Loading...
6 results
Search Results
Now showing 1 - 6 of 6
- Methodologies for assessing corrosion under dynamic conditions with molten salts in CSP/CST applications [Resumo]Publication . Cunha Diamantino, Teresa; Pedrosa, Fátima; Paiva Luís, Teresa; Figueira Vasques, Isabel; Gil, Mafalda; Navas, M.; Veca, E.ABSTRACT: Renewable energy implementation represents a key point in reversing global warming and climate change. In recent years, there has been an investment in Concentrated Solar Power (CSP) with Energy Storage (TES). Solar Salt is the most energy storage fluid optimized with a melting point of 223 °C and thermally stable up to about 550 °C. One of the most relevant problems in the use of fluids as thermal energy storage is their compatibility with construction materials (pipes, valves and tanks). This fact, combined with high temperatures (300-550 °C) makes the materials more susceptible to corrosion. Static immersion experiments are suited to screen and compare different candidate materials for molten salt applications (Fernández et al., 2019; Gomes et al. 2019), but corrosion rates derived from these experiments might differ significantly from the rates experienced in a real operating environment of a solar plant (Florian et al. 2021). There are currently no specific procedures for evaluating corrosion in molten salts under dynamic conditions, so it is important to develop more practical application conditions to validate methodologies and facilities. The main purpose of this work is to identify the suitable procedures to make a reproducible experimental dynamic corrosion test using an experimental set-up that can vary the velocity of molten salts over a wide range.
- High-temperatures corrosion of AISI 316L and AISI 430 steels in dynamic conditions with molten solar saltPublication . Pedrosa, Fátima; Paiva Luís, Teresa; Figueira Vasques, Isabel; Cunha Diamantino, TeresaABSTRACT: Potassium nitrate and sodium nitrate in mixing proportion of KNO3–NaNO3 40-60 wt% (also called solar salt) has been successfully used for over a decade as a heat storage medium for concentrated solar power plants. At temperatures of 550 ºC, reached in state-of-the-art solar tower systems, corrosion of metallic components in contact with solar salt can become an issue and has caused leaks and plant shut-downs in recently built tower projects. While the corrosion rates of several materials have been determined for different temperatures in static molten salt immersion experiments, there is a lack of corrosion data for dynamic inservice conditions. Fluid dynamics and scale-up are two factors that can influence the corrosion phenomena. In this work, corrosion studies were carried out on austenitic stainless steel (SS) (AISI 316L) and ferritic steel (AISI 430) under dynamic conditions, with long-term immersion in solar salt, on a pilot scale. It was found that AISI 316L steel forming more adherent oxides, presented a significantly lower corrosion rate than the AISI 430 steel, due to the formation of a protective FeCr2O4 layer, making it less susceptible to corrosion. The measured corrosion rates are presented and compared to static corrosion tests.
- Corrosão dos aços AISI 316L e AISI 430 em contacto com sais fundidos de carbonatos para armazenamento de energia térmica [Comunicação oral]Publication . Gil, Mafalda; Pedrosa, Fátima; Paiva Luís, Teresa; Figueira Vasques, Isabel; Cunha Diamantino, TeresaRESUMO: Os desafios da transição energética e a tendência crescente da eletrificação da economia implicam uma clara aposta no aumento da utilização de energias renováveis. Nesse sentido, os sistemas de concentração de energia solar (CSP) ganharam considerável relevância na conversão de energia solar térmica em energia elétrica [1]. Com o crescente desenvolvimento e implementação destas tecnologias que utilizam fluidos de transferência de calor (misturas de sais fundidos) para armazenar energia térmica, tem-se revelado cada vez mais premente estudar a durabilidade, a corrosão e a compatibilidade dos materiais estruturais em contacto com estes fluidos, quando submetidos a altas temperaturas [2]. O presente trabalho tem como objetivo estudar as velocidades e os mecanismos de corrosão de dois aços inoxidáveis, o austenítico AISI 316L e o ferrítico AISI 430, em contacto com uma mistura eutéctica de sal fundido de carbonatos de lítio, sódio e potássio, em ensaios de longa duração a 650 °C. A seleção destes dois aços inoxidáveis teve por base as suas diferenças, tanto nas características intrínsecas, como no custo associado a cada um deles. A avaliação da velocidade de corrosão foi efetuada por gravimetria através da metodologia descrita na ISO 17245:2015 [3]. Para ambos os aços, a evolução da velocidade segue uma cinética parabólica apresentando o AISI 430 uma velocidade superior.
