1. Teorik Test ve Analiz
3'tenlastik valfleriFirmanın sağladığı numunelerden 2 tanesi vana, 1 tanesi ise henüz kullanılmamış vanadır. A ve B için kullanılmayan vana gri renkle işaretlenmiştir. Kapsamlı Şekil 1. A vanasının dış yüzeyi sığdır, B vanasının dış yüzeyi yüzeydir, C vanasının dış yüzeyi yüzeydir ve C vanasının dış yüzeyi yüzeydir. A ve B vanaları korozyon ürünleriyle kaplıdır. A ve B vanası virajlardan çatlak, dirseğin dış kısmı vana boyunca, B vana halkası ağzı uca doğru çatlak, A vanasının yüzeyindeki çatlak yüzeyler arasındaki beyaz ok işaretlidir . Yukarıdan bakıldığında çatlaklar her yerdedir, çatlaklar en büyüğüdür ve çatlaklar her yerdedir.
Bir bölümlastik valfA, B ve C numuneleri kıvrımdan kesildi ve yüzey morfolojisi ZEISS-SUPRA55 taramalı elektron mikroskobu ile gözlemlendi ve mikro alan bileşimi EDS ile analiz edildi. Şekil 2(a), valf B yüzeyinin mikro yapısını göstermektedir. Yüzeyde çok sayıda beyaz ve parlak parçacıkların olduğu (şekilde beyaz oklarla gösterilmiştir) ve beyaz parçacıkların EDS analizinde yüksek S içeriğinin olduğu görülmektedir. Beyaz parçacıkların enerji spektrumu analiz sonuçları Şekil 2(b)'de gösterilmektedir.
Şekil 2(c) ve (e), B vanasının yüzey mikroyapılarıdır. Şekil 2(c)'den yüzeyin neredeyse tamamının korozyon ürünleri ile kaplandığı ve enerji spektrumu analizi ile korozyon ürünlerinin aşındırıcı elemanlarının görüldüğü görülmektedir. esas olarak S, Cl ve O'yu içerir, bireysel konumlardaki S içeriği daha yüksektir ve enerji spektrumu analiz sonuçları Şekil 2(d)'de gösterilmektedir. Şekil 2(e)'de A valfinin yüzeyinde valf halkası boyunca mikro çatlakların olduğu görülmektedir. Şekil 2(f) ve (g), C valfinin yüzey mikro-morfolojileridir, yüzey de tamamen korozyon ürünleriyle kaplıdır ve aşındırıcı elementler ayrıca Şekil 2(e)'ye benzer şekilde S, Cl ve O'yu içerir. Çatlamanın nedeni, valf yüzeyindeki korozyon ürünü analizinden elde edilen gerilimli korozyon çatlaması (SCC) olabilir. Şekil 2(h) aynı zamanda C valfının yüzey mikroyapısıdır. Yüzeyin nispeten temiz olduğu ve EDS tarafından analiz edilen yüzeyin kimyasal bileşiminin bakır alaşımınınkine benzer olduğu görülebilir; bu da valfin aşınmamış. Üç valf yüzeyinin mikroskobik morfolojisi ve kimyasal bileşimi karşılaştırılarak çevre ortamda S, O ve Cl gibi aşındırıcı ortamların olduğu gösterilmiştir.
Bükme testi ile B vanasının çatlağı açılmış olup, çatlağın vananın tüm kesitine nüfuz etmediği, arka büküm tarafında çatlak olduğu, arka büküm karşı tarafında ise çatlama olmadığı tespit edilmiştir. vananın. Kırığın görsel olarak incelenmesinde kırığın renginin koyu olması kırığın korozyona uğradığını, kırığın bazı kısımlarının ise koyu renkte olması bu kısımlarda korozyonun daha ciddi olduğunu gösterir. B valfinin kırılması, Şekil 3'te gösterildiği gibi taramalı elektron mikroskobu altında gözlenmiştir. Şekil 3 (a), B valfı kırığının makroskopik görünümünü göstermektedir. Valf yakınındaki dış kırığın korozyon ürünleriyle kaplandığı görülebilmektedir, bu da yine çevredeki ortamda aşındırıcı ortamın varlığına işaret etmektedir. Enerji spektrumu analizine göre, korozyon ürününün kimyasal bileşenleri esas olarak S, Cl ve O'dur ve Şekil 3(b)'de gösterildiği gibi S ve O içerikleri nispeten yüksektir. Kırılma yüzeyi gözlemlendiğinde çatlak büyüme modelinin kristal tipi boyunca olduğu bulunmuştur. Şekil 3(c)'de gösterildiği gibi, kırılmanın daha yüksek büyütmelerde gözlemlenmesiyle çok sayıda ikincil çatlak da görülebilir. İkincil çatlaklar şekilde beyaz oklarla işaretlenmiştir. Kırılma yüzeyindeki korozyon ürünleri ve çatlak büyüme modelleri yine gerilimli korozyon çatlağının özelliklerini gösterir.
