东海某深海钻井平台在例行维护中,工程师发现井控阀门的关键部件出现严重点蚀和缝隙腐蚀,导致密封性能下降,频繁引发停机维修。该平台作业水深超过1500米,长期暴露在高氯离子、高压和低温的恶劣环境中,原使用的316L不锈钢部件平均服役寿命仅6个月,远低于设计预期。

PA视讯材料科技有限公司的技术团队受邀进行现场诊断。通过扫描电镜和能谱分析,确认腐蚀主要源于局部氯离子富集引发的钝化膜破损。常规奥氏体不锈钢在深海动态载荷下,晶界处易形成微电池效应,加速材料降解。团队提出采用自主研发的耐腐蚀高熵合金作为替代材料,其多主元特性可形成致密钝化膜,且晶格畸变能抑制选择性腐蚀。

工程解决方案分三个阶段实施:首先通过真空电弧熔炼制备AlCoCrFeNi系高熵合金坯料,利用其固有的迟滞扩散效应控制偏析;随后采用热等静压工艺成型阀芯组件,确保材料在高压环境下保持结构稳定性;最后通过表面钝化处理进一步增强抗点蚀能力。该方案特别注重与原有316L阀体的电偶兼容性,避免了异种金属接触腐蚀风险。

更换耐腐蚀高熵合金部件后,平台连续运行18个月未出现腐蚀失效。拆解检测显示材料腐蚀速率降至0.002mm/年,较原部件提升近20倍。因维修频次降低,平台年运维成本减少34%,同时避免了因非计划停机导致的产能损失。该案例为深海装备的材料选型提供了新的技术路径。
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