Corrosion Experiments In Dry Superheated Steam From IDDP-1

The IDDP-1 well in Krafla is the first of its kind in the world because of the high temperature (450° C) and pressure (120 bar) of the dry superheated steam containing H2S, CO2, HCl and HF gases. When the steam condenses it becomes highly corrosive. The studies in this thesis were performed to increase the knowledge of corrosion resistance and lifetime of different materials in the steam from the IDDP-1 well to be able to utilize it for power production. The results showed that the nickel 625 and titanium grade 7 alloys gave the best performance in the IDDP-1 steam. Of the stainless steel materials 254SMO gave the best results and can probably be used in the steam at temperature of 350° C and low pressure. Low carbon steel can be used in the IDDP-1 steam at 350° C at low velocity if there is no risk of condensation taking place. The stainless steel Sanicro 28 showed poor performance in the steam as well as the well-known austenitic stainless steels 304L and 316L which showed SCC in the constant-deformation test at both strain levels and should not be used in the IDDP-1 steam. Ceramic lined carbon steel pipes are probably not suitable for the high temperature and pressure from the IDDP-1 well. Erosion corrosion occurred to a high degree in a carbon steel pipe for high velocity flow (90-100 m/s) and to some extent at the lower velocity (40-50 m/s). Erosion effects were evident in the stainless steel pipes as well but to little extent. Results showed that a direct use of a heat exchanger without prior removal of particles from the steam is possible regarding corrosion and depositions in the pipes. All the specimens tested in the dry superheated steam are corroding to some extent which indicates that some substance in the steam is causing the corrosion and should be subject for future research.

Háhita djúpborholan IDDP-1 í Kröflu er fyrsti sinnar tegundar í heiminum vegna hás hitastigs (450° C) og þrýstings (120 bar) þurru yfirhituðu gufunar sem inniheldur H2S, CO2, HCl og HF gös. Þegar gufan þéttist verður hún mjög tærandi. Rannsókninar í þessari ritgerð voru framkvæmdar til þess að auka þekkingu á tæringarþoli og líftíma mismunandi málma í gufunni frá IDDP-1 holunni til þess að hægt sé að nýta hana til orkuframleiðslu. Niðurstöður sýndu að nikkel melmið 625 og títaníum gerð 7 gáfu bestu niðurstöður úr IDDP-1 gufunni. Af ryðfríu stálunum gaf 254SMO bestu niðurstöðurnar og er líklega hægt að nota í gufunni við 350° hitastig og lágan þrýsting. Niðurstöðurnar benda til þess að svart stál sé nothæft í IDDP-1 gufunni við 350° C og lágan hraða ef það er engin hætta á að þétting eigi sér stað. Ryðfría stálið Sanicro 28 sýndi slæma frammistöðu í gufunni. Vel þekktu austenitic ryðfríu stálin 304L og 316L sýndu spennutæringu í fastri-aflögunar prófinu á báðum spennu stigum og ættu því ekki að vera notuð í IDDP-1 gufunni. Keramik fóðruð svört stál rör henta líklegast ekki fyrir háa hitann og þrýstinginn úr IDDP-1 holunni. Mikil slittæring átti sér stað í svarta stálrörinu með háum hraða (90-100 m/s) og að einhverju leyti með lægri hraða (45-50 m/s). Slit áhrif voru til staðar í ryðfría stálinu en að litlu leyti. Niðurstöður sýndu að mögulegt er að nota varmaskipti beint án þess að skola burt agnir úr gufunni þegar horft er til tæringar og útfellinga í pípunum. Öll sýnin sem prófuð voru í þurru yfirhituðu gufunni eru að tærast að einhverju leyti sem gefur til kynna að eitthvað efni í gufunni er að valda þessari tæringu sem er efni til frekari rannsókna.