یک تاسیسات پردازش شیمیایی که در یک محیط اسیدی کار می کرد از اجزای ساخته شده از کربید سیلیکون با واکنش (RB-SiC) برای مهر پمپ و قطعات ساختاری مقاوم به خوردگی استفاده می کرد.سیستم در معرض اسید گوگرد متمرکز (H2SO4) در دمای بالا در حدود 100 °C قرار گرفت.

پس از چند ماه کار، این نیروگاه کاهش عملکرد تدریجی را مشاهده کرد، از جمله فرسایش سطح و تغییرات ابعاد در برخی از اجزای RB-SiC.

برای بهبود عمر خدمت و ثبات عملیاتی، تیم مهندسی کربید سیلیکون سینتر شده بدون فشار (SSiC) را به عنوان یک ماده جایگزین ارزیابی کرد.

تجزیه و تحلیل مواد نشان داد که اجزای RB-SiC حاوی حدود 10 ٪ 15٪ فیز سیلیکون آزاد است. در محیط های قوی اسیدی، این سیلیکون آزاد می تواند از خوردگی انتخابی رنج ببرد.

در نتیجه، ساختار مواد به تدریج ضعیف می شود و منجر به:

• خوردگی سطح
• مقاومت مکانیکی کاهش یافته
• افزایش فرکانس نگهداری
• عمر کوتاه تر قطعات

داده های آزمایش در شرایط اسید سولفوریک تفاوت قابل توجهی در سرعت خوردگی را نشان داد:

• SSiC:1.8mg/cm2·year
• RB-SiC:55.0 mg/cm2·year

این تفاوت در عملیات مداوم طولانی مدت بسیار مهم شد.

این تاسیسات چندین قطعه RB-SiC را با قطعات SSiC ساخته شده با کنترل فشرده سازی بالا جایگزین کرد.

ویژگی های اصلی مواد شامل:

• تراکم ≥ 3.05 g/cm3
• حفره باز نزدیک به صفر
• فاز سیلیکون آزاد وجود ندارد
• مقاومت خم شدن ≥ 380 MPa
• مقاومت در دمای بالا ≥ 420 MPa در 1300°C

از آنجا که SSiC از طریق سینتر کردن بدون فشار در دمای بالا (> 2100 °C) تولید می شود، میکروسروکتور حاصل از آن در محیط های تهاجمی از نظر شیمیایی پایدارتر است.

پس از تغییر به قطعات SSiC، کارخانه چندین پیشرفت را مشاهده کرد:

• مقاومت بهتر در برابر خوردگی
  عدم وجود سیلیکون آزاد به طور قابل توجهی حمله اسید را کاهش داد.
• طول عمر طولانی تر
  فواصل تعویض قطعات به طور قابل توجهی افزایش یافت.
• عملکرد پایدارتر
  ثبات ابعاد تحت فشار حرارتی و شیمیایی بهبود یافته است.
• کاهش زمان توقف تعمیرات
  نرخ خوردگی پایین تر منجر به خاموش شدن کمتر برای تعویض قطعات شد.

تفاوت اصلی بین این دو ماده در حضور سیلیکون آزاد است.

• RB-SiC حاوی سیلیکون باقیمانده است که در طول نفوذ واکنش تشکیل شده است.
• SSiC یک ساختار SiC کاملاً سینتر شده بدون فاز سیلیکونی ثانویه را تشکیل می دهد.

در محیط های بسیار خوردنی، به ویژه اسید ها، فاز سیلیکون در RB-SiC به نقطه ضعف مواد تبدیل می شود.

این باعث می شود که SSiC یک انتخاب مناسب برای:

• تجهیزات پردازش شیمیایی
• اجزای پمپ مقاوم به خوردگی
• محیط های اسیدی با دمای بالا

در هنگام انتخاب بین SSiC و SiC مرتبط با واکنش، محیط عملیاتی نقش مهمی دارد.

برای کاربردهایی که شامل:

• دمای بالا (>1200°C)
• اسیدهای قوی یا مواد شیمیایی خوردکننده
• الزامات ثبات ساختاری بلند مدت

SSiC به طور معمول عملکرد طولانی مدت بهتری را ارائه می دهد.

RB-SiC همچنان یک راه حل مناسب برای کاربردهایی است که در آن بهره وری هزینه یک اولویت است و محیط عملیاتی کمتر تهاجمی است.