Los depuradores marinos avanzan con aceros inoxidables especializados

Jul 03, 2023

en Noticias de envío internacional04/11/2020

En 2020, la Organización Marítima Internacional (OMI) introdujo nuevas normas destinadas a reducir las emisiones de azufre que provocan la lluvia ácida y la contaminación del aire. Su principal impacto es que el contenido de azufre en el fueloil utilizado por los buques mercantes se limita al 0,5% a nivel mundial y al 0,1% en las Áreas de Control de Emisiones (ACE) designadas: el área del Mar Báltico, el área del Mar del Norte, los Estados Unidos, Canadá, y la zona del Mar Caribe de los Estados Unidos.

Actualmente, los operadores de buques tienen dos opciones principales. Pueden cambiar a fueloil con muy bajo contenido de azufre (VLSFO), que contiene menos del límite del 0,5 % de azufre, pero que es más caro. O pueden instalar un depurador que lave los gases de escape del buque para que pueda seguir funcionando con combustible con alto contenido de azufre (HFO).

Diseños de depuradores Generalmente, la industria naviera utiliza depuradores húmedos (ver Figura 1). Estos sistemas de limpieza de gases de escape (EGC) lavan la corriente de gases de escape forzándola a entrar en contacto con agua para eliminar el dióxido de azufre (SO2), un gas tóxico que es directamente perjudicial para la salud humana.

Hay tres disposiciones de diseño principales para las EGC marinas: • Circuito abierto: utiliza agua de mar para depurar los gases de escape y eliminar el SO2. El agua de lavado se trata y se descarga de nuevo al mar.• Circuito cerrado: el agua dulce se utiliza en un circuito cerrado que se trata con un químico alcalino como la sosa cáustica.• Híbrido: se puede utilizar en circuito abierto o cerrado. modo bucle según las necesidades operativas.

Figura 1: Sistema EGC de circuito abierto (crédito: Asociación de limpieza de gases de escape).

La selección de materiales es fundamental para la confiabilidad Las condiciones dentro de una fregadora son muy duras, con una combinación de ácidos, temperaturas elevadas y un alto contenido de cloruro en el agua de lavado. Para garantizar la vida útil deseada de 20 años, se requieren aceros inoxidables de alta aleación y aleaciones a base de níquel. Puede resultar devastador seleccionar un material con una resistencia a la corrosión insuficiente. Sin embargo, la opción más segura rara vez es la más económica.

Tipos de corrosión y condiciones de servicio.Hay tres tipos principales de riesgo de corrosión que se encuentran en los depuradores marinos:

Corrosión por picadura • Causado por una combinación crítica de cloruros, altas temperaturas y bajo pH. • El acero inoxidable está protegido contra la corrosión por una película de óxido pasivo natural y autoformante en su superficie. Si se produce una rotura local de esta película protectora se produce la formación de hoyos.

Corrosión por grietas• Causado por la combinación crítica de cloruros, altas temperaturas y bajo pH y la presencia de grietas.

Corrosión uniforme• Normalmente ocurre en condiciones muy ácidas. • Tasa de corrosión uniforme en toda la superficie.

En la entrada, donde el gas sin limpiar se encuentra con el agua de lavado, hay una mezcla de condiciones húmedas y secas, con ácidos condensados ​​del gas y agua de lavado rica en cloruros y temperaturas elevadas. Estas condiciones son muy agresivas con riesgo de corrosión uniforme y por picaduras.

Dentro del cuerpo del depurador hay un agua de lavado ligeramente ácida combinada con una temperatura más baja que la de entrada. El principal riesgo aquí es la corrosión por picaduras. Se aplican condiciones similares a otras partes del sistema depurador, como material de embalaje, desempañadores, tuberías y boquillas rociadoras.

La corrosión por grietas puede ocurrir en áreas donde dos superficies están en estrecho contacto, como bridas, material de empaque y debajo de depósitos.

La influencia del tipo de depuradora en la selección de materiales. En el diseño de circuito abierto, la presencia de cloruros normalmente requiere el uso de materiales de alta aleación. En el diseño de circuito cerrado, donde el agua se recircula y se trata con productos químicos cáusticos, la corrosividad depende de la calidad del agua de lavado. Normalmente, las condiciones son menos agresivas que en el diseño de circuito abierto.

Dado que el diseño híbrido alterna entre operación de circuito abierto y cerrado, los materiales deben seleccionarse de acuerdo con las condiciones de operación más agresivas. Por lo tanto, se utilizan los mismos materiales que en un depurador de circuito abierto.

