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高熵合金在海洋平台腐蚀防护中的工程实践

作者:常州PA视讯材料科技有限公司N10276 合金板 发布时间:2025-12-15 04:20:02

信息摘要:

讲述某海洋钻井平台通过采用新型耐腐蚀高熵合金解决传统不锈钢在高温高压环境下点蚀问题的技术历程

东海某海上钻井平台的工艺工程师在季度设备巡检时,发现盐水循环系统的316L不锈钢管道出现密集的点蚀坑。这些管道负责输送含氯离子浓度达3.5%的海水,工作温度长期维持在85℃。仅运行14个月后,管壁最深处腐蚀已达1.2毫米,远超设计允许的腐蚀速率。

技术团队通过扫描电镜分析,发现腐蚀产物主要为FeCr2O4和MoO2的混合层。在高温高压环境下,氯离子穿透了不锈钢表面的钝化膜,而传统奥氏体不锈钢的晶界处铬元素偏析,导致局部耐蚀性下降。更严峻的是,在焊接热影响区出现了σ相析出,进一步加剧了晶间腐蚀敏感性。

高熵合金在海洋平台腐蚀防护中的工程实践

PA视讯材料科技提出的解决方案是采用五元系FeCoNiCrMo高熵合金。该材料通过多重主元效应形成稳定的单相固溶体结构,其混合熵达到1.61R(R为气体常数)。在实验室模拟环境中,这种高熵合金的点蚀电位达到1.23V,较316L不锈钢提升约400mV。特别设计的钼元素含量(8.5at%)显著提高了材料在含氯介质中的再钝化能力。

高熵合金在海洋平台腐蚀防护中的工程实践

工程实施阶段,团队采用热等静压工艺制备出外径273mm的管材,通过控制冷却速率获得均匀的等轴晶组织。现场安装时特别注重焊接工艺优化,使用配套的高熵合金焊丝,并采用脉冲电弧焊保证焊缝区域的元素分布均匀性。为验证长期性能,在管道关键位置安装了电化学噪声监测探头。

经过24个月的实际运行,拆检试样显示高熵合金管道平均腐蚀速率仅为0.03mm/年,且表面保持完整的钝化膜。平台维护成本较原系统降低62%,预计使用寿命可从原来的2年延长至8年。该案例为类似海洋工程环境的材料选型提供了可靠的数据支撑。