Aço Inoxidável para Sistemas de Lavagem de Gases de Chaminé com Remoção de Enxofre (FGD)

Os lavadores úmidos de gases de chaminé (FGD) são alguns dos locais mais corrosivos em uma usina termelétrica, e a seleção de materiais nesses locais é determinada por cloretos, baixo pH, ácidos condensados e abrasão — e não apenas pela temperatura. O aço inoxidável adequado depende da zona: o grau 316L pode ser suficiente em locais com condições leves, mas o absorvedor, as interfaces úmido-seco e as regiões com concentração de cloretos frequentemente exigem os graus 317L, duplex 2205 ou superausteníticos e superduplex com 6 % de molibdênio. Escolher uma liga insuficientemente resistente resulta rapidamente em corrosão por pites e corrosão por frestas; escolher corretamente o grau garante operação confiável por décadas. Na Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd., ajudamos operadores a mapear o ambiente para a liga apropriada, zona por zona.

O ambiente úmido de FGD
Num lavador úmido de calcário, os gases quentes da chaminé entram em contato com uma pasta que absorve dióxido de enxofre, resultando numa mistura quimicamente agressiva. Os cloretos, trazidos pelo carvão e concentrados pela evaporação e recirculação, são o principal fator causador da corrosão por pites e por fissuras, podendo atingir milhares ou dezenas de milhares de partes por milhão no líquido recirculante. O pH é baixo, normalmente entre 4 e 6 na pasta em massa e muito mais baixo no condensado local, e as espécies residuais de enxofre, somadas ao oxigênio dissolvido, conferem acidez oxidante.
Ataques físicos somam-se aos químicos. Sólidos de calcário e gesso desgastam superfícies, e a polpa em movimento através dos distribuidores de pulverização, bicos e tubulações de recirculação erode filmes protetores. Os locais mais críticos são as interfaces úmido-seco, como na entrada, onde o gás quente entra em contato pela primeira vez com o líquido e a evaporação concentra cloretos e ácidos em filmes agressivos capazes de causar corrosão por pites mesmo em materiais bem ligados.

Por que graus padrão apresentam dificuldades
Você avalia a resistência à corrosão por pites em cloretos de um aço austenítico ou duplex mediante o número equivalente de resistência à corrosão por pites (PREN), calculado aproximadamente como cromo mais 3,3 vezes molibdênio mais 16 vezes nitrogênio. Um PREN mais elevado indica que o aço suporta níveis mais altos de cloretos e pH mais baixo antes do início da corrosão por pites.

316L, com um valor PREN próximo de 25, suporta apenas níveis modestos de cloreto e sofre corrosão por pites rapidamente em licor concentrado de FGD; portanto, é utilizado apenas nas zonas mais brandas. O 317L, com molibdênio adicional, amplia ligeiramente essa faixa de aplicação. O aço inoxidável duplex 2205 oferece tanto um valor PREN mais elevado quanto uma resistência ao escoamento aproximadamente duas vezes maior que a do 316L, permitindo o uso de seções mais finas e mais resistentes em tubulações de polpa e componentes internos do absorvedor. Quando os teores de cloreto atingem dezenas de milhares de ppm e o pH diminui, apenas os aços superausteníticos 6Mo ou superduplex 2507 resistem de forma confiável à corrosão por pites e por frestas.

Zonas de materiais ao longo do sistema
Um sistema FGD é melhor interpretado como uma série de ambientes. A zona de entrada e de resfriamento rápido, uma interface úmida-seca com gás quente, ácido em condensação e cloretos em concentração, representa a condição mais severa e exige, normalmente, construção com aço inoxidável superaustenítico 6Mo ou com revestimento. O vaso absorvedor e seus componentes internos, os coletores de pulverização e as tubulações de recirculação suportam uma polpa concentrada, abrasiva e rica em cloretos, a temperatura moderada, onde são comuns os aços duplex 2205 ou graus superausteníticos. As tubulações de recirculação e sangria da polpa, expostas à erosão-corrosão, beneficiam-se da resistência mecânica e do valor PREN dos aços duplex. O duto de saída e a região do eliminador de névoa, mais frias e frequentemente com menor teor de cloretos, porém úmidas e ácidas, podem utilizar o aço 317L ou aços duplex, conforme as condições locais. Os dutos a jusante aquecidos novamente ou secos apresentam condições menos agressivas e permitem o uso de graus menos nobres.
Como cada zona difere, uma liga raramente é adequada para todo o sistema. Especificar em excesso em toda parte resulta em desperdício de dinheiro; especificar em demasia na entrada ou no absorvedor leva à falha. Mapear a concentração de cloretos, o pH, a temperatura e a abrasão em cada local é a abordagem disciplinada para a escolha.

