Кейс: Почему химический завод перешел с RB-SiC на SSiC
На химическом перерабатывающем заводе, работающем в кислой среде, для уплотнений насосов и коррозионно-устойчивых структурных частей использовались компоненты, изготовленные из карбида кремния (RB-SiC).Система подвергалась воздействию концентрированной серной кислоты (H2SO4) при повышенной температуре около 100 °C.
После нескольких месяцев эксплуатации установка наблюдала постепенное снижение производительности, включая эрозию поверхности и изменения измерений некоторых компонентов RB-SiC.
Чтобы улучшить срок службы и операционную стабильность, инженерная группа оценила Силиконовый карбид без давления (SSiC) в качестве альтернативного материала.
Анализ материалов показал, чтокомпоненты карбида кремния (RB-SiC) с реакционной связьюсодержит приблизительно 10−15% свободной кремниевой фазы.
В сильнокислых средах этот остаточный кремний может подвергаться селективной коррозии, постепенно ослабляя структуру материала и снижая долгосрочную надежность.
В результате структура материала постепенно ослабевает, что приводит к:
- Коррозия поверхности
- Сниженная механическая прочность
- Увеличение частоты обслуживания
- Более короткий срок службы
Данные испытаний в условиях серной кислоты показали значительную разницу в скорости коррозии:
- SSiC:10,8 мг/см2·год
- RB-SiC:550,0 мг/см2·год
Эта разница становится критической при длительной непрерывной работе.
На заводе были заменены несколько деталей RB-SiCКомпоненты из карбида кремния синтерированного без давления (SSiC)изготовлены с высоким контролем уплотнения.
Ключевые характеристики материала включают:
- плотность ≥ 3,05 г/см3,
- почти нулевая открытая пористость,
- без свободной кремниевой фазы,
- прочность на изгиб ≥ 380 МПа,
- и стабильные высокотемпературные характеристики.
После перехода на компоненты SSiC завод наблюдал несколько улучшений:
- Улучшенная коррозионная стойкость
Отсутствие свободного кремния значительно уменьшило кислотное нападение. - Более длительный срок службы
Интервалы замены компонентов заметно увеличились. - Более стабильная работа
Улучшена размерная стабильность при тепловых и химических нагрузках. - Сокращение времени простоя технического обслуживания
Более низкие показатели коррозии привели к меньшему количеству отключений для замены деталей.
Ключевое различие междуКерамические материалы SSiCисистемы с реакционным связыванием карбида кремния (RB-SiC)в присутствии свободного кремния.
RB-SiC содержит остаточный кремний, образованный во время инфильтрации реакции, в то время как SSiC образует плотную, полностью синтерированную структуру SiC без вторичной кремниевой фазы.
В сильно коррозионных средах, особенно кислотах, кремниевая фаза в RB-SiC становится слабой точкой материала.
Это делает SSiC более подходящим выбором для:
- Оборудование для химической обработки
- Коррозионностойкие компоненты насосов
- Кислотные среды высокой температуры
При выборе между SSiC и реакционно связанным SiC операционная среда играет решающую роль.
Для применений, связанных с:
- Высокая температура (>1200°C)
- Сильные кислоты или коррозионные химикаты
- Долгосрочные требования к структурной стабильности
SSiC обычно обеспечивает лучшие долгосрочные результаты.
RB-SiC остается жизнеспособным решением для приложений, где эффективность затрат является приоритетом, а рабочая среда менее агрессивна.
Компоненты из синтерированного карбида кремния (SSiC) без давления широко используются в:
- системы химической обработки,
- коррозионностойкие компоненты насосов,
- печатьные кольца,
- и высокотемпературные кислотные среды.
Ключевые преимущества:
- отличная кислотостойкость,
- без свободной кремниевой фазы,
- низкая пористость,
- и долгосрочной структурной стабильности.
Исследуйте:
