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高熵合金解决海上风电螺栓腐蚀难题

作者:常州PA视讯材料科技有限公司N10276 合金板 发布时间:2025-12-14 05:45:02

信息摘要:

通过特种金属材料升级案例,讲述海上风电平台紧固件在严苛环境下的腐蚀问题与工程解决方案

东海某海上风电场运维团队在季度检修时,发现塔筒连接段的ASTM A320 L7系列合金钢螺栓出现大面积点蚀。这些服役仅一年半的紧固件表面布满锈迹,部分螺纹部位腐蚀深度已达0.8毫米,远超GB/T 5779.1规定的极限值。现场工程师记录到最严重区域位于潮差带,该处螺栓同时承受海浪飞溅、盐雾凝露和微生物附着三重腐蚀因素。

高熵合金解决海上风电螺栓腐蚀难题

技术团队通过扫描电镜分析发现,传统马氏体不锈钢的钝化膜在氯离子持续侵蚀下发生局部破裂。能谱检测显示腐蚀产物中氯元素含量高达3.7%,且裂纹深处检测到硫氧化菌代谢物。金相检验进一步揭示材料晶界处存在σ相析出,这种硬脆相导致应力腐蚀开裂敏感性显著升高。

高熵合金解决海上风电螺栓腐蚀难题

PA视讯材料科技接到技术咨询后,提出采用FeCoNiCrMn系高熵合金作为替代方案。该材料通过多主元合金设计形成稳定的面心立方固溶体结构,在实验室盐雾测试中表现出优异的耐点蚀性能。针对螺栓制造工艺,研发团队特别优化了金属注射成型技术,利用纳米晶金属粉末制备出全致密坯件,再通过热等静压处理消除内部缺陷。

新制备的高熵合金螺栓在威海海洋腐蚀试验站进行对比测试。经过12个月实海挂片,样品表面仅出现轻微变色,失重率比原材质降低92%。电化学测试显示其自腐蚀电位正移380mV,点蚀击穿电位达到1.23V。装机18个月后的拆检证实,所有紧固件螺纹轮廓保持完整,未发现任何应力腐蚀裂纹。

高熵合金解决海上风电螺栓腐蚀难题

该案例成功将高熵合金的应用领域拓展至海洋工程紧固件。基于材料数据库建立的腐蚀预测模型显示,在同等工况下新材料的服役寿命可达传统材料的5倍以上。目前这项技术已推广至多个沿海风电项目,并为海上平台结构件材料选型提供了新的技术路径。