A valfinin kırığı açılmamışsa, valfin bir bölümünü çıkarın (çatlak konumu dahil), valfin eksenel bölümünü taşlayın ve cilalayın ve Fe Cl3 (5 g) +HCl (50 mL) + C2H5OH ( 100 mL) çözelti dağlandı ve metalografik yapı ve çatlak büyüme morfolojisi Zeiss Axio Observer A1m optik mikroskobu ile gözlemlendi. Şekil 4(a), a+β çift fazlı yapı olan valfin metalografik yapısını gösterir ve β nispeten ince ve granülerdir ve a fazı matrisi üzerinde dağılmıştır. Çevresel çatlaklardaki çatlak yayılma modelleri Şekil 4(a), (b)'de gösterilmektedir. Çatlak yüzeyleri korozyon ürünleriyle dolu olduğundan iki çatlak yüzeyi arasındaki boşluk geniştir ve çatlak yayılma modellerini ayırt etmek zordur. çatallanma fenomeni. Bu birincil çatlakta da birçok ikincil çatlak (şekilde beyaz oklarla işaretlenmiştir) gözlendi, bkz. Şekil 4(c) ve bu ikincil çatlaklar tane boyunca yayıldı. Kazınmış valf numunesi SEM ile incelenmiş ve ana çatlağa paralel diğer konumlarda çok sayıda mikro çatlak olduğu tespit edilmiştir. Bu mikro çatlaklar yüzeyden kaynaklanıp vananın iç kısmına doğru genişlemiştir. Çatlaklar çatallanmaya sahipti ve damar boyunca uzanıyordu, bkz. Şekil 4 (c), (d). Bu mikro çatlakların ortamı ve gerilim durumu ana çatlağınkiyle hemen hemen aynıdır, dolayısıyla ana çatlağın yayılma formunun da taneler arası olduğu sonucuna varılabilir ve bu da B valfinin kırılma gözlemi ile doğrulanır. çatlak yine valfin stres korozyonu çatlağının özelliklerini gösterir.
2. Analiz ve Tartışma
Özetlemek gerekirse, valf hasarının SO2'nin neden olduğu stres korozyon çatlağından kaynaklandığı sonucuna varılabilir. Gerilim korozyonu çatlağının genellikle üç koşulu karşılaması gerekir: (1) gerilim korozyonuna duyarlı malzemeler; (2) bakır alaşımlarına duyarlı aşındırıcı ortam; (3) belirli stres koşulları.
Genel olarak saf metallerin stres korozyonuna maruz kalmadığına ve tüm alaşımların değişen derecelerde stres korozyonuna duyarlı olduğuna inanılmaktadır. Pirinç malzemeler için genellikle çift fazlı yapının tek fazlı yapıya göre stres korozyonuna karşı duyarlılığının daha yüksek olduğuna inanılmaktadır. Literatürde pirinç malzemedeki Zn içeriği %20'yi aştığında stresli korozyon duyarlılığının daha yüksek olduğu, Zn içeriği ne kadar yüksekse stresli korozyon duyarlılığının da o kadar yüksek olduğu rapor edilmiştir. Bu durumda gaz nozulunun metalografik yapısı bir α+β çift fazlı alaşımdır ve Zn içeriği yaklaşık %35 olup %20'nin çok üzerindedir, bu nedenle yüksek stresli korozyon duyarlılığına sahiptir ve stres için gerekli malzeme koşullarını karşılar. korozyon çatlaması.
Pirinç malzemeler için soğuk işlem deformasyonu sonrasında gerilim giderme tavlaması yapılmaz ise uygun gerilim koşullarında ve korozif ortamlarda gerilim korozyonu meydana gelecektir. Gerilmeli korozyon çatlamasına neden olan gerilim genellikle, gerilim veya artık gerilim uygulanabilen yerel çekme gerilimidir. Kamyon lastiği şişirildikten sonra lastikteki yüksek basınç nedeniyle hava nozulunun eksenel yönü boyunca çekme gerilimi oluşacak ve bu da hava nozulunda çevresel çatlaklara neden olacaktır. Lastiğin iç basıncının neden olduğu çekme gerilimi σ=pR/2t formülüne göre basit bir şekilde hesaplanabilir (burada p lastiğin iç basıncıdır, R supabın iç çapıdır ve t lastiğin duvar kalınlığıdır). vana). Ancak genel olarak lastiğin iç basıncının oluşturduğu çekme gerilimi çok büyük değildir ve artık gerilimin etkisi dikkate alınmalıdır. Gaz nozüllerinin çatlama konumlarının tümü arka bükümdedir ve arka bükümde kalan deformasyonun büyük olduğu ve burada bir artık çekme geriliminin olduğu açıktır. Aslında, birçok pratik bakır alaşımı bileşeninde, gerilim korozyonu çatlaması nadiren tasarım gerilimlerinden kaynaklanır ve bunların çoğu, görülmeyen ve göz ardı edilen artık gerilimlerden kaynaklanır. Bu durumda, valfin arka kıvrımında, lastiğin iç basıncı tarafından oluşturulan çekme geriliminin yönü, artık gerilimin yönü ile tutarlıdır ve bu iki gerilimin üst üste binmesi, SCC için gerilim koşulunu sağlar. .
3. Sonuç ve Öneriler
Çözüm:
Çatlamalastik valfesas olarak SO2'nin neden olduğu stres korozyon çatlağından kaynaklanır.
Telkin
(1) Cihazın çevresindeki ortamdaki aşındırıcı ortamın kaynağını takip edin.lastik valfve çevredeki aşındırıcı ortamla doğrudan temastan kaçınmaya çalışın. Örneğin vananın yüzeyine korozyon önleyici bir kaplama tabakası uygulanabilir.
(2) Soğuk işlemenin artık çekme gerilimi, bükme sonrası gerilim giderme tavlaması gibi uygun işlemlerle ortadan kaldırılabilir.
Gönderim zamanı: 23 Eylül 2022