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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:2025-12-01 04:30:01

信息摘要:

通过真实工程案例,讲述高熵合金材料如何解决海上风电设备在严酷海洋环境中的腐蚀问题

东海风电场的运维团队在例行检查时,发现塔筒法兰连接处的ASTM A193 B7级高强度螺栓出现了严重的点蚀现象。这些投入使用仅两年的螺栓,在海洋高盐雾环境下表面已产生密集的腐蚀坑,最深处达1.2毫米,远超设备安全标准允许的腐蚀限度。

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,传统马氏体不锈钢螺栓在氯离子环境中发生了明显的晶间腐蚀。能谱分析显示腐蚀产物中铁元素含量高达65%,而铬元素仅剩12%,表明保护性钝化膜已遭到破坏。更令人担忧的是,在螺栓应力集中区域出现了微裂纹,存在断裂风险。

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,建议采用新开发的五元等原子比高熵合金替代传统材料。这种CoCrFeNiMn系高熵合金通过多主元合金设计,形成了稳定的面心立方固溶体结构。实验室数据显示,其在3.5% NaCl溶液中的点蚀电位达到1.15V,远高于传统316L不锈钢的0.28V。

高熵合金解决海上风电螺栓腐蚀难题

工程团队首先对高熵合金螺栓进行了热处理优化,采用1100℃固溶处理配合800℃时效处理,使材料获得最佳强韧性匹配。机加工过程中特别控制了表面粗糙度在Ra0.8以下,避免产生应力集中点。安装时采用专用扭矩扳手,确保预紧力控制在材料屈服强度的70%以内。

经过18个月的实际运行验证,高熵合金螺栓表面仅出现轻微均匀腐蚀,最大腐蚀深度不超过0.05毫米。电化学阻抗谱测试显示其极化电阻保持在10^5 Ω·cm²量级,证明钝化膜保持完整。该项目成功将螺栓服役寿命从原来的2年延长至预计的10年以上,为风电场节省了大量维护成本。