1. Teoreettinen testi ja analyysi
3:starenkaiden venttiilitYrityksen toimittamat näytteet, 2 on venttiileitä ja 1 on venttiili, jota ei ole vielä käytetty.A:n ja B:n kohdalla venttiili, jota ei ole käytetty, on merkitty harmaaksi.Kattava kuva 1. Venttiilin A ulkopinta on matala, venttiilin B ulkopinta pinta, venttiilin C ulkopinta pinta ja venttiilin C ulkopinta pinta.Venttiilit A ja B on peitetty korroosiotuotteista.Venttiilit A ja B ovat murtuneet mutkista, mutkan ulkoosa on venttiiliä pitkin, venttiilin renkaan suu B on halkeama päätä kohti ja valkoinen nuoli halkeilevien pintojen välissä venttiilin A pinnalla on merkitty .Edellä esitetystä halkeamia on kaikkialla, halkeamia on suurimpia ja halkeamia on kaikkialla.
Osarenkaan venttiiliA-, B- ja C-näytteet leikattiin mutkasta ja pinnan morfologiaa tarkkailtiin ZEISS-SUPRA55-pyyhkäisyelektronimikroskoopilla ja mikroalueen koostumus analysoitiin EDS:llä.Kuva 2 (a) esittää venttiilin B pinnan mikrorakennetta.Voidaan nähdä, että pinnalla on paljon valkoisia ja kirkkaita hiukkasia (merkitty valkoisilla nuolilla kuvassa), ja valkoisten hiukkasten EDS-analyysissä on korkea S-pitoisuus. Valkoisten hiukkasten energiaspektrianalyysin tulokset on esitetty kuvassa 2(b).
Kuvat 2 (c) ja (e) ovat venttiilin B pintamikrorakenteet. Kuvasta 2 (c) voidaan nähdä, että pinta on lähes kokonaan korroosiotuotteiden peitossa ja korroosiotuotteiden syövyttävät elementit