1. Teoreetiline test ja analüüs
3-strehvi ventiilidettevõtte antud näidised, 2 on klapid ja 1 on ventiil, mida pole veel kasutatud.A ja B puhul on kasutamata ventiil märgitud halliks.Põhjalik joonis 1. Klapi A välispind on madal, ventiili B välispind on pind, klapi C välispind on pind ja klapi C välispind on pind.Klapid A ja B on kaetud korrosioonitoodetega.Klapid A ja B on kurvides mõranenud, käänaku välimine osa on piki ventiili, klapirõnga suu B on otsa poole mõranenud ja valge nool ventiili A pinnal pragunenud pindade vahel on tähistatud. .Eeltoodust nähtub, et praod on kõikjal, praod on suurimad ja praod on kõikjal.
Jaotisrehvi ventiilA-, B- ja C-proovid lõigati kurvist välja ning pinna morfoloogiat jälgiti skaneeriva elektronmikroskoobiga ZEISS-SUPRA55 ning mikroala koostist analüüsiti EDS-iga.Joonisel 2 (a) on näidatud klapi B pinna mikrostruktuur.On näha, et pinnal on palju valgeid ja heledaid osakesi (joonisel on tähistatud valgete nooltega) ning valgete osakeste EDS-analüüsis on kõrge S-sisaldus. Valgete osakeste energiaspektri analüüsi tulemused on näidatud joonisel 2(b).
Joonistel 2 (c) ja (e) on kujutatud ventiili B pinna mikrostruktuurid. Jooniselt 2 (c) on näha, et pind on peaaegu täielikult kaetud korrosiooniproduktidega ja korrosiooniproduktide söövitavad elemendid on energiaspektri analüüsi järgi kaetud. sisaldavad peamiselt S, Cl ja O, S sisaldus üksikutes positsioonides on suurem ja energiaspektri analüüsi tulemused on näidatud joonisel 2(d).Jooniselt 2(e) on näha, et ventiili A pinnal on piki klapirõngast mikropraod. Joonistel 2(f) ja (g) on kujutatud klapi C pinna mikromorfoloogiaid, pind on samuti täielikult kaetud korrosiooniproduktidega ning söövitavad elemendid hõlmavad ka S, Cl ja O, sarnaselt joonisele 2(e).Pragunemise põhjuseks võib olla pingekorrosioonipragunemine (SCC) korrosiooniproduktide analüüsist klapi pinnal.Joon. 2(h) on ka klapi C pinna mikrostruktuur. On näha, et pind on suhteliselt puhas ja EDS-iga analüüsitud pinna keemiline koostis on sarnane vasesulami omaga, mis näitab, et klapp on ei ole korrodeerunud.Võrreldes kolme klapipinna mikroskoopilist morfoloogiat ja keemilist koostist, on näidatud, et ümbritsevas keskkonnas on söövitavaid aineid, nagu S, O ja Cl.
Klapi B pragu avanes läbi paindekatse ja leiti, et pragu ei läbinud kogu klapi ristlõiget, mõranes tagasipainde küljel ega pragunenud tagasipainde vastasküljel. klapist.Murde visuaalne kontroll näitab, et luumurru värvus on tume, mis viitab sellele, et murd on korrodeerunud ning murru osad on tumedat värvi, mis viitab sellele, et nendes osades on korrosioon tõsisem.Klapi B murdumist täheldati skaneeriva elektronmikroskoobi all, nagu on näidatud joonisel 3. Joonisel 3 (a) on näidatud klapi B murdumise makroskoopiline välimus.On näha, et ventiili lähedal asuv välimine murd on kaetud korrosiooniproduktidega, mis viitab taas söövitava aine olemasolule ümbritsevas keskkonnas.Energiaspektri analüüsi kohaselt on korrosiooniprodukti keemilised komponendid peamiselt S, Cl ja O ning S ja O sisaldused on suhteliselt kõrged, nagu on näidatud joonisel 3(b).Murdepinda jälgides selgub, et pragude kasvumuster on piki kristallitüüpi.Suurt hulka sekundaarseid pragusid võib näha ka luumurdude jälgimisel suurema suurendusega, nagu on näidatud joonisel 3(c).Sekundaarsed praod on joonisel tähistatud valgete nooltega.Korrosiooniproduktid ja pragude kasvumustrid murdepinnal näitavad taas pingekorrosioonipragunemise tunnuseid.
