1. Teorinis testas ir analizė
Iš 3padangų ventiliaiĮmonės pateiktuose pavyzdžiuose 2 yra vožtuvai, o 1 yra dar nenaudotas vožtuvas. A ir B atveju nenaudotas vožtuvas pažymėtas pilka spalva. Išsamus 1 paveikslas. Vožtuvo A išorinis paviršius yra nelygus, vožtuvo B išorinis paviršius yra paviršius, vožtuvo C išorinis paviršius yra paviršius, o vožtuvo C išorinis paviršius yra paviršius. Vožtuvai A ir B yra padengti korozijos produktais. Vožtuvai A ir B yra įtrūkę lenkimuose, išorinė lenkimo dalis yra išilgai vožtuvo, vožtuvo žiedo anga B yra įtrūkusi link galo, o balta rodyklė tarp įtrūkusių paviršių vožtuvo A paviršiuje yra pažymėta. Iš to, kas išdėstyta aukščiau, įtrūkimai yra visur, įtrūkimai yra didžiausi ir įtrūkimai yra visur.
Skyriuspadangos ventilisA, B ir C mėginiai buvo išpjauti iš lenkimo, o paviršiaus morfologija stebėta ZEISS-SUPRA55 skenuojančiu elektroniniu mikroskopu, o mikroplotų sudėtis analizuota EDS metodu. 2(a) paveiksle parodyta B vožtuvo paviršiaus mikrostruktūra. Matyti, kad paviršiuje yra daug baltų ir ryškių dalelių (pažymėtos baltomis rodyklėmis paveiksle), o baltų dalelių EDS analizė rodo didelį S kiekį. Baltų dalelių energijos spektro analizės rezultatai pateikti 2(b) paveiksle.
2(c) ir (e) paveiksluose pateiktos vožtuvo B paviršiaus mikrostruktūros. Iš 2(c) paveikslo matyti, kad paviršius beveik visiškai padengtas korozijos produktais, o korozijos produktų koroziniai elementai, nustatyti energijos spektro analize, daugiausia apima S, Cl ir O, atskirose pozicijose S kiekis yra didesnis, o energijos spektro analizės rezultatai pateikti 2(d) paveiksle. Iš 2(e) paveikslo matyti, kad vožtuvo A paviršiuje, palei vožtuvo žiedą, yra mikroįtrūkimų. 2(f) ir (g) paveiksluose pateiktos vožtuvo C paviršiaus mikromorfologijos, paviršius taip pat visiškai padengtas korozijos produktais, o koroziniai elementai taip pat apima S, Cl ir O, panašiai kaip 2(e) paveiksle. Įtrūkimų priežastis gali būti įtempio korozijos įtrūkimai (SCC), nustatyti atliekant vožtuvo paviršiaus korozijos produktų analizę. 2(h) pav. taip pat pateikta vožtuvo C paviršiaus mikrostruktūra. Matyti, kad paviršius yra gana švarus, o EDS metodu išanalizuotos paviršiaus cheminė sudėtis yra panaši į vario lydinio, o tai rodo, kad vožtuvas nėra pažeistas korozijos. Palyginus trijų vožtuvo paviršių mikroskopinę morfologiją ir cheminę sudėtį, matyti, kad aplinkinėje aplinkoje yra korozinių terpių, tokių kaip S, O ir Cl.
Vožtuvo B įtrūkis buvo atidarytas lenkimo bandymu ir nustatyta, kad įtrūkis nepersmelkė viso vožtuvo skerspjūvio, įtrūko atgalinio sulenkimo pusėje ir neįtrūko priešingoje vožtuvo atgaliniam sulenkimui pusėje. Vizualiai apžiūrėjus įtrūkį, matyti, kad įtrūkio spalva yra tamsi, o tai rodo, kad įtrūkis yra korozijos paveiktas, o kai kurios įtrūkio dalys yra tamsios spalvos, o tai rodo, kad korozija šiose dalyse yra rimtesnė. Vožtuvo B įtrūkis buvo stebimas skenuojančiu elektroniniu mikroskopu, kaip parodyta 3 paveiksle. 3(a) paveiksle parodyta vožtuvo B įtrūkio makroskopinė išvaizda. Matyti, kad išorinis įtrūkis prie vožtuvo yra padengtas korozijos produktais, o tai vėlgi rodo korozinės terpės buvimą aplinkoje. Remiantis energijos spektro analize, korozijos produkto cheminiai komponentai daugiausia yra S, Cl ir O, o S ir O kiekis yra gana didelis, kaip parodyta 3(b) paveiksle. Stebint įtrūkio paviršių, nustatyta, kad įtrūkimo augimo modelis yra kristalinio tipo. Stebint lūžį didesniu didinimu, taip pat galima pamatyti daug antrinių įtrūkimų, kaip parodyta 3(c) paveiksle. Antriniai įtrūkimai paveiksle pažymėti baltomis rodyklėmis. Korozijos produktai ir įtrūkimų augimo modeliai lūžio paviršiuje vėlgi rodo įtempio korozijos įtrūkimo ypatybes.
