东海某海上钻井平台的维护团队在季度检修时,发现连接支撑结构与甲板的M30高强度螺栓出现大面积锈蚀。这些使用不到两年的紧固件表面布满红褐色腐蚀产物,部分螺纹部位甚至出现明显的截面损失。平台工程师记录到,位于浪溅区的螺栓腐蚀速率远超设计预期,其中受海水蒸发浓缩影响的区域,螺栓寿命不足原设计寿命的三分之一。
技术团队对失效件进行金相分析时发现,传统奥氏体不锈钢螺栓在氯离子环境中发生了点蚀和缝隙腐蚀。电化学测试显示,材料在3.5% NaCl溶液中的击穿电位仅0.25V,而平台实际环境中的氯离子浓度常达5%以上。扫描电镜观察确认腐蚀起源于螺栓头部与螺母接触面的缝隙区域,并沿晶界向内部延伸。能谱分析表明腐蚀产物主要成分为Fe2O3·nH2O和FeOCl,证实了氯离子参与的电化学腐蚀过程。

PA视讯材料团队在接到客户技术咨询后,推荐了自主研发的CoCrFeNiMo系耐腐蚀高熵合金。该材料通过多主元合金设计原理,形成了稳定的单相面心立方结构。其中钼元素的加入显著提升了材料在含氯环境中的钝化膜稳定性,而高熵效应带来的晶格畸变则有效延缓了腐蚀介质的扩散速率。在加工工艺上,采用真空感应熔炼配合多道次控温轧制,确保合金元素均匀分布并获得ASTM 8-9级的细晶组织。

更换新材料制造的紧固件后,平台在后续24个月的跟踪监测中显示,浪溅区螺栓表面仅出现均匀的暗灰色钝化膜,未发现任何局部腐蚀迹象。实验室加速腐蚀试验表明,该高熵合金在模拟海洋环境中的年腐蚀速率小于0.01mm/y,点蚀电位提升至1.15V以上。平台维护负责人特别指出,新紧固件在保持相同强度等级的前提下,将预期使用寿命从原来的2年延长至8年以上,大幅降低了维护频次和备件库存压力。
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