- Influência da metodologia experimental de remoção de óxidos na avaliação da velocidade de corrosão de aços inoxidáveis em contacto com sais fundidos [Resumo]Publication . Pedrosa, Fátima; Cunha Diamantino, Teresa; Gil, Mafalda; Paiva Luís, Teresa; Figueira Vasques, IsabelRESUMO: Um dos pontos fulcrais na utilização de sais fundidos como fluidos de armazenamento de energia térmica nas tecnologias de concentração de energia solar é a sua compatibilidade com os materiais estruturais metálicos. A corrosão dos materiais metálicos, tanto ao nível dos tanques de armazenamento de energia térmica, como ao nível das tubagens onde circulam estes fluídos, é um dos grandes desafios destas centrais, principalmente pelos custos envolvidos na utilização de materiais resistentes à corrosão e pelos riscos de funcionamento das centrais devido aos entupimentos provocados pelos óxidos formados no processo corrosivo ao longo do tempo. Assim, nos últimos anos têm-se realizado muitos estudos de avaliação de velocidades e dos mecanismos de corrosão- de várias ligas metálicas em contacto com sais fundidos a altas temperaturas [1,2], que demonstram uma enorme disparidade de resultados publicados devido às diferentes metodologias experimentais e aos diferentes tempos de ensaio testados a nível laboratorial. Com este trabalho, pretende-se esclarecer a influência que a metodologia experimental tem no cálculo da velocidade de corrosão e qual é que deve ser seguida para obter resultados fidedignos que possam contribuir para uma adequada seleção de materiais aquando da construção e manutenção de uma central de concentração solar.
- Corrosividade de sais de lítio para armazenamento de energia em centrais de concentração solarPublication . Gil, Mafalda; Pedrosa, Fátima; Paiva Luís, Teresa; Figueira Vasques, Isabel; Lourenço, Maria José V.; Cunha Diamantino, TeresaRESUMO: O presente trabalho tem como objetivo estudar a corrosão de um aço inoxidável em contacto com um fluido de transferência de calor alternativo, para que possa ser utilizado como material estrutural no sistema de armazenamento de energia térmica numa central de energia solar de concentração (CSP). A atividade experimental envolveu a imersão do aço AISI 316L, em condições estáticas, numa mistura de sal ternário com Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 (32,1; 33,4; 34,5 % m/m) durante 3000 h a 650 °C. A perda de massa ao longo do tempo de exposição é elevada com um aumento linear a partir das 120 horas de exposição. Através das técnicas SEM/EDS e DRX foi possível verificar a existência de várias camadas de óxidos com diferentes composições químicas, o que aliado ao aumento das suas espessuras ao longo do tempo, permitiu compreender os mecanismos de corrosão envolvidos. As amostras de sal retiradas ao longo do tempo foram caracterizadas por DSC e comparadas com a mistura pura de modo avaliar a sua estabilidade.
- Thermoelectric Properties of Tetrahedrites Produced from Mixtures of Natural and Synthetic MaterialsPublication . Santos, Beatriz; Esperto, Luís; Figueira Vasques, Isabel; Mascarenhas, João; Lopes, E.B.; Salgueiro, Rute; Silva, Teresa; Correia, Jose B.; de Oliveira, Daniel Pipa Soares; Pereira Gonçalves, Antonio; Neves, FilipeABSTRACT: Thermoelectric materials have considerable potential in the mitigation of the global energy crisis, through their ability to convert heat into electricity. This study aims to valorize natural resources, and potentially reduce production costs, by incorporating tetrahedrite-tennantite (td) ores from the Portuguese Iberian Pyrite Belt into synthetic samples. The ore samples were collected in a mine waste at Barrig & atilde;o and as "dirty-copper" pockets of ore from the Neves Corvo mine. Subsequently, high-energy ball milling and hot pressing were employed in the production of thermoelectric materials. These are characterized by XRD, SEM/EDS, and thermoelectrical properties. The complete dissolution of the dump material sulfides with the synthetic tetrahedrite constituents led to an increase in the amount of the tetrahedrite-tennantite phase, which was made up of a tetrahedrite-tennantite-(Fe) solid solution. The thermoelectric characterization of these materials is provided, revealing that most of the combined synthetic ore samples displayed better results than the pristine tetrahedrite, mostly due to higher Seebeck coefficient values. Furthermore, the best thermoelectric performance is achieved with 10% of ore, where a power factor of 268 mu W.K-2.m-1 is reached at room temperature.