Vožtuvo A lūžis nebuvo atidarytas, pašalinkite vožtuvo dalį (įskaitant įtrūkusią vietą), nušlifuokite ir nupoliruokite ašinę vožtuvo dalį, naudodami FeCl3 (5 g) +HCl (50 ml) + C2H5OH (100 ml) tirpalą, o metalografinė struktūra ir įtrūkimo augimo morfologija buvo stebėta naudojant „Zeiss Axio Observer A1m“ optinį mikroskopą. 4(a) paveiksle parodyta vožtuvo metalografinė struktūra, kuri yra α+β dvifazės struktūra, o β yra gana smulki ir granuliuota bei pasiskirstiusi α fazės matricoje. Įtrūkimo plitimo modeliai žiediniuose įtrūkimuose parodyti 4(a) ir (b) paveiksluose. Kadangi įtrūkimo paviršiai užpildyti korozijos produktais, tarpas tarp dviejų įtrūkimo paviršių yra platus, todėl sunku atskirti įtrūkimo plitimo modelius. Bifurkacijos reiškinys. Šiame pirminiame įtrūkyje taip pat pastebėta daug antrinių įtrūkimų (paveiksle pažymėtų baltomis rodyklėmis), žr. 4(c) pav., ir šie antriniai įtrūkimai plito išilgai pluošto. Išėsdintas vožtuvo pavyzdys buvo stebimas SEM ir nustatyta, kad kitose vietose, lygiagrečiai pagrindiniam įtrūkimui, yra daug mikroįtrūkimų. Šie mikroįtrūkimai atsirado iš paviršiaus ir išplito į vožtuvo vidų. Įtrūkimai buvo bifurkuoti ir tęsėsi išilgai pluošto, žr. 4 (c), (d) paveikslus. Šių mikroįtrūkimų aplinka ir įtempių būsena beveik tokia pati kaip pagrindinio įtrūkimo, todėl galima daryti išvadą, kad pagrindinio įtrūkimo sklidimo forma taip pat yra tarpkristalinė, ką patvirtina ir vožtuvo B lūžio stebėjimas. Įtrūkimo bifurkacijos reiškinys vėlgi rodo vožtuvo įtempio korozijos įtrūkimo ypatybes.
2. Analizė ir aptarimas
Apibendrinant galima daryti išvadą, kad vožtuvo pažeidimą sukelia SO2 sukeltas įtempių korozijos įtrūkimas. Įtempių korozijos įtrūkimas paprastai turi atitikti tris sąlygas: (1) medžiagos, jautrios įtempių korozijai; (2) korozinė terpė, jautri vario lydiniams; (3) tam tikros įtempių sąlygos.
Paprastai manoma, kad gryni metalai nepatiria įtempių korozijos, o visi lydiniai yra jautrūs įtempių korozijai skirtingu laipsniu. Kalbant apie žalvarį, paprastai manoma, kad dvifazė struktūra yra jautresnė įtempių korozijai nei vienfazė struktūra. Literatūroje pranešama, kad kai Zn kiekis žalvaryje viršija 20 %, ji yra labiau jautri įtempių korozijai, o kuo didesnis Zn kiekis, tuo didesnis įtempių korozijos jautrumas. Šiuo atveju dujų purkštuko metalografinė struktūra yra α+β dvifazis lydinys, o Zn kiekis yra apie 35 %, gerokai viršijantis 20 %, todėl jis yra labai jautrus įtempių korozijai ir atitinka medžiagos sąlygas, reikalingas įtempių korozijos įtrūkimams.
Žalvario medžiagų atveju, jei po šaltojo deformavimo neatliekamas įtempių mažinimo atkaitinimas, esant tinkamoms įtempio sąlygoms ir korozinei aplinkai, atsiras įtempio korozija. Įtempis, sukeliantis įtempio korozijos įtrūkimus, paprastai yra vietinis tempimo įtempis, kuris gali būti taikomas įtempis arba liekamasis įtempis. Pripūtus sunkvežimio padangą, dėl didelio slėgio padangoje susidarys tempimo įtempis išilgai oro purkštuko ašinės krypties, dėl kurio oro purkštuke atsiras apskritiminių įtrūkimų. Padangos vidinio slėgio sukeltą tempimo įtempį galima tiesiog apskaičiuoti pagal σ = p R / 2t (čia p yra padangos vidinis slėgis, R yra ventilio vidinis skersmuo, o t yra ventilio sienelės storis). Tačiau apskritai padangos vidinio slėgio sukeltas tempimo įtempis nėra per didelis, todėl reikėtų atsižvelgti į liekamojo įtempio poveikį. Dujų purkštukų įtrūkimų vietos yra atgalinėje lenkimo vietoje, ir akivaizdu, kad liekamoji deformacija atgalinėje lenkimo vietoje yra didelė, ir ten yra liekamasis tempimo įtempis. Iš tiesų, daugelyje praktinių vario lydinių komponentų įtempių korozijos įtrūkimai retai atsiranda dėl projektinių įtempių, o dažniausiai atsiranda dėl nepastebimų ir ignoruojamų liekamųjų įtempių. Šiuo atveju, vožtuvo atgalinėje lenkimo vietoje, padangos vidinio slėgio sukurto tempimo įtempio kryptis atitinka liekamojo įtempio kryptį, o šių dviejų įtempių superpozicija sukuria įtempimo sąlygą SCC.
3. Išvada ir pasiūlymai
Išvada:
Įtrūkimaspadangos ventilisdaugiausia sukelia SO2 sukeliamas įtempio korozijos įtrūkimas.
Pasiūlymas
(1) Aplinkoje aplink atsekite ėsdinančios terpės šaltinįpadangos ventilisir stenkitės vengti tiesioginio sąlyčio su aplinkine korozine terpe. Pavyzdžiui, vožtuvo paviršių galima padengti antikorozinės dangos sluoksniu.
(2) Šaltojo apdirbimo metu susidariusį liekamąjį tempimo įtempį galima pašalinti tinkamais procesais, pavyzdžiui, įtempių mažinimo atkaitinimu po lenkimo.
Įrašo laikas: 2022 m. rugsėjo 23 d.
