Производитель химического оборудования нуждался в материальном решении для компонентов, работающих как в кислотной, так и в щелочной среде.

Применение включало:

• Сильные кислоты (например, H₂SO₄, HCl)
• Щелочные среды (например, растворы NaOH)
• Рабочие температуры до 100°C
• Условия непрерывного погружения с перемешиванием жидкости

Ключевым требованием было определение материала спредсказуемым поведением при коррозии и долгосрочной стабильностьюпри смешанном химическом воздействии.

Для оценки эксплуатационных характеристик материалаобразцы спеченного карбида кремния без давления (SSiC)были испытаны в контролируемых лабораторных условиях:

• Тип испытания: Погружение с непрерывным перемешиванием
• Продолжительность: 125–300 часов
• Метрика оценки: Потеря массы при коррозии (мг/см²·год)

Этот метод имитирует долгосрочное воздействие в промышленных химических системах.

• 98% H₂SO₄ (100°C): 1,8 мг/см²·год
• 85% H₃PO₄ (100°C): <0,2 мг/см²·годКоррозионная стойкость SSiC в основном определяется его микроструктурой:
• 25% HCl (70°C): <0,2 мг/см²·годКоррозионная стойкость SSiC в основном определяется его микроструктурой:
• Скорость коррозии нижеКоррозионная стойкость SSiC в основном определяется его микроструктурой:

указывает на пригодность для длительной эксплуатации с минимальной деградацией материала.
Щелочные среды50% NaOH (100°C): 2,5 мг/см²·год45% KOH (100°C): <0,2 мг/см²·год

• SSiC сохраняет стабильные характеристики в большинстве щелочных условий, с несколько более высокими скоростями коррозии в сильных средах NaOH, но все еще в пределах допустимых промышленных норм.
• Анализ поведения материалаКоррозионная стойкость SSiC в основном определяется его микроструктурой:

Содержание SiC ≥ 98,5%
Отсутствие свободной кремниевой фазы

Эти характеристики приводят к:

• Отсутствие предпочтительной коррозионной фазы (в отличие от RB-SiC)
• Ограниченные пути проникновения для агрессивных сред
• Стабильное химическое связывание в агрессивных средах

Сравнение с альтернативными материалами

• В аналогичных условиях:
• Карбид кремния, спеченный реакционным методом, показывает более высокие скорости коррозии в кислотах из-за наличия свободного кремния
• Оксид алюминия (Al₂O₃) может разрушаться в определенных кислотных средах

SSiC демонстрирует более низкие скорости коррозии в более широком диапазоне химических условий.

• Результат применения
• На основании результатов испытаний SSiC был выбран для:
• Компоненты химических насосов

Внутренние футеровки реакторов

После внедрения система достигла:

• Стабильной работы при непрерывном химическом воздействии
• Снижения частоты технического обслуживания
• Стабильных эксплуатационных характеристик по размерам

Заключение

• Данный случай подтверждает, что SSiC обеспечивает надежную коррозионную стойкость как в кислотной, так и в щелочной среде, когда:
• Скорость коррозии остается ниже 2 мг/см²·год
• Структура материала является полностью плотной и свободной от вторичных фаз