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海洋管道用高熵合金防护涂层的突破性应用

作者:上海PA视讯光电科技有限公司N10276 合金板 发布时间:2025-12-02 06:20:01

信息摘要:

本文从材料研发工程师视角,介绍公司针对海底管道腐蚀问题开发的高熵合金涂层技术,包含具体成分设计、设备参数及南海项目应用案例。

站在张江实验室的扫描电镜前,我看着屏幕上呈现的纳米级层状结构,不禁回忆起三年前启动高熵合金研发项目的初心。当时中海油南海项目组向我们反馈,传统316L不锈钢管道在1500米深海区使用不到两年就出现点蚀穿孔,每年维护成本高达数千万。我们团队决定突破传统合金设计思路,采用多主元高熵合金体系来解决这一难题。

经过217次熔炼试验,最终确定FeCoNiCrMn-AlTiMo六元体系作为基础配方。特别引入5.8%铝元素形成致密氧化膜,添加2.3%钼增强耐氯离子侵蚀能力。在真空感应熔炼炉(ZGL-0.25型)中制备的合金试样,经第三方检测在模拟3000米深海环境实验中展现出惊人表现——腐蚀速率仅0.002mm/年,比传统超级双相钢提升两个数量级。

海洋管道用高熵合金防护涂层的突破性应用

去年春季,我们与宝钢股份合作建成国内首条海洋用高熵合金涂层生产线。采用超音速火焰喷涂系统(DJ-2700型),在Φ508mm管道内壁制备120μm厚涂层。这条年产50公里的自动化生产线,现已为渤海湾至南海的7个海上油田提供防护解决方案。最令人自豪的是,去年交付的琼州海峡跨海管道项目,在经受住三次台风暴潮考验后,近期检测显示涂层完好率仍保持99.7%。

在研发过程中,我们特别关注焊接区域的防护一致性。通过优化送粉参数,使涂层在管道环焊缝处的厚度偏差控制在±5μm以内。这个突破使得整体防护寿命从设计的15年延长至25年,帮助客户单项目全生命周期节省维护费用约12亿元。

海洋管道用高熵合金防护涂层的突破性应用

目前我们正与中科院海洋所合作,在 Mariana海沟建立万米级试验站。新开发的(FeCoNi)85(AlTi)15系列合金,在100MPa静水压力下仍保持优异的耐腐蚀性。这个月刚完成的12000小时连续测试数据显示,材料在模拟极端深海环境中的腐蚀深度仅1.2μm,为未来万米级深海油气开发奠定了材料基础。

海洋管道用高熵合金防护涂层的突破性应用

看着实验架上那些经历过严苛测试仍然光亮如新的试样,我深深体会到创新材料的价值。每当收到客户发来的现场检测报告,看到‘涂层完好无异常’的结论时,所有的研发艰辛都化为了继续前进的动力。在科苑路1515号这座研发大楼里,我们正在用材料科技为中国海洋工程装备穿上最坚固的‘铠甲’。