Modèle thermodynamique pour les chromates, molybdates et tungstates de sodium et de potassium impliqués dans la corrosion des aciers à haute température

L’objectif principal de cette étude est de mieux comprendre les réactions chimiques de corrosion à haute température (entre 600 et 950°C), connue sous le nom de « corrosion chaude », lors des procédés de conversion de l'énergie par combustion dans des milieux riches en O-H-S-C-Cl et en sels alcalins. Pour ce faire, nous avons analysé de nombreuses réactions chimiques susceptibles de se produire puis développé un nouveau modèle thermodynamique multicomposant permettant de prédire les phases corrosives susceptibles de se former dans ces environnements. Les installations en acier et en acier inoxydable contenant les éléments d’alliage Ni, Cr, Mo, W et V peuvent être sujettes à ce type de corrosion. Typiquement entre 600 et 950°C, des gaz corrosifs (CO2, SO2, O2, H2O, etc.), des cendres volantes (NaCl, KCl, Na2SO4, K2SO4, Na2CO3, K2CO3, etc.), des dépôts solides, voire des sels fondus, peuvent se former. Les sels fondus pouvant se former sont (NaCl, KCl, Na2SO4, K2SO4, Na2CO3, K2CO3, Na2S2O7, et K2S2O7), (Na2CrO4 et K2CrO4), (Na2MoO4 et K2MoO4), (Na2WO4 et K2WO4), et (Na2Cr2O7, K2Cr2O7, Na2Mo2O7, K2Mo2O7, Na2W2O7, et K2W2O7). Ils déclenchent une série de réactions ayant un impact néfaste sur la durabilité et la performance des équipements utilisés. Les phases solides et liquide faisant intervenir ces sels alcalins sont prises en compte dans le nouveau modèle thermodynamique développé pour le système (NaCl + Na2CO3 + Na2SO4 + Na2S2O7 + Na2CrO4 + Na2Cr2O7 + Na2MoO4 + Na2Mo2O7 + Na2O + KCl + K2CO3 + K2SO4 + K2S2O7 + K2CrO4 + K2Cr2O7 + K2MoO4 + K2Mo2O7 + K2O) (dilué en Na2O et en K2O). Ce modèle permet d’évaluer les conditions limites pouvant favoriser la formation de dépôts de chromates, dichromates, molybdates, et dimolybdates de sodium et de potassium, et d’éventuellement prévenir la formation de ces dépôts.