Erosionskorrosion i förbränningsanläggningar

Erosionskorrosion orsakar kraftigt slitage på materialet i förbränningsanläggningar. De kan därför inte köras för fullt, vilket är ett stort hinder för en utökad användning av biobränsle inom el- och fjärrvärmeproduktion. En aktuell studie vid Chalmers kastar nu nytt ljus över de bakomliggande mekanismerna vid erosionskorrosion. Specialbyggda testriggar och avancerad ytanalys har gjort det möjligt att studera hur oxider bildas och bryts ned. Kunskapen väntas på sikt leda till utveckling av mer motståndskraftiga rostfria stål. Modern el- och fjärrvärmeproduktion utifrån biobränsle sker ofta i kraftvärmeverk som arbetar med tekniken förbränning i fluidiserad bädd. Detta innebär att bränslet under förbränningsprocessen blandas med en större mängd sand och sätts i kraftig rörelse av en stark uppåtgående luftström. Fördelen medförbränningstekniken är att den genererar väldigt låga utsläpp av miljöskadliga svavel- och kväveföreningar. Nackdelen är att vissa kostsamma komponenter i anslutning till eldstaden såsom värmeväxlare är väldigt känsliga för angrepp av erosionskorrosion. De drabbas då av både korrosion från de heta rökgaserna och erosion från den virvlande sanden. Genom en synergistisk effekt blir angreppet ofta avsevärt förvärrat. För att undvika haveri måste därför biobränsleeldade anläggningar köras under driftsförhållanden som i de flesta fall genererar en låg verkningsgrad och därmed sämre ekonomi. Rikard Norling presenterar i sin avhandling om erosionskorrosion en banbrytande studie av mekanismerna bakom fenomenet. Det har länge varit känt att olika exponeringsmiljöer kan ge upphov till ett antal olika typer av erosionkorrosion, men endast vissa av dessa har tidigare kunnat förklaras utifrån ett kemiskt-fysikaliskt perspektiv. I det aktuella arbetet har tillgången till två specialbyggda testriggar för erosionskorrosion, samt Chalmers högteknologiska utrustning för ytanalys, gett en helt ny möjlighet att studera hur oxider bildas på de korroderade ytorna, samt hur dessa bryts ner av den samtidiga erosionen. Detta har gjort att helt nya förklaringsmodeller till mekanismerna bakom vissa typer av erosionskorrosion kunnat utvecklas. I ett fortsatt forskningsarbete är nu förhoppningen att den nya kunskapen skall leda till en utveckling av rostfria stål som bättre kan stå emot erosionskorrosion i förbränningsanläggningar. Avhandlingen "Oxide Formation and Degradation during Erosion-Corrosion of Iron and Nickel Based Alloys" försvarades vid en offentlig disputation fredagen den 29 augusti 2003, vid Chalmers tekniska högskola, Göteborg. För mer information kontakta: Rikard Norling, Institutionen för materialteknik, Chalmers. Tel 031-772 15 31 rino@em.chalmers.se Kontakt på Informationsavdelningen: Sofie Hebrand, tel 031-772 84 64 sofie.hebrand@adm.chalmers.se