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。

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。

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。

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。
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