Étude de cas : Validation de la résistance chimique du SSiC dans des environnements acides et alcalins
Un fabricant d'équipement chimique avait besoin d'une solution de matériau pour les composants fonctionnant dans des environnements acides et alcalins.
La demande concernait:
- Acides forts (par exemple, H2SO4, HCl)
- Médias alcalins (par exemple, solutions de NaOH)
- Températures de fonctionnement jusqu'à 100 °C
- Conditions d'immersion continue avec agitation du fluide
L'exigence essentielle était d'identifier un matériaucomportement de corrosion prévisible et stabilité à long termesous une exposition chimique mixte.
Pour évaluer les performances du matériau,composants de carbure de silicium sintré sans pression (SSiC)ont été testés dans des conditions de laboratoire contrôlées impliquant une immersion continue et une agitation chimique.
- 98% H2SO4 (100°C): 1,8 mg/cm2·an
- 85% H3PO4 (100°C): < 0,2 mg/cm2·an
- 70% de HNO3 (100°C): < 0,2 mg/cm2·an
- 25% de HCl (70°C): < 0,2 mg/cm2·an
Interprétation technique:
Taux de corrosion inférieurs2 mg/cm2·anindiquer l'aptitude à un fonctionnement à long terme avec une dégradation minimale des matériaux.
- 50% de NaOH (100°C): 2,5 mg/cm2·an
- 45% de KOH (100°C): < 0,2 mg/cm2·an
Résultat:
Le SSiC conserve des performances stables dans la plupart des conditions alcalines, avec des taux de corrosion légèrement plus élevés dans des environnements à forte teneur en NaOH, mais toujours dans des limites industrielles acceptables.
La résistance à la corrosion dematériaux SSiC densesest principalement déterminée par leur porosité proche de zéro et l'absence de phases de silicium libre.
Comparé àmatériaux de carbure de silicium (RB-SiC) liés par réaction, le SSiC présente des taux de corrosion plus faibles dans des environnements fortement acides en raison de sa microstructure dense et de l'absence de silicium libre résiduel.
Après la mise en œuvreComposants résistants à la corrosion SSiC, le système a obtenu un fonctionnement plus stable à long terme et une fréquence d'entretien réduite sous une exposition chimique continue.
Après mise en œuvre, le système a permis d'atteindre:
- Fonctionnement stable sous exposition chimique continue
- Réduction de la fréquence de maintenance
- Performance dimensionnelle cohérente
Ce cas confirme que le SSiC offre une résistance fiable à la corrosion dans les environnements acides et alcalins lorsque:
- Le taux de corrosion reste inférieur à 2 mg/cm2·an
- La structure du matériau est entièrement dense et exempte de phases secondaires.
Pour les applications impliquant une exposition chimique mixte, le SSiC offre une solution de matériau prévisible et stable.
Le carbure de silicium sintré sans pression (SSiC) est largement utilisé dans:
- systèmes de traitement chimique,
- composants de pompes résistantes aux acides,
- revêtements de réacteurs,
- et équipement d'échangeur de chaleur.
Les principaux avantages sont les suivants:
- une excellente résistance aux acides et aux alcalis,
- une porosité proche de zéro,
- une grande stabilité structurelle,
- et une longue durée de vie sous exposition chimique continue.
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