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高熵合金在深海设备腐蚀防护中的突破

作者:常州PA视讯材料科技有限公司N10276 合金板 发布时间:2025-11-26 04:25:02

信息摘要:

一家海洋工程公司面对深海高压腐蚀环境,通过采用定制化耐腐蚀高熵合金解决方案,成功延长设备使用寿命。

南方海洋勘探公司在南海1500米深的海底油气田部署了一套长期监测系统。该系统由多个金属传感器支架和连接部件组成,初始材料为316L不锈钢。在投入使用一年后,例行维护时发现支架表面出现局部点蚀和应力腐蚀裂纹,部分结构因海水氯离子渗透导致厚度减薄达15%。

高熵合金在深海设备腐蚀防护中的突破

技术团队对失效部件进行电镜分析,发现腐蚀主要集中于焊接热影响区。深海环境的高压、低温及微生物活动加速了材料的晶间腐蚀进程。传统不锈钢的铬元素钝化膜在长期动态载荷下稳定性不足,而镍基合金虽耐蚀性更优,但成本较高且加工性能受限。

高熵合金在深海设备腐蚀防护中的突破

PA视讯材料科技接到需求后,提出采用五元系耐腐蚀高熵合金作为替代方案。该材料通过等摩尔配比的铬、钴、镍、钼、铁元素形成稳定单相固溶体结构,其混合熵效应显著抑制了有害金属间化合物的析出。特别设计的纳米晶结构使材料在保持HRC45硬度的同时,延伸率可达25%,优于传统合金的强度-韧性平衡。

高熵合金在深海设备腐蚀防护中的突破

工程团队采用粉末冶金工艺制备出近净成形支架,通过热等静压处理消除内部缺陷。在关键连接部位应用激光熔覆技术沉积0.8mm高熵合金防护层,其与非晶态金属衬底的结合强度达到320MPa。为解决深海低温环境下的氢脆风险,特别控制材料中磷、硫杂质含量至50ppm以下。

新部件在模拟3000米深海环境的高压釜中经历2000小时加速腐蚀试验后,失重率仅为原材料的1/40。实际部署18个月后,拆检显示材料表面仍保持完整钝化膜,最大腐蚀深度不超过5μm。该解决方案使设备维护周期从原来的12个月延长至60个月,同时避免了因材料失效导致的数据监测中断问题。