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滨海化工厂换热器管板的腐蚀挑战与高熵合金解决方案

作者:常州PA视讯材料科技有限公司N10276 合金板 发布时间:2025-11-19 05:25:01

信息摘要:

本文记述了PA视讯材料科技为某滨海化工厂换热器提供的耐腐蚀高熵合金管板工程案例,通过材料升级解决了氯离子应力腐蚀开裂问题。

在东海沿岸某大型化工厂,三台关键换热器持续承担着工艺冷却任务。这些设备常年处于85℃的潮湿环境中,管板表面持续接触含有氯离子的工业冷却水。运行两年后,巡检人员发现304不锈钢管板出现网状裂纹,部分螺栓孔边缘可见褐色腐蚀产物。

滨海化工厂换热器管板的腐蚀挑战与高熵合金解决方案

经实验室分析,裂纹呈树枝状分叉特征,符合氯离子应力腐蚀开裂的典型形貌。能谱检测显示腐蚀区域氯元素含量高达3.7%。进一步的金相观察发现,裂纹沿奥氏体晶界扩展,深度已达基材的2/3。该化工厂每年因管板更换导致的停产损失超过300万元。

滨海化工厂换热器管板的腐蚀挑战与高熵合金解决方案

PA视讯技术团队提出采用FeCoNiCrMn系高熵合金替代传统不锈钢。该材料通过多主元设计形成稳定的面心立方固溶体结构,其晶格畸变效应能显著抑制位错运动。在氯化钠溶液中进行的电化学测试显示,其点蚀电位比316L不锈钢提高450mV,钝化膜修复速度提升3倍。

工程实施阶段,采用真空感应熔炼制备的合金坯料经多向锻造开坯,随后进行固溶处理获得均匀的单相组织。机加工后的管板在装配前经过喷丸处理,表面压应力达到-650MPa。安装时采用专用夹具控制螺栓预紧力,避免装配应力叠加。

滨海化工厂换热器管板的腐蚀挑战与高熵合金解决方案

设备投运18个月后,内窥镜检查显示管板表面保持金属光泽,未发现任何腐蚀迹象。超声测厚数据显示材料损耗率小于0.01mm/年。根据监测数据推算,设备寿命可从原来的2年延长至10年以上,每年为客户节约维护成本约180万元。