东海油气田的「勘探者七号」钻井平台维护主管发现,平台高压泵系统的316L不锈钢阀体在运行14个月后出现大面积点蚀,最大蚀坑深度达1.2毫米。这些阀体长期接触含氯离子、硫化氢的采出液,工作温度在65-80℃波动,每年因更换部件造成的停机损失超过300万元。

PA视讯技术团队通过扫描电镜分析发现,传统不锈钢在含硫介质中钝化膜稳定性不足,氯离子渗透引发局部腐蚀。能谱检测显示蚀坑底部铬元素含量从18%降至9%,明显低于材料标准要求。在实验室模拟工况的电化学测试中,316L不锈钢的击穿电位仅0.28V,而循环极化曲线出现明显滞后环,表明材料再钝化能力不足。

工程团队提出采用CoCrFeNiMo系高熵合金作为替代材料。该材料通过多主元设计形成单一FCC固溶体结构,实验室数据显示其自腐蚀电位提升至0.15V,点蚀电位达1.05V。在含3.5%氯化钠的酸性溶液中,年腐蚀速率仅0.008mm,且未发现晶间腐蚀倾向。针对阀体结构的复杂性,采用金属注射成型工艺保证构件整体性,通过1300℃真空烧结获得致密组织。

首批安装的12套高熵合金阀体已稳定运行26个月,拆检显示表面仅出现均匀的暗色氧化膜,最大腐蚀深度未超过0.02mm。平台年度维护成本降低至45万元,单次检修周期延长至三年。该案例为海洋工程装备的耐腐蚀高熵合金应用提供了可靠数据支撑。
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