Nel 1995, il Thermal Spray ad alta velocità era già una tecnologia consolidata in un ambiente di applicazione altamente controllato in officina. Era usato per applicazioni specializzate su componenti di aeromobili, valvole e altre apparecchiature simili. Gli utilizzatori di questa tecnologia iniziarono a chiedersi se potesse essere effettivamente applicata in cantiere, su asset fissi già esistenti in situ.
All'epoca era già esistente la tecnologia di applicazione in cantiere, sebbene si trattasse di una tecnologia di tipo diverso. La spruzzatura ad arco con doppio filo (TWAS) o la metallizzazione a spruzzo con alluminio (TSA), sono entrambe tecnologie Thermal Spray a bassa velocità che tuttavia non sono in grado di produrre rivestimenti affidabili in ambienti critici di erosione/corrosione in strutture fisse come imbarcazioni, torri, colonne o caldaie di centrali elettriche. Le attrezzature e la tecnologia Thermal Spray ad alta velocità esistenti non potevano essere introdotte in cantiere in modo efficace o economico.
Soluzione identificata
Intorno al 1995 una manciata di ingegneri affrontò quel problema e portò in cantiere la tecnologia Thermal Spray ad alta velocità. Fu implementata con successo nell'industria petrolifera e del gas a valle, originariamente in Sudafrica, e alla fine degli anni '90 questa tecnologia diventò globale e fu adottata dalle multinazionali dell'energia.
L'High Velocity Thermal Spray (HVTS), noto anche come rivestimento in lega ad alta velocità, ha continuato a evolversi. Atomizzare il filo in un flusso di gas supersonico è stato il primo pezzo del puzzle. Questo sviluppo tecnico ha prodotto una tecnologia di superficie che ha funzionato bene con materiali di saldatura comunemente usati in ambienti corrosivi ad alta temperatura come nei settori della cellulosa e della carta e del carbone dell'epoca.
Nuovi ostacoli
In quella fase IGS, insieme ai clienti chiave, stava esplorando il più ampio utilizzo della tecnologia in altri settori industriali come il settore O&G a monte. Scoprirono presto che la spruzzatura di materiali di base in lega di alluminio con un processo ad alta velocità produceva particelle che si ossidavano in volo creando una microstruttura applicata con percorsi di permeabilità per la corrosione. Sebbene questo non fosse un problema per le applicazioni in presenza di erosione ad alta temperatura, era un problema fondamentale per ambienti con agenti corrosivi, ad es. cloro o zolfo, tra le altre sostanze corrosive.
Sviluppo del materiale
All'inizio degli anni 2000, IGS ha intrapreso importanti lavori di ricerca e sviluppo per sviluppare nuovi materiali per Thermal Spray ad alta velocità, che controllassero l'integrità della lega durante il processo di applicazione. In questo modo la microstruttura applicata sarebbe stata adatta all'ambiente di servizio dell'asset. Il progetto R&D si concentrava sulla permeabilità delle microstrutture applicate con Thermal Spray ad alta velocità, valutando la resistenza dei materiali applicati alla permeazione di fluidi aggressivi/corrosivi e la forma delle particelle depositate che vengono spruzzate e controllando le tensioni residue.
A seguito dello sviluppo di leghe di materie prime su misura, il Thermal Spray ad alta velocità avrebbe cessato di essere una soluzione solo per le applicazioni in officina se fosse stato possibile assicurarne l'affidabilità a lungo termine. Oggi è diventata una tecnologia di superficie che può essere efficacemente utilizzata in cantiere come rivestimento barriera duraturo contro la corrosione, durante fermi impianto o risanamenti, riducendo il percorso critico e garantendo affidabilità duratura negli ambienti operativi più difficili.
Successo dove gli altri hanno fallito
Man mano che l'adattamento di questa tecnologia continuava a crescere, gli operatori degli impianti O&G (sia a monte sia a valle), petrolchimici, dell'energia da biomassa e rifiuti hanno iniziato a riconoscerlo come un'ottima barriera contro l'erosione/corrosione per proteggere il materiale di base dei loro impianti. Un esempio fornito dalla Swedish Energy company illustra in dettaglio le prestazioni di questa soluzione nel corso degli anni.
Laboratorio vs. cantiere
Un altro importante pezzo del puzzle era progettare le attrezzature per l'applicazione in modo tale che potessero produrre un'appropriata barriera contro la corrosione in cantiere. Per gli asset, come serbatoi di processo, torri e colonne, i rivestimenti organici iniziarono ad essere accettati, ma i risultati furono vari e, a volte, inconsistenti. Complessi meccanismi di polimerizzazione, rigide procedure applicative e propensione ai danni meccanici spinsero gli operatori a cercare soluzioni più affidabili, robuste e di maggiore durata, evitando i costi e i tempi tipicamente associati al rivestimento metallico saldato in situ.
Per ridurre al minimo i tempi di consegna e prolungare la durata degli impianti, gli operatori a monte e a valle adottarono la tecnologia Thermal Spray ad alta velocità, usata con successo in tutto il mondo.
Il futuro del rivestimento in lega ad alta velocità
Lo sviluppo di questa tecnologia è ancora in corso, soprattutto in nuove aree, come i settori dei termovalorizzatori e petrolchimici. Lo sviluppo di nuovi processi, la sperimentazione di nuove fonti di carburante e l'utilizzo di rifiuti come fonte di carburante è un importante passo successivo nel nostro movimento di sostenibilità globale. I nuovi materiali e le nuove tecnologie, tuttavia, rappresentano una sfida unica per progettisti e operatori in termini di erosione/corrosione imprevista e accelerata. Le soluzioni comprovate e robuste per la protezione delle superfici, che possono essere utilizzate in cantiere entro i piani di manutenzione programmata, sono quindi viste come una gradita alternativa alla ripetuta sostituzione delle apparecchiature.