Les épurateurs marins naviguent en avant avec des aciers inoxydables spécialisés

Jul 03, 2023

dans Actualités maritimes internationales04/11/2020

En 2020, l'Organisation maritime internationale (OMI) a introduit de nouvelles normes destinées à réduire les émissions de soufre à l'origine des pluies acides et de la pollution atmosphérique. Leur principal impact est que la teneur en soufre du fioul utilisé par les navires marchands est limitée à 0,5 % au niveau mondial et à 0,1 % dans les zones de contrôle des émissions (ECA) désignées – la zone de la mer Baltique, la zone de la mer du Nord, les États-Unis, le Canada, et la zone de la mer des Caraïbes des États-Unis.

Actuellement, les exploitants de navires disposent de deux options principales. Ils peuvent passer au fioul à très faible teneur en soufre (VLSFO) qui contient moins que la limite de 0,5 % de soufre, mais qui est plus cher. Ils peuvent également installer un épurateur qui nettoie les gaz d'échappement du navire afin que celui-ci puisse continuer à fonctionner avec du carburant à haute teneur en soufre (HFO).

Modèles d'épurateurs Généralement, l'industrie du transport maritime utilise des épurateurs humides (voir Figure 1). Ces systèmes d'épuration des gaz d'échappement (EGC) nettoient le flux de gaz d'échappement en le forçant à entrer en contact avec de l'eau pour éliminer le dioxyde de soufre (SO2), un gaz toxique directement nocif pour la santé humaine.

Il existe trois principales dispositions de conception pour les EGC marins : • Boucle ouverte : elle utilise de l'eau de mer pour épurer les gaz d'échappement afin d'éliminer le SO2. L'eau de lavage est traitée et rejetée à la mer.• Boucle fermée : l'eau douce est utilisée dans un circuit fermé qui est traité avec un produit chimique alcalin tel que la soude caustique.• Hybride : elle peut être utilisée dans un circuit ouvert ou fermé. mode boucle selon les besoins opérationnels.

Figure 1 – Système EGC en boucle ouverte (crédit : Echappement Gas Cleaning Association).

La sélection des matériaux est essentielle pour la fiabilité Les conditions à l’intérieur d’un épurateur sont très difficiles, avec une combinaison d’acides, de températures élevées et une teneur élevée en chlorure dans l’eau de lavage. Pour garantir la durée de vie souhaitée de 20 ans, des aciers inoxydables fortement alliés et des alliages à base de nickel sont nécessaires. Il peut être dévastateur de choisir un matériau dont la résistance à la corrosion est insuffisante. Pourtant, le choix le plus sûr est rarement le plus économique.

Types de corrosion et conditions de serviceIl existe trois principaux types de risques de corrosion rencontrés dans les épurateurs marins :

Corrosion par piqûres • Causé par une combinaison critique de chlorures, de températures élevées et de pH faible. • L'acier inoxydable est protégé contre la corrosion par un film d'oxyde passif naturel auto-formant sur sa surface. Si une rupture locale de ce film protecteur se produit, cela provoque la formation de piqûres

Corrosion caverneuse• Causé par la combinaison critique de chlorures, de températures élevées, de pH faible et de la présence de crevasses

Corrosion uniforme• Se produit généralement dans des conditions très acides. • Taux de corrosion uniforme sur toute la surface.

À l’entrée, là où le gaz non épuré rencontre l’eau de lavage, il existe un mélange de conditions humides et sèches, avec la condensation des acides du gaz et de l’eau de lavage riche en chlorures et des températures élevées. Ces conditions sont très agressives avec un risque de corrosion uniforme et par piqûres.

À l’intérieur du corps de l’épurateur se trouve une eau de lavage légèrement acide combinée à une température plus basse que celle de l’entrée. Le principal risque ici est la corrosion par piqûre. Des conditions similaires s'appliquent aux autres parties du système d'épuration, telles que le matériel d'emballage, les dévésiculeurs, les tubes et les buses de pulvérisation.

Une corrosion caverneuse peut se produire dans les zones où deux surfaces sont en contact étroit, comme les brides, les matériaux de garniture et sous les dépôts.

L'influence du type d'épurateur sur la sélection des matériaux Dans la conception en boucle ouverte, la présence de chlorures nécessite généralement l’utilisation de matériaux fortement alliés. Dans la conception en boucle fermée, où l'eau est recirculée et traitée avec des produits chimiques caustiques, la corrosivité dépend de la qualité de l'eau de lavage. Généralement, les conditions sont moins agressives que dans la conception en boucle ouverte.

Étant donné que la conception hybride alterne entre un fonctionnement en boucle ouverte et un fonctionnement en boucle fermée, les matériaux doivent être sélectionnés en fonction des conditions de fonctionnement les plus agressives. Par conséquent, les mêmes matériaux sont utilisés que dans un épurateur en boucle ouverte.