Producent sprzętu chemicznego potrzebował rozwiązania materiałowego dla komponentów działających zarówno w środowisku kwaśnym, jak i alkalicznym.

Wniosek dotyczył:

• Silne kwasy (np. H2SO4, HCl)
• Środki alkaliczne (np. roztwory NaOH)
• Temperatura pracy do 100°C
• Warunki ciągłego zanurzania z poruszaniem płynu

Głównym wymogiem było zidentyfikowanie materiału oprzewidywalne zachowanie korozyjne i długotrwała stabilnośćpod wpływem mieszanych chemikaliów.

W celu oceny wydajności materiału,bezciśnieniowo spiekany węglik krzemowy (SSiC)próbki zostały poddane badaniom w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych:

• Rodzaj badania: zanurzenie przy ciągłym mieszaniu
• Długość: 125-300 godzin
• Wskaźnik oceny: utrata masy przed korozją (mg/cm2·r)

Metoda ta symuluje długotrwałe narażenie w systemach chemicznych przemysłowych.

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

Interpretacja techniczna:
Wskaźniki korozji poniżej2 mg/cm2·rokwskazują na przydatność do długotrwałej eksploatacji przy minimalnym degradacji materiału.

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

Wynik:
SSiC utrzymuje stabilną wydajność w większości warunków alkalicznych, z nieco wyższymi współczynnikami korozji w silnych środowiskach NaOH, ale nadal w granicach dopuszczalnych dla przemysłu.

Odporność na korozję SSiC zależy przede wszystkim od jego mikrostruktury:

• Zawartość SiC ≥ 98,5%
• Brak wolnej fazy krzemu
• Otwarta porowatość ≈ 0

Wynika z tych cech:

• Brak fazy preferencyjnej korozji (w przeciwieństwie do RB-SiC)
• Ograniczone szlaki penetracji środków korozyjnych
• Stabilne wiązanie chemiczne w agresywnym środowisku

W podobnych warunkach:

• SiC związany reakcją wykazuje wyższe współczynniki korozji w kwasach z powodu wolnego krzemu
• Alumina (Al2O3) może ulegać rozpadowi w określonych kwaśnych środowiskach
• Karbid wolframowy wykazuje szybką korozję w silnych kwasach

SSiC wykazuje niższe współczynniki korozji w szerszym zakresie warunków chemicznych.

Na podstawie wyników badań SSiC został wybrany do:

• Składniki pomp chemicznych
• Wewnętrzne wyściółki reaktora
• Części wymienników ciepła

Po wdrożeniu system osiągnął:

• Stabilna eksploatacja w warunkach ciągłego narażenia chemicznego
• Zmniejszona częstotliwość konserwacji
• Konsekwentna wydajność wymiarowa

Ten przypadek potwierdza, że SSiC zapewnia niezawodną odporność na korozję zarówno w środowiskach kwaśnych, jak i alkalicznych, gdy:

• Wskaźnik korozji pozostaje poniżej 2 mg/cm2·r
• Struktura materiału jest całkowicie gęsta i wolna od faz wtórnych

W przypadku zastosowań obejmujących mieszaną ekspozycję chemiczną SSiC oferuje przewidywalne i stabilne rozwiązanie materiałowe.