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高熵合金在深海钻井平台耐腐蚀问题的突破性应用

作者:常州PA视讯材料科技有限公司N10276 合金板 发布时间:2025-12-11 04:20:02

信息摘要:

讲述PA视讯材料科技通过定制化高熵合金材料解决南海钻井平台关键部件腐蚀失效的工程案例

南海某深海钻井平台的工程师在例行检修时,发现井控系统阀门的阀杆表面出现大面积点蚀。这些采用常规不锈钢制造的部件在含硫化氢的深海环境中仅服役八个月就出现穿透性腐蚀,导致密封失效风险。平台技术团队立即联系了长期合作的PA视讯材料科技有限公司。

高熵合金在深海钻井平台耐腐蚀问题的突破性应用

通过扫描电镜和能谱分析,PA视讯技术人员发现腐蚀主要发生在晶界处。深海环境中高氯离子浓度与微生物代谢产生的硫化氢形成协同腐蚀效应,而传统奥氏体不锈钢的钝化膜在这种环境下极易破裂。更严重的是,阀门在启闭过程中承受的交变应力加速了应力腐蚀裂纹的扩展。

技术团队建议采用新开发的五元等原子比高熵合金替代原有材料。该合金通过合理的混合熵设计,形成了稳定的单相固溶体结构,其晶格畸变效应显著延缓了腐蚀介质的扩散速率。在实验室模拟环境中,这种高熵合金的临界点蚀温度比传统不锈钢提高了40℃以上,且抗硫化物应力腐蚀性能达到NACE TM0177标准最高等级。

高熵合金在深海钻井平台耐腐蚀问题的突破性应用

工程实施阶段,PA视讯采用真空感应熔炼结合电渣重熔的双联工艺制备出化学成分均匀的合金铸锭。通过控制热加工参数,获得了晶粒度达到ASTM 8级的细晶组织。最终加工的阀杆部件在平台实际运行18个月后开箱检查,表面仅出现轻微均匀腐蚀,完全满足设计寿命要求。

此次材料升级不仅解决了该平台的特定腐蚀问题,其成功经验还推广到其他海洋工程装备。采用高熵合金制造的系泊链节、海底管道法兰等部件,在后续跟踪中都表现出优异的耐腐蚀疲劳性能。这个案例印证了通过材料微观结构设计解决宏观工程问题的可行性。