La experiencia operativa y las pruebas de campo son vitales. Outokumpu suministra acero inoxidable para EGC marinos desde 2006. Lleva a cabo amplias actividades de I+D que incluyen pruebas de laboratorio y pruebas de campo a largo plazo en cooperación con fabricantes de equipos originales de depuradores marinos y sus clientes. Los resultados muestran que la selección de materiales siempre debe realizarse caso por caso.

Para el cuerpo de la fregadora, Ultra 254 SMO es uno de los grados más utilizados. Se trata de un acero inoxidable austenítico aleado con un 6% de molibdeno y nitrógeno con una resistencia extremadamente alta a la corrosión uniforme y localizada. Inicialmente se desarrolló para plataformas marinas de petróleo y gas y para la industria de la pulpa y el papel.

Sin embargo, en algunos casos es posible utilizar un acero inoxidable súper dúplex 25Cr como Forta SDX 2507. Este ofrece una resistencia a la corrosión similar a la del Ultra 254 SMO y una resistencia mecánica mejorada. Está bien probado en entornos extremadamente corrosivos, como aplicaciones de desalinización, químicas o submarinas en alta mar.

El acero inoxidable dúplex 22Cr estándar también se puede utilizar con éxito en aplicaciones menos agresivas, como diseños de circuito cerrado y algunas piezas de depuradores de circuito abierto. Un ejemplo típico es Forta DX 2205, que es el producto dúplex más popular del mercado. Ofrece muy buena resistencia a la corrosión uniforme y localizada en combinación con una alta resistencia mecánica.

Ultra 654 SMO: una alternativa para las entradas de fregadoras Como punto de entrada de los gases de escape calientes, la entrada del depurador es una aplicación particularmente exigente. Tradicionalmente, la aleación 31 ha sido el material elegido. Es una aleación de hierro, níquel, cromo y molibdeno con adición de nitrógeno desarrollada para llenar el vacío entre los aceros inoxidables austeníticos de aleación especial y las aleaciones de níquel.

El programa de pruebas ha establecido que Ultra 654 SMO ofrece una alternativa viable y más rentable. Se trata de un grado austenítico con un 7 % de molibdeno y una aleación muy alta de nitrógeno, que lo convierte en el acero inoxidable más resistente a la corrosión del mundo.

Ultra 654 SMO tiene una mayor resistencia mecánica que la Aleación 31. Si el diseño de la entrada permite utilizar esta mayor resistencia, entonces podría ofrecer un ahorro de peso de entre un 15 y un 25 %. Además, el menor contenido de níquel de Ultra 654 SMO también lo hace rentable y de precio más estable.

Ejemplos prácticos Outokumpu actualmente suministra material de acero inoxidable para su uso en la construcción de alrededor del 60% de los depuradores marinos instalados cada año. Dos ejemplos típicos incluyen:

Ecospray Technologies Srl Italia (Figura 2) necesitaba un material altamente resistente a la corrosión para sus depuradores de limpieza de gases de escape. Ultra 254 SMO demostró ser la mejor combinación de rendimiento, precio y dimensiones.

Figura 2: fregadora Ecospray Technologies en Ultra 254 SMO.

ContiOcean Environment Tech Co., Ltd. suministra depuradores de circuito abierto a buques de carga de diversas clases de tamaño. Forta SDX 2507 proporciona la resistencia a la corrosión necesaria para las duras condiciones en el cuerpo del depurador (ver Figura 3).

Figura 1: Depurador marino de circuito abierto fabricado por ContiOcean Environment Tech Co., Ltd en acero inoxidable súper dúplex

Resumen: datos clave sobre materiales para depuradores marinos• La selección de materiales es el factor más crítico para ayudar a los propietarios de buques a garantizar la confiabilidad de sus sistemas de limpieza de gases de escape (EGC) durante una vida útil de 20 años. • Se puede utilizar una amplia gama de aceros inoxidables. • Las condiciones y la corrosividad varían según la ubicación. y tipo de depurador • La selección de materiales siempre debe realizarse de acuerdo con las condiciones operativas específicas • Los grados dúplex a menudo pueden reemplazar las opciones austeníticas dominantes • Para las situaciones más difíciles que se encuentran en la entrada del depurador, Ultra 654 SMO ofrece una alternativa muy competitiva a la Aleación 31

Para más información: https://www.outokumpu.com/news/2015/outokumpu-ultra-range-products-are-at-home-in-extremely-corrosive-environments

Fuente: Outokumpu