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Un fabricante de equipos químicos necesitaba una solución de material para componentes que operan en ambientes ácidos y alcalinos.
La solicitud incluía:
- Ácidos fuertes (por ejemplo, H2SO4, HCl)
- Medios alcalinos (por ejemplo, soluciones de NaOH)
- Temperaturas de funcionamiento de hasta 100 °C
- Condiciones de inmersión continua con agitación del fluido
El requisito clave era identificar un material concomportamiento de corrosión predecible y estabilidad a largo plazobajo exposición a sustancias químicas mixtas.
Para evaluar el rendimiento del material,con un contenido de nitrógeno en peso superior o igual a 10%, pero no superior a 50%las muestras han sido examinadas en condiciones de laboratorio controladas:
- Tipo de ensayo: inmersión con agitación continua
- Duración: 125300 horas
- Métrica de evaluación: pérdida de peso por corrosión (mg/cm2·año)
Este método simula la exposición a largo plazo en sistemas químicos industriales.
- 98% de H2SO4 (100°C): 1,8 mg/cm2·año
- 85% de H3PO4 (100°C): < 0,2 mg/cm2·año
- 70% de HNO3 (100°C): < 0,2 mg/cm2·año
- HCl 25% (70°C): < 0,2 mg/cm2 · año
Interpretación de ingeniería
Las tasas de corrosión por debajo2 mg/cm2·añoindicar la idoneidad para el funcionamiento a largo plazo con una degradación mínima del material.
- 50% de NaOH (100°C): 2,5 mg/cm2·año
- El contenido de CO2 en el agua de los productos químicos de la Unión es inferior al 30% en el caso de los productos químicos de la Unión.
Resultado:
El SSiC mantiene un rendimiento estable en la mayoría de las condiciones alcalinas, con tasas de corrosión ligeramente más altas en ambientes fuertes de NaOH, pero aún dentro de los límites industriales aceptables.
La resistencia a la corrosión del SSiC está determinada principalmente por su microestructura:
- Contenido de SiC ≥ 98,5%
- Sin fase de silicio libre
- Porosidad abierta
Estas características dan como resultado:
- No hay fase de corrosión preferencial (a diferencia del RB-SiC)
- Vías de penetración limitadas para los medios corrosivos
- Enlace químico estable en ambientes agresivos
En condiciones similares:
- El SiC unido por reacción muestra tasas de corrosión más altas en ácidos debido al silicio libre
- La alumina (Al2O3) puede degradarse en ambientes ácidos específicos
- El carburo de tungsteno presenta una rápida corrosión en ácidos fuertes
El SSiC demuestra menores tasas de corrosión en una gama más amplia de condiciones químicas.
Basándose en los resultados de los ensayos, se seleccionó el SSiC para:
- Componentes de bombas químicas
- Revestimiento interno del reactor
- Partes de intercambiadores de calor
Tras su puesta en práctica, el sistema logró:
- Funcionamiento estable bajo exposición química continua
- Reducción de la frecuencia de mantenimiento
- Rendimiento dimensional constante
Este caso confirma que el SSiC proporciona una fiable resistencia a la corrosión en ambientes ácidos y alcalinos cuando:
- La tasa de corrosión se mantiene por debajo de 2 mg/cm2·año
- La estructura del material es totalmente densa y libre de fases secundarias
Para aplicaciones que impliquen exposición química mixta, el SSiC ofrece una solución de material predecible y estable.