Comportement de métaux purs (Fe, Ni, Cr ET Al) et de leurs alliages dans des conditions simulant celles rencontrées en incinérateur d'O. M.

par Frédéric Soutrel

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Pierre Steinmetz.

Soutenue en 1998

à Nancy 1 .


  • Résumé

    Dans les vingt dernières années, l'accroissement du volume de déchets municipaux à éliminer a conduit beaucoup de pays européens à développer l'incinération. La combustion des déchets urbains conduit à la formation des gaz HCI et S02, dont les teneurs importantes peuvent conduire à une dégradation très rapide nécessitant l'arrêt des installations. Les tubes récupérateurs d'énergie sont en acier peu allié protégé par une coque de béton réfractaire. La tendance actuelle pour ces procédés à récupération d'énergie serait la suppression des réfractaires, ce qui aurait pour conséquence une augmentation des températures. Il convient donc de se pencher sur l'étude de nouveaux matériaux susceptibles de résister à ces conditions. Plutôt que d'utiliser des alliages très résistants mais très coûteux pour la fabrication des tubes de surchauffeur, il peut être intéressant d'appliquer des revêtements sur des aciers au carbone. Dans cette étude, nous avons testé, dans un environnement simulant les conditions rencontrées en incinérateur, des éléments individuels rentrant dans la composition d'alliages, ainsi que des alliages binaires ou ternaires qui pourraient être employés pour revêtir les parties métalliques. La première partie de ce travail fut la caractérisation des composés présents dans les dépôts au contact des surchauffeurs et des tubes écrans de la chambre de combustion. Ces composés (KCI, NaCI, CaS04) furent ensuite employés individuellement dans des essais consistant à chauffer les échantillons métalliques à 500°C, au contact avec la scorie synthétique et une atmosphère oxydante contenant HC1 et S02. Les métaux purs fer, nickel, chrome, aluminium, ainsi que des alliages binaires (Ni-Cr, Fe-Cr, NiAl, Fe-Al) et des alliages ternaires (Ni-Cr-Al, Fe-Cr-Al) ont été testés dans ces conditions. Les cinétiques et les mécanismes de corrosion ont pu être identifiés grâce à la thermogravimétrie et la caractérisation des produits de corrosion (DRX, MEB, microsonde et DSC). Il a été démontré que les composés alcalins présents dans la scorie ont une influence déterminante sur les mécanismes de corrosion.

  • Titre traduit

    Behavior of pures metals (Fe, Ni, Cr and Al) and theirs alloys in conditions simulated Msw incineration


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    In the last twenty years, the increase of volume of municipal waste to eliminate has led many European countries to develop incineration. The waste combustion leads to the formation of gases HC1 and S02, which can lead to very rapid degradation which necessitate stopping of the plants. For energetic output reasons, the tendency for waste to energy process is to increase the temperature. Rather than using very resistant but very expensive alloys to make superheater tubes, it can be interesting to apply coatings to carbon steels. In this study, we have tested individual components of alloys, but also binary or ternary alloys which could be used to coat metallic parts, in simulated waste environment. The first part of this work was the characterization of the compounds present in the deposits which are found on the superheaters and waterwall tubes in combustion chamber. These compounds (KC1, NaC1, CaS04) were then used individually in tests consisting to heat the metallic samples at 500eC, in contact with the synthetic ash and a oxidizing gazeous atmosphere containing HC1 and S02. Iron, nickel, chromium, aluminium, binary alloys (Ni-Cr, Fe-Cr, Ni-Al, Fe-Al) and ternary alloys (Ni-Cr-AI, Fe-Cr-AI) were tested in these conditions. Corrosion kinetics and mechanisms could be identified with use of thermogravimetry and characterization of the corrosion products (XRD, SEM, Electron microprobe and DSC). It could thus be found that alkaline components present in the ash have a determining influence on the corrosion processes.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (201 p.)
  • Annexes : 101 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Lorraine (Villers-lès-Nancy, Meurthe-et-Moselle). Direction de la Documentation et de l'Edition - BU Sciences et Techniques.
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