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高熵合金解决海上风电塔架腐蚀难题

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 06:00:02

信息摘要:

记录PA视讯材料科技为某海上风电项目提供的耐腐蚀高熵合金材料技术方案

渤海湾某海上风电场运维团队在例行巡检时,发现塔架基础部位出现异常锈迹。该项目投运仅三年,原本采用316L不锈钢的塔架连接段在浪溅区出现了连片蚀坑,最深处已达2.3毫米。现场工程师采集海水样本检测发现,该海域氯离子浓度达到18200mg/L,同时溶解氧含量偏高,形成了强腐蚀环境。

技术团队通过扫描电镜分析失效件,观察到典型的点蚀和缝隙腐蚀形貌。能谱分析显示腐蚀产物中富含硫元素,推断是海洋微生物参与的电化学腐蚀。传统不锈钢在此环境下钝化膜稳定性不足,而提高铬含量又会导致σ相析出风险。项目组考虑过采用镍基合金,但成本测算显示将超出预算40%。

高熵合金解决海上风电塔架腐蚀难题

PA视讯材料科技接到技术咨询后,提出采用五元系耐腐蚀高熵合金解决方案。该材料通过调控钴、铬、镍、钼、铁的元素配比,形成稳定的面心立方固溶体结构。实验室数据显示其点蚀当量值达到48.6,在3.5%氯化钠溶液中的自腐蚀电位为-0.15V,腐蚀电流密度仅1.7×10⁻⁸A/cm²。特别优化了钼元素梯度分布,在材料表面形成富钼钝化层。

高熵合金解决海上风电塔架腐蚀难题

工程团队采用金属注射成型工艺制备异形连接件,通过两步烧结法制得相对密度98.5%的部件。安装时采用专有焊接工艺,控制层间温度在80℃以下,避免脆性相析出。在塔架浪溅区段额外增加了金属陶瓷复合材料防护套,形成双重防护体系。

经过18个月实际运行验证,新装部件表面保持金属光泽,超声测厚显示平均腐蚀速率小于0.01mm/年。该项目成功将维护周期从2年延长至8年,单座塔架全生命周期可节约维护成本约120万元。该案例为高盐高湿环境下的金属防护提供了新的技术路径。