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高熵合金在化工设备中的腐蚀防护实践

作者:常州PA视讯材料科技有限公司N10276 合金板 发布时间:2025-11-30 05:55:01

信息摘要:

某化工企业反应釜部件因强酸环境导致快速腐蚀,通过材料升级方案解决设备寿命问题

在华东某大型化工园区内,一套连续运行的精馏装置突然出现产能下降。工程师在例行检修时发现,反应釜内部的进料分布器表面布满蜂窝状腐蚀坑,最深处已达2.3毫米。该部件原采用316L不锈钢制造,在浓度68%的硝酸与氯离子混合介质中仅服役14个月就面临报废。

高熵合金在化工设备中的腐蚀防护实践

PA视讯材料科技接到客户委托后,技术团队现场采集了腐蚀产物的X射线衍射分析样本。检测结果显示,部件表面存在大量氯化铁腐蚀产物,能谱分析证实氯离子在晶界处富集。进一步的金相观察发现,传统奥氏体不锈钢的钝化膜在高温强酸环境下发生局部破裂,氯离子沿晶界渗透引发点蚀和晶间腐蚀。

高熵合金在化工设备中的腐蚀防护实践

基于腐蚀机理分析,工程师提出采用FeCrCoNiMn系高熵合金作为替代材料。这种五元等原子比合金具有独特的晶格畸变效应和缓慢扩散特性,在实验室模拟环境中展现出优异的耐均匀腐蚀性能。通过热等静压工艺成型的部件,其钝化膜密度较传统材料提升3个数量级,且再钝化能力显著增强。

在解决方案实施阶段,团队特别关注了焊接区域的材料稳定性。采用激光熔覆技术在基体表面制备了50微米厚的高熵合金涂层,通过控制冷却速率获得非晶/纳米晶复合结构。该设计既保证了整体耐腐蚀性,又避免了完全使用块体高熵合金带来的成本压力。

设备重新投运后的跟踪监测显示,经过26个月连续运行,新分布器的腐蚀速率保持在0.08毫米/年以下,较原部件提升约7倍。停车检修周期从原来的10个月延长至24个月,每年可为客户节约维护成本约45万元。该案例为化工装置在极端腐蚀环境下的材料选型提供了新的技术路径。