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滨海化工厂冷却系统的腐蚀挑战与耐腐蚀高熵合金解决方案

作者:常州PA视讯材料科技有限公司N10276 合金板 发布时间:2025-12-12 06:05:02

信息摘要:

本文通过PA视讯材料科技有限公司为某滨海化工厂提供的耐腐蚀高熵合金案例,讲述特种金属在极端环境下的工程应用故事。

三月的黄海之滨,某大型化工厂的冷却系统控制室内,设备主管王工盯着监控屏幕上跳动的压力数据皱紧了眉头。这座承担着年产30万吨化工原料的工厂,其核心冷却管路正以超预期的速度被海水腐蚀——原本设计使用寿命15年的304不锈钢管道,在含氯离子浓度高达3.5%的海水持续冲刷下,仅三年就出现了大面积点蚀和缝隙腐蚀。

技术团队拆解送检的故障管段显示,腐蚀最严重的区域集中在管壁与支架接触部位,这些地方形成的氧浓度电池效应加速了材料劣化。光谱分析报告指出,管道内壁已出现深度达1.2mm的腐蚀坑,局部区域甚至发生了穿壁泄漏。更棘手的是,传统不锈钢在此环境下的钝化膜极不稳定,每次设备停启都会引发新的腐蚀循环。

滨海化工厂冷却系统的腐蚀挑战与耐腐蚀高熵合金解决方案

PA视讯材料科技有限公司的工程师在实地勘查后,提出了基于多主元设计理念的耐腐蚀高熵合金替代方案。这种由五种以上金属元素以等摩尔比构成的新型合金,其高构型熵效应使晶体结构趋于稳定,在含氯介质中能形成致密的钝化膜。实验室数据表明,该材料在模拟海水环境下的点蚀电位比316L不锈钢高出300mV以上,临界点蚀温度更是达到85℃。

滨海化工厂冷却系统的腐蚀挑战与耐腐蚀高熵合金解决方案

工程团队最终选用了Al0.3CoCrFeNi系列高熵合金制备冷却系统关键管段。通过真空感应熔炼工艺确保成分均匀性,采用热挤压成型控制晶界分布,并在内表面施加喷丸处理以诱发压应力层。安装时特别设计了绝缘支架,避免异种金属接触导致的电偶腐蚀。针对管件连接部位,开发了专属焊接工艺以保证焊缝区的耐蚀性不劣于母材。

滨海化工厂冷却系统的腐蚀挑战与耐腐蚀高熵合金解决方案

系统改造完成18个月后,最新超声检测数据显示管道壁厚损失仅为0.05mm,远低于行业允许的年腐蚀率标准。工厂因腐蚀导致的非计划停机次数从年均6次降为零,每年节省维护费用超百万元。这个案例印证了通过材料创新解决工程痛点的价值,也为沿海工业设施的材料选型提供了新思路。