Fissuras, soldas e fabricação
Mesmo a liga correta falha precocemente se fissuras e soldas forem negligenciadas. Juntas, sobreposições aparafusadas, depósitos e soldas com penetração incompleta criam fissuras onde os cloretos se concentram e a corrosão por pites começa em níveis inferiores aos que o metal em bloco suportaria normalmente. Projete de modo a minimizar fissuras, priorize soldas com penetração total e permita drenagem para que sólidos não se acumulem.
A soldagem deve proteger a resistência à corrosão. Para graus duplex, a entrada de calor controlada e o enchimento correto mantêm o equilíbrio ferrita-austenita e evitam fases que causam fragilização; para superausteníticos, os enchimentos à base de níquel superligados compensam a segregação de molibdênio na solda. A coloração térmica deve ser removida e as superfícies devem ser repassivadas, pois as zonas soldadas empobrecidas em cromo são exatamente onde o líquido de dessulfurização por gases (FGD) atua primeiro. A identificação positiva do material em tubos e conexões recebidos evita o erro dispendioso de um grau menos resistente ser instalado em uma zona com alto teor de cloretos.

Por que as atualizações são frequentemente necessárias
Muitos sistemas de dessulfurização de gases de combustão (FGD) foram originalmente construídos com revestimentos ou aços inoxidáveis mais leves, sendo posteriormente atualizados à medida que os teores de cloretos nos combustíveis aumentaram, os ciclos de carga provocaram maior condensação ou falhas nos revestimentos expuseram o substrato. Carvões com teores mais elevados de cloretos, reciclagem de água que concentra sais e limites mais rigorosos de emissões, que acrescentam estágios úmidos, tornam o ambiente cada vez mais exigente, exigindo ligas com valores superiores de PREN. A atualização para graus duplex ou superausteníticos reduz a espessura das paredes graças à sua maior resistência mecânica, diminui as paradas para manutenção e prolonga a vida útil, o que frequentemente justifica o custo mais elevado da liga ao longo dos anos restantes de operação da usina.

Orientação Prática
Selecione os materiais FGD zona por zona com base no nível de cloreto, pH, temperatura e abrasão, utilizando o PREN como guia preliminar: 316L apenas para regiões leves, 317L e duplex 2205 para níveis moderados a elevados de cloreto, e superaustenítico 6Mo ou superduplex 2507 para a entrada, absorvedor e líquido concentrado. Minimize reentrâncias, utilize as soldas adequadas e remova a coloração térmica. A Wenqiang fornece tubos, tubulações e conexões em 316L, 317L, duplex 2205 e superduplex 2507/S32750, com testes de identificação por análise de material (PMI), químicos, mecânicos e de corrosão, permitindo que os operadores associem cada zona do lavador a uma liga verificada e corretamente certificada.

Perguntas Frequentes
P: Por que o 316L é frequentemente inadequado para lavadores FGD?
R: O 316L possui um PREN próximo de 25 e resiste apenas a níveis modestos de cloreto. O líquido FGD concentra cloretos em milhares ou dezenas de milhares de ppm em pH baixo, portanto o 316L sofre corrosão por pites e corrosão sob fenda rapidamente, exceto nas zonas mais leves.
P: Como escolher o aço inoxidável para diferentes zonas FGD?
A: Mapear a concentração de cloretos, o pH, a temperatura e a abrasão em cada localização, depois associar o PREN: 316L para zonas leves, 317L e duplex 2205 para zonas com cloretos moderados a elevados, e 6Mo superaustenítico ou duplex super 2507 para a entrada agressiva, o absorvedor e a solução concentrada.

Para tubos, tubos e conexões em aço inoxidável grau FGD nas ligas 316L, 317L, 2205 e 2507, com verificação completa por PMI e ensaios de corrosão, entre em contato com a Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. pelo telefone +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/