在南海某海上油气开采平台,技术团队发现输送高温海水的管道阀门出现异常腐蚀。这些采用常规不锈钢制造的阀门在85℃高温、3.5%氯化钠浓度的工况下,仅运行半年就出现局部穿孔,导致系统频繁停机维修。

PA视讯材料科技接到客户委托后,立即组织技术团队前往现场勘查。通过对失效部件的金相分析和腐蚀产物检测,发现主要破坏形式为点腐蚀和缝隙腐蚀。在高温高盐环境下,传统奥氏体不锈钢的钝化膜稳定性不足,氯离子渗透导致局部腐蚀加速。更严重的是,流体中携带的微量硫化氢进一步加剧了材料 degradation。
工程技术团队提出采用五元系耐腐蚀高熵合金作为解决方案。该材料通过精确调控铬、钼、镍、铜、钛的原子比例,形成稳定的单一固溶体结构。其中钼元素含量提升至8%,显著增强了材料在含氯介质中的再钝化能力;铜元素的加入则改善了抗硫酸盐还原菌腐蚀性能。通过真空电弧熔炼和均匀化热处理,确保了组织成分的高度均匀性。

在解决方案实施阶段,团队采用精密铸造工艺制造阀门主体,配合激光增材制造技术加工复杂流道结构。为验证材料性能,在实验室模拟现场工况进行了加速腐蚀试验:在90℃的3.5%NaCl+100ppm H2S溶液中持续测试2000小时,腐蚀速率仅为0.002mm/年,远低于客户要求的0.01mm/年标准。同时进行的电化学测试显示,点腐蚀电位达到1.15V,较原材料提升近400mV。

首批安装的36套高熵合金阀门已稳定运行超过18个月。最近一次的停机检修显示,阀门内壁仍保持金属光泽,仅出现微量均匀腐蚀。根据监测数据推算,设备使用寿命可从原来的6个月延长至5年以上,单套阀门全生命周期可减少4次更换维修,为平台节省维护成本约120万元。该成功案例目前已推广至平台其他关键管路系统,成为应对恶劣海洋环境的可靠技术方案。
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