Un produttore di apparecchiature chimiche richiedeva una soluzione di materiale per componenti che funzionano sia in ambienti acidi che alcalini.

La domanda riguardava:

• Acidi forti (ad esempio, H2SO4, HCl)
• Mezzi alcalini (ad esempio, soluzioni di NaOH)
• Temperature di funzionamento fino a 100 °C
• Condizioni di immersione continua con agitazione del fluido

Il requisito fondamentale era quello di identificare un materiale concomportamento corrosivo prevedibile e stabilità a lungo terminesotto esposizione a sostanze chimiche miste.

Per valutare le prestazioni dei materiali,Carburo di silicio sinterizzato senza pressione (SSiC)i campioni sono stati testati in condizioni di laboratorio controllate:

• Tipo di prova: immersione con agitazione continua
• Durata: 125 ‰ 300 ore
• Metrica di valutazione: perdita di peso per corrosione (mg/cm2·anno)

Questo metodo simula l'esposizione a lungo termine nei sistemi chimici industriali.

• 98% H2SO4 (100°C): 1,8 mg/cm2·anno
• 85% H3PO4 (100°C): < 0,2 mg/cm2·anno
• 70% di HNO3 (100°C): < 0,2 mg/cm2·anno
• 25% HCl (70°C): < 0,2 mg/cm2·anno

Interpretazione tecnica:
Tassi di corrosione inferiori2 mg/cm2·annoindicare l'idoneità al funzionamento a lungo termine con un minimo di degradazione dei materiali.

• 50% di NaOH (100°C): 2,5 mg/cm2·anno
• 45% KOH (100°C): < 0,2 mg/cm2·anno

Risultato:
Il SSiC mantiene prestazioni stabili nella maggior parte delle condizioni alcaline, con tassi di corrosione leggermente più elevati in ambienti forti di NaOH, ma ancora entro i limiti industriali accettabili.

La resistenza alla corrosione del SSiC è determinata principalmente dalla sua microstruttura:

• Contenuto di SiC ≥ 98,5%
• Nessuna fase di silicio libero
• Porosità aperta

Queste caratteristiche comportano:

• Nessuna fase di corrosione preferenziale (a differenza di RB-SiC)
• Percorsi di penetrazione limitati per i materiali corrosivi
• Legame chimico stabile in ambienti aggressivi

In condizioni simili:

• Il SiC legato a reazione mostra tassi di corrosione più elevati negli acidi a causa del silicio libero
• L'alumina (Al2O3) può degradarsi in ambienti acidi specifici
• Il carburo di tungsteno presenta una rapida corrosione in acidi forti

Il SSiC dimostra tassi di corrosione più bassi in una gamma più ampia di condizioni chimiche.

Sulla base dei risultati dei test, il SSiC è stato selezionato per:

• Componenti di pompe chimiche
• Rivestimenti interni del reattore
• Parti di scambiatori di calore

Dopo l'attuazione, il sistema ha raggiunto:

• Funzionamento stabile sotto esposizione chimica continua
• Frequenza ridotta di manutenzione
• Prestazioni dimensionali coerenti

Questo caso conferma che lo SSiC fornisce una resistenza affidabile alla corrosione sia in ambienti acidi che alcalini quando:

• Il tasso di corrosione è inferiore a 2 mg/cm2·anno
• La struttura del materiale è completamente densa e priva di fasi secondarie

Per le applicazioni che comportano esposizione chimica mista, SSiC offre una soluzione materiale prevedibile e stabile.