notizie sull'azienda Il ruolo della flange nella cattura del carbonio e nell'economia verde

Mentre il mondo transita rapidamente verso un'economia verde, l'umile flangia metallica si ritrova in prima linea nella tecnologia climatica, svolgendo un ruolo essenziale in sistemi emergenti come Cattura, Utilizzo e Stoccaggio del Carbonio (CCUS). Queste tecnologie sono cruciali per mitigare i cambiamenti climatici e le loro impegnative condizioni operative pongono nuove e specifiche sfide alle flange, spingendo i limiti della scienza dei materiali e della progettazione.

La CCUS prevede la cattura delle emissioni di anidride carbonica (CO2​) da fonti industriali (come centrali elettriche, acciaierie o cementifici), il trasporto del gas e l'utilizzo per processi industriali o l'iniezione in profondità nel sottosuolo per lo stoccaggio a lungo termine.

Le esigenze delle flange nella CCUS:

1. Corrosione da $C{O}^2$ umido:

   • Quando il CO2​ viene miscelato con l'acqua, forma acido carbonico, che è corrosivo per molti gradi comuni di acciaio. Per le flange nelle fasi di cattura e compressione, dove il CO2​ è spesso umido, i materiali devono essere selezionati per resistere a questa corrosione da acido carbonico. Vengono spesso presi in considerazione gradi superiori di acciaio al carbonio con inibitori di corrosione o acciai inossidabili.

2. Alta pressione per il trasporto:

   • Per un trasporto efficiente su lunghe distanze tramite condotte, il CO2​ catturato viene compresso a uno stato supercritico, dove si comporta come un fluido denso. Ciò richiede pressioni estremamente elevate, spesso superiori a 1000 psi e talvolta che raggiungono migliaia di psi. Le flange devono essere classificate per resistere a queste pressioni, spesso richiedendo una classificazione Classe 600 o superiore.

3. Basse temperature per la liquefazione:

   • In alcuni casi, il CO2​ viene trasportato come liquido criogenico. Le flange per questo servizio devono essere realizzate con materiali che mantengono la loro tenacità e sono resistenti alla frattura fragile a temperature molto basse (ad esempio, A350 LF2/LF3 o acciai inossidabili austenitici).

4. Integrità della flangia per il contenimento:

   • L'obiettivo principale di un sistema CCUS è contenere in modo sicuro il CO2​. Una flangia che perde è un fallimento in questa missione, che porta alla perdita del carbonio catturato e compromette l'intero processo. Le flange e le loro guarnizioni devono fornire una tenuta eccezionalmente ermetica e duratura, soprattutto date le dimensioni molecolari più piccole del CO2​ rispetto ai liquidi.

5. Compatibilità dei materiali con le impurità:

   • Il CO2​ catturato spesso non è puro; può contenere tracce di altri gas (ad esempio, H2​S, NOx​, SO2​) che possono essere altamente corrosivi. Le flange devono essere progettate per resistere a questo cocktail di sostanze chimiche aggressive.

Soluzioni di flange specializzate per CCUS:

• Flange a collo saldato: Data la criticità e l'alta pressione del servizio, le flange a collo saldato sono la scelta preferita per la loro integrità superiore.

• Flange Ring Type Joint (RTJ): Per le sezioni ad alta pressione più critiche, le flange RTJ con una tenuta metallo-metallo vengono utilizzate per garantire il massimo contenimento e resistenza allo scoppio.

• Materiali resistenti alla corrosione: Le flange potrebbero essere realizzate in acciaio inossidabile duplex o anche in acciai legati resistenti alla corrosione per parti specifiche del processo.

• Ispezione rigorosa: L'intero sistema, compresa ogni giunzione flangiata, viene sottoposto a un'ispezione meticolosa (ad esempio, NDE, test idrostatici/pneumatici) per garantire la tenuta stagna prima della messa in servizio.

Il ruolo delle flange metalliche nella CCUS è un potente esempio di come un componente apparentemente convenzionale possa essere riproposto per soddisfare le esigenze di una tecnologia nuova e cruciale. Sono i giunti silenziosi e costanti che consentono il trasporto e lo stoccaggio sicuro del carbonio, rendendoli una parte indispensabile della base ingegneristica del nostro futuro sostenibile.