اشتركت شركة مصنعة للمعدات الكيميائية في حل مادي للمكونات التي تعمل في بيئات حمضية وقلوية على حد سواء.

تضمن التطبيق:

• أحماض قوية (مثل H₂SO₄، HCl)
• وسائط قلوية (مثل محاليل NaOH)
• درجات حرارة تشغيل تصل إلى 100 درجة مئوية
• ظروف غمر مستمر مع تحريك السائل

كان المطلب الرئيسي هو تحديد مادة ذاتسلوك تآكل يمكن التنبؤ به واستقرار طويل الأمدفي ظل التعرض الكيميائي المختلط.

لتقييم أداء المواد،تم اختبار عينات من كربيد السيليكون الملبد بدون ضغط (SSiC)في ظل ظروف معملية خاضعة للرقابة:

• نوع الاختبار: غمر مع تحريك مستمر
• المدة: 125-300 ساعة
• مقياس التقييم: فقدان الوزن بسبب التآكل (ملجم/سم²·سنة)

تحاكي هذه الطريقة التعرض طويل الأمد في أنظمة المواد الكيميائية الصناعية.

• 98% H₂SO₄ (100 درجة مئوية): 1.8 ملجم/سم²·سنة
• 85% H₃PO₄ (100 درجة مئوية):<0.2 ملجم/سم²·سنة
• 70% HNO₃ (100 درجة مئوية):<0.2 ملجم/سم²·سنة
• 25% HCl (70 درجة مئوية):<0.2 ملجم/سم²·سنة

تفسير هندسي:
تشير معدلات التآكل الأقل من2 ملجم/سم²·سنةإلى ملاءمتها للتشغيل طويل الأمد مع الحد الأدنى من تدهور المواد.

• 50% NaOH (100 درجة مئوية): 2.5 ملجم/سم²·سنة
• 45% KOH (100 درجة مئوية):<0.2 ملجم/سم²·سنة

النتيجة:
يحافظ SSiC على أداء مستقر في معظم الظروف القلوية، مع معدلات تآكل أعلى قليلاً في بيئات NaOH القوية ولكنها لا تزال ضمن الحدود الصناعية المقبولة.

تحدد مقاومة التآكل لـ SSiC بشكل أساسي من خلال بنيته المجهرية:

• محتوى SiC ≥ 98.5%
• لا توجد مرحلة سيليكون حرة
• مسامية مفتوحة ≈ 0

تؤدي هذه الخصائص إلى:

• لا توجد مرحلة تآكل مفضلة (على عكس RB-SiC)
• مسارات اختراق محدودة للوسائط المسببة للتآكل
• روابط كيميائية مستقرة في البيئات العدوانية

في ظل ظروف مماثلة:

• يظهر كربيد السيليكون المربوط بالتفاعل معدلات تآكل أعلى في الأحماض بسبب السيليكون الحر
• قد تتدهور الألومينا (Al₂O₃) في بيئات حمضية محددة
• يظهر كربيد التنجستن تآكلًا سريعًا في الأحماض القوية

يظهر SSiC معدلات تآكل أقل عبر نطاق أوسع من الظروف الكيميائية.

بناءً على نتائج الاختبار، تم اختيار SSiC لـ:

• مكونات مضخات المواد الكيميائية
• بطانات المفاعلات الداخلية
• أجزاء المبادلات الحرارية

بعد التنفيذ، حقق النظام:

• تشغيل مستقر في ظل التعرض الكيميائي المستمر
• تقليل تكرار الصيانة
• أداء أبعاد ثابت

تؤكد هذه الحالة أن SSiC يوفر مقاومة تآكل موثوقة في كل من البيئات الحمضية والقلوية عندما:

• يبقى معدل التآكل أقل من 2 ملجم/سم²·سنة
• يكون هيكل المادة كثيفًا بالكامل وخاليًا من الأطوار الثانوية

بالنسبة للتطبيقات التي تنطوي على تعرض كيميائي مختلط، يوفر SSiC حلاً ماديًا يمكن التنبؤ به ومستقرًا.