huntington. G. W. Betenson a présenté un sommaire de cette expérience à Washington.
Par exemple, l’alliage de nickel N10276 a été récemment appliqué dans l’unité Hunter 2 de la société, au moyen de soudage avec arc pulsé. En 1986, l’utilisation du même matériau dans l’unité s’était soldée par un « échec total » parce que le soudage avait été fait selon le procédé GMAW-S (soudage à l’arc sous gaz avec fil plein avec transfert par courts-circuits).
Les auteurs affirment que : « La corrosion des joints de soudure assurant la fixation au substrat d’acier de carbone, associée à la vibration du conduit, a provoqué la fatigue mécanique des autres joints de soudure, ce qui a entraîné la défaillance majeure du revêtement. On a apporté des améliorations au concept de soudage de métaux de nature différente, près des joints de dilatation des conduits et de la gaine de sortie. »
D’autres expériences se rapportaient à des choses relativement simples telles que l’entretien approprié. De fortes concentrations de fluorure dans des systèmes DGC peuvent présenter un défi du point de vue de la corrosion, même pour l’alliage de nickel N10276, par exemple. Toutefois, selon ce que rapportent Michael Hoydick, chef de projet de Wheelabrator Air Pollution Control et Kevin Frizzell, directeur des services techniques de Owensboro Municipal Utilities (OMU), on peut réduire considérablement la corrosion en installant un système de rinçage qui permet de laver régulièrement les parois inférieures des conduits.
Cette leçon est le fruit de dix années d’expérience en exploitation à la centrale électrique alimentée au charbon Elmer Smith 441-MW de OMU, à Owensboro (Kentucky).
On a attribué à de fortes concentrations de fluorure un phénomène que l’on appelle corrosion sous dépôt de l’alliage de nickel. L’alliage en question avait été utilisé dans la gaine d’entrée de l’épurateur humide à la chaux DGC installé en 1994.
Si ces expériences reçoivent l’attention qu’elles méritent, les nouveaux équipements antipollution, qui deviendront une nécessité en raison de règlements de plus en plus rigoureux, devraient être fiables et durables.
Patrick Whiteway est le rédacteur en chef de la revue Nickel.
ILLUSTRATIONS : PHOTOS.COM
 On peut se procurer, sur disque compact, auprès de NACE International, la version intégrale des comptes rendus de ce symposium, comprenant des articles sur les aciers inoxydables fortement alliés, les alliages de nickel, les matériaux non métalliques à revêtement et la protection électrochimique. |