Klapi A murd ei ole avatud, eemaldage klapi osa (sh pragunenud asend), lihvige ja poleerige klapi aksiaalne osa ning kasutage Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 ml) + C2H5OH ( 100 ml) lahus söövitati ning metallograafilist struktuuri ja pragude kasvu morfoloogiat jälgiti Zeiss Axio Observer A1m optilise mikroskoobiga.Joonisel fig 4 (a) on näidatud klapi metallograafiline struktuur, mis on α + β kahefaasiline struktuur ja β on suhteliselt peen ja granuleeritud ning jaotunud α-faasi maatriksile.Pragude levimismustrid ümbermõõdu pragude juures on näidatud joonisel 4(a), (b).Kuna pragude pinnad on täidetud korrosiooniproduktidega, on lõhe kahe pragupinna vahel lai ja pragude levimismustreid on raske eristada.bifurkatsiooni nähtus.Sellel primaarsel praol täheldati ka palju sekundaarseid pragusid (joonisel valgete nooltega tähistatud), vt joonis 4(c) ja need sekundaarsed praod levisid piki tera.Söövitatud klapiproovi jälgis SEM ja leiti, et põhipraoga paralleelsetes muudes kohtades oli palju mikropragusid.Need mikropraod tekkisid pinnalt ja laienesid klapi sisemusse.Praod olid hargnenud ja ulatusid piki tera, vt joonis 4 (c), (d).Nende mikropragude keskkond ja pingeseisund on peaaegu samad, mis põhipragudel, seega võib järeldada, et ka põhiprao levimisvorm on teradevaheline, mida kinnitab ka klapi B murdumise vaatlus. pragu näitab jällegi klapi pingekorrosioonipragunemise tunnuseid.
2. Analüüs ja arutelu
Kokkuvõttes võib järeldada, et klapi kahjustused on põhjustatud SO2 põhjustatud pingekorrosioonipragudest.Pingekorrosioonipragunemine peab üldjuhul vastama kolmele tingimusele: (1) pingekorrosioonile tundlikud materjalid;(2) vasesulamitele tundlik söövitav keskkond;(3) teatud stressitingimused.
Üldiselt arvatakse, et puhtad metallid ei kannata pingekorrosiooni all ja kõik sulamid on erineval määral vastuvõtlikud pingekorrosioonile.Messingmaterjalide puhul arvatakse üldiselt, et kahefaasilisel struktuuril on suurem pingekorrosioonitundlikkus kui ühefaasilisel struktuuril.Kirjanduses on teatatud, et kui messingmaterjali Zn-sisaldus ületab 20%, on sellel suurem pingekorrosioonitundlikkus ja mida suurem on Zn-sisaldus, seda suurem on pingekorrosioonitundlikkus.Gaasiotsiku metallograafiline struktuur on sel juhul α + β kahefaasiline sulam ja Zn sisaldus on umbes 35%, ületades kaugelt 20%, seega on sellel kõrge pingekorrosioonitundlikkus ja see vastab pinge jaoks vajalikele materjalidele. korrosioonipragunemine.
Messingmaterjalide puhul, kui pingevaba lõõmutamist ei teostata pärast külmtöötlusdeformatsiooni, tekib sobivates pingetingimustes ja söövitavas keskkonnas pingekorrosioon.Pinge, mis põhjustab pingekorrosioonipragusid, on üldjuhul lokaalne tõmbepinge, mis võib olla rakendatav pinge või jääkpinge.Pärast veoki rehvi täispuhumist tekib õhudüüsi telgsuunas rehvi kõrge rõhu tõttu tõmbepinge, mis põhjustab õhudüüsis ümbermõõdu pragusid.Rehvi siserõhust põhjustatud tõmbepinget saab lihtsalt arvutada vastavalt σ=p R/2t (kus p on rehvi siserõhk, R on klapi siseläbimõõt ja t on rehvi seina paksus ventiil).Üldjuhul ei ole rehvi siserõhu tekitatud tõmbepinged aga liiga suured ning arvestada tuleks ka jääkpinge mõjuga.Gaasipihustite pragunemiskohad on kõik tagasipainde juures ja on ilmne, et tagasipainde jääkdeformatsioon on suur ja seal on jääktõmbepinge.Tegelikult on paljudes praktilistes vasesulamist komponentides pingekorrosioonipragusid harva põhjustatud projekteeritud pingetest ja enamik neist on põhjustatud jääkpingetest, mida ei nähta ega ignoreerita.Sel juhul on klapi tagumises kurvis rehvi siserõhu tekitatud tõmbepinge suund kooskõlas jääkpinge suunaga ja nende kahe pinge superpositsioon annab SCC pingetingimuse. .
3. Järeldus ja ettepanekud
Järeldus:
Praguneminerehvi ventiilon peamiselt põhjustatud SO2 põhjustatud pingekorrosioonipragudest.
Soovitus
(1) Jälgige söövitava keskkonna allikat ümbritsevas keskkonnasrehvi ventiilja püüdke vältida otsest kokkupuudet ümbritseva söövitava ainega.Näiteks võib klapi pinnale kanda korrosioonivastase kattekihi.
(2) Külmtöötlemisel tekkivat jääktõmbepinget saab kõrvaldada sobivate protsesside abil, nagu pinge leevendamine pärast painutamist.
Postitusaeg: 23. september 2022