Asitli bir ortamda çalışan bir kimyasal işleme tesisi, pompa mühürleri ve korozyona dirençli yapısal parçalar için Reaksiyon Bağlı Silikon Karbidinden (RB-SiC) yapılmış bileşenler kullanıyordu.Sistem, 100°C civarında yüksek sıcaklıklarda konsantre sülfürik asit (H2SO4) ile maruz bırakıldı..

Birkaç aylık operasyon sonrasında, tesis, bazı RB-SiC bileşenlerinde yüzey erozyonu ve boyut değişiklikleri de dahil olmak üzere yavaş yavaş performans bozulması gözlemlendi.

Hizmet ömrünü ve operasyonel istikrarı iyileştirmek için mühendislik ekibi alternatif bir malzeme olarak Basınçsız Sinterli Silikon Karbür (SSiC) değerlendirdi.

Malzeme analizi, RB-SiC bileşenlerinin yaklaşık% 10 ~ 15% serbest silikon fazını içerdiğini göstermiştir.

Sonuç olarak, malzeme yapısı yavaş yavaş zayıflar ve bu da şu sonuçlara yol açar:

• Yüzey korozyonu
• Düşük mekanik dayanıklılık
• Bakım sıklığının artması
• Daha kısa bileşen ömrü

Sülfürik asit koşullarında test verileri, korozyon hızında önemli bir fark gösterdi:

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

Bu fark uzun süreli sürekli çalışmada kritik hale geldi.

Tesis, yüksek yoğunlaşma kontrolü ile üretilen SSiC bileşenleriyle birkaç RB-SiC parçasını değiştirdi.

Ana malzeme özellikleri şunlardır:

• yoğunluk ≥ 3,05 g/cm3
• Açık gözeneklilik sıfıra yakın
• Serbest silikon fazı yok
• Bükme direnci ≥ 380 MPa
• Yüksek sıcaklık dayanıklılığı ≥ 420 MPa 1300°C'de

SSiC, yüksek sıcaklıkta basınçsız sinterleme (> 2100 °C) yoluyla üretildiğinden, elde edilen mikrostructure agresif ortamlarda kimyasal olarak daha kararlıdır.

SSiC bileşenlerine geçtikten sonra, tesis birkaç iyileşme gözlemledi:

• Daha iyi korozyon direnci
  Serbest silikon yokluğu asit saldırısını önemli ölçüde azalttı.
• Daha uzun kullanım ömrü
  Bileşen değiştirme aralıkları belirgin bir şekilde arttı.
• Daha istikrarlı çalışma
  Termal ve kimyasal stres altında boyutsal kararlılık iyileştirildi.
• Kısıtlı bakım kesinti süresi
  Daha düşük korozyon oranları, parça değiştirme için daha az kapanmaya yol açtı.

İki malzeme arasındaki temel fark serbest silikon varlığında yatıyor.

• RB-SiC, reaksiyon infiltrasyonu sırasında oluşmuş kalıntı silikon içerir.
• SSiC, ikincil bir silikon fazı olmadan tamamen sinterlenmiş bir SiC yapısı oluşturur.

Özellikle asitler gibi güçlü koroziv ortamlarda, RB-SiC'deki silikon faz malzemenin zayıf noktası olur.

Bu, SSiC'yi daha uygun bir seçim yapar:

• Kimyasal işleme ekipmanları
• Korozyona dayanıklı pompa bileşenleri
• Yüksek sıcaklıklı asit ortamları

SSiC ve Reaction Bonded SiC arasında seçim yaparken, çalışma ortamı kritik bir rol oynar.

Aşağıdakileri içeren uygulamalarda:

• Yüksek sıcaklık (>1200°C)
• Güçlü asitler veya koroziv kimyasallar
• Uzun vadeli yapısal istikrar gereksinimleri

SSiC tipik olarak daha iyi uzun vadeli performans sağlar.

RB-SiC, maliyet verimliliğinin bir öncelik olduğu ve çalışma ortamının daha az agresif olduğu uygulamalar için uygulanabilir bir çözüm olmaya devam ediyor.