Etude de revêtements métalliques pour la protection des surchauffeurs d'usines d'incinération de déchets urbains

• Auteur / Autrice : Pierre-Côme Stock
• Direction : Pierre Steinmetz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques : terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déchets -- Élimination

Géophysique

Métaux -- Traitement thermique

Mots clés libres

Métaux, métallurgie

Incinération

Surchauffeur

Acier bas carbone

Corrosion haute température

Corrosion gaz

Hydrogène chlorure

Soufre dioxyde

Scorie

Résumé

Actuellement, la combustion des ordures ménagères dans les usines d'incinération conduit à la formation de gaz comme HC1 et SO2, très corrosifs à l'égard des installations. La tendance actuelle des exploitants est l'utilisation de revêtements protecteurs moins coûteux que les matériaux massifs. Les travaux de cette thèse se sont donc focalisés sur cet aspect, avec une articulation en trois parties. Dans un premier temps, une caractérisation physico-chimique de huits rvêtements a été entreprise. Celle-ci a consisté en une étude métallographique approfondie (composition chimique, microstructure, dureté, porosité,. . . ) des différents revêtements bas carbone. Dans un second temps, l'ensemble des revêtements a été testé en corrosion dite "aux arrêts" (corrosion: produite par la réhydratation des scories et la condensation' des gaz corrosifs). L'étude a été conduite par le biais des méthodes électrochimiques classiques" dans un milieu acide fortement concentré en chlorures, simulant les conditions rencontrées industriellement. Dans ce même type de conditions a également été étudiée l'influence d'oxydes obtenus après différents traitements thermiiques (variation, de la température et de la durée ). Cette étude a donc permis de déterminer les oxydes les plus protecteurs vis-à-vis de ce type de corrosion et donc les revêtements à utiliser. Enfin, un protocole a été mis au point pour tester les différents revêtements en conditions incinération. Dans cette optique, trois températures et deux compositions gazeuses ont été retenues. Les différents revêtements ont alors été enfouis dans une scorie d'incinérateur et testés dans ces conditions. A l'issue de ces essais, les observations des échantillons ont permis de remonter au mécanisme de dégradation, et d'effectuer un classement.

At present, the combustion of household refuse in incineration plants leads to the forming of gas such as HC1 and SO2, which are very corrosive to the installation. Industrials today tend to use protective coating, less expensive than solid materials. This study is thus focused on this particular aspect, and is structured in three parts. In a first phase, a physico-chemical characterization of 8 coatings was carried out, which consisted of a thorough metallographic study (chemical composition, microstructure, hardness, porosity. . . ) of the various coatings deposited on low carbon steel. In a second phase, all the coatings were tested in a corrosion known as "stand by" ( a corrosion due to the rehydratation of deposits and the condensation of corrosive gas. )This study was carried out through the standard electrochemical methods, in a acid environment highly concentrated in chlorides, simulating the conditions met by the industries. In a same type of conditions the influence of the oxydes obtained after differents thermals processings (variations in the temperature and the durations) were studied. This study thus allowed us to determine which oxides give the best protection against this type of corrosion. Finally, a protocol for testing the various coatings in incineration conditions has been completed. For this purpose, three temperatures and two gas composition were used. The coatings were embedded in incinerator deposits and tested in those conditions. After these tests, the observations of the samples allowed us to go back to the degradation mechanisms and to establish a classification. This classification seems to be in good agreements with industrials tests realized in plants.