Nickel- and iron-based HVOF thermal spray coatings for high temperature corrosion protection in biomass-fired power plant boilers

Julkaisun otsikon käännös: Termisesti ruiskutetut nikkeli- ja rautapohjaiset HVOF-pinnoitteet korkean lämpötilan korroosion suojaukseen biomassaa polttavissa voimalaitoksissa

Maria Oksa

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    Abstrakti

    Eurooppalainen lainsäädäntö on lisännyt biomassan käyttöä polttoaineena sähkön ja lämmön tuotannossa. Lisääntynyt ympäristötietoisuus ja huoli maapallon tilasta ovat johtaneet tiukkoihin kasvihuonekaasujen päästörajoituksiin energiasektorilla ja lisänneet uusiutuvien energialähteiden ja hiilineutraalien polttoaineiden kysyntää. Euroopassa on yli 1000 biomassaa polttavaa voimalaitosta ja määrä on kasvamassa. Kuitenkin nämä polttolaitokset kärsivät usein vakavista korkean lämpötilan korroosio-ongelmista. Likaantuminen ja korroosio voivat aiheuttaa putkivaurioita ja pahimmassa tapauksessa putkivuotoja biomassaa polttavissa laitoksissa. Lisäksi energiatehokkuusvaatimukset sähkön ja lämmön tuotannossa johtavat höyryn lämpötilan nostamiseen, mikä aiheuttaa korkeammat materiaalilämpötilat ja mahdollisesti aikaisempaa vakavammat korroosio-ongelmat. Tyypillisesti korroosiota torjutaan vaihtamalla niukkaseosteiset teräkset enemmän seostettuihin putkimateriaaleihin. Nämä ovat kuitenkin kalliita ja niiden työstettävyys on joskus hankalaa, mikä hankaloittaa niiden käyttöönottoa. Termisesti ruiskutetut pinnoitteet voivat tarjota houkuttelevan ratkaisun kattilaputkien korroosionsuojaukseen. Tämä tutkimus tehtiin termisesti ruiskutettujen pinnoitteiden korroosionkestävyyden varmistamiseksi biomassapolton olosuhteissa. Tutkimuksen avulla pyritään nostamaan biomassaa polttavien voimalaitoskattiloiden lämmönvaihdinpintojen elinikää tulevaisuudessa. Työ kohdistui pääasiassa termisesti ruiskutettujen HVOF (suurnopeusruiskutus) -pinnoitteiden korkean lämpötilan korroosionkestävyyden parantamiseen optimoimalla pinnoitteiden rakennetta ja pinnoitteiden korroosionkestävyyden todentamiseen biomassapolton olosuhteissa. Tutkimuksessa tarkasteltiin myös nikkeli- ja rautapohjaisten pinnoitteiden korroosiomekanismeja. Valittujen pinnoitteiden korkean lämpötilan korroosionkestävyys testattiin laboratoriossa ja aidoissa biomassakattiloissa. Tutkimuksen perusteella testatut HVOF-ruiskutetut nikkeli- ja rautapohjaiset pinnoitteet tarjoavat suojan niukkaseosteisille putkimateriaaleille biomassapoltto-olosuhteissa. Tutkimuksen tulokset auttavat optimoimaan pinnoitusprosessia korkean lämpötilan korroosiosovelluksia varten ja mahdollistavat termisesti ruiskutettavien pinnoitteiden käyttöönottoa biomassaa polttavien voimaloiden lämmönvaihdinpintojen korroosion suojaukseen.
    Julkaisun otsikon käännösTermisesti ruiskutetut nikkeli- ja rautapohjaiset HVOF-pinnoitteet korkean lämpötilan korroosion suojaukseen biomassaa polttavissa voimalaitoksissa
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Hannula, Simo-Pekka, Vastuuprofessori
    • Turunen, Erja, Ohjaaja, Ulkoinen henkilö
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-951-38-8206-8
    Sähköinen ISBN978-951-38-8207-5
    TilaJulkaistu - 2015
    OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

    Tutkimusalat

    • terminen ruiskutus
    • pinnoite
    • prosessin optimointi
    • korkean lämpötilan korroosio
    • biopoltto
    • korroosiosuojaus

    Sormenjälki

    Sukella tutkimusaiheisiin 'Termisesti ruiskutetut nikkeli- ja rautapohjaiset HVOF-pinnoitteet korkean lämpötilan korroosion suojaukseen biomassaa polttavissa voimalaitoksissa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

    Siteeraa tätä