Studio di caso: convalida della resistenza chimica SSiC in ambienti acidi e alcalini
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,componenti di carburo di silicio sinterizzato senza pressione (SSiC)sono stati testati in condizioni di laboratorio controllate che comportano immersione continua e agitazione chimica.
- 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 dimateriali SSiC densiè determinata principalmente dalla loro porosità quasi zero e dall'assenza di fasi di silicio libero.
Rispetto almateriali a carburo di silicio (RB-SiC) legati per reazione, lo SSiC dimostra tassi di corrosione inferiori in ambienti fortemente acidi a causa della sua microstruttura densa e dell'assenza di silicio libero residuo.
Dopo l'attuazioneComponenti resistenti alla corrosione SSiC, il sistema ha ottenuto un funzionamento più stabile a lungo termine e una frequenza di manutenzione ridotta sotto esposizione chimica continua.
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.
Il carburo di silicio sinterizzato senza pressione (SSiC) è ampiamente utilizzato in:
- sistemi di lavorazione chimica,
- componenti di pompe resistenti agli acidi,
- rivestimenti dei reattori,
- e attrezzature per scambiatori di calore.
I principali vantaggi sono:
- eccellente resistenza agli acidi e alle alcali,
- porosità quasi zero,
- elevata stabilità strutturale,
- e una lunga vita utile sotto esposizione chimica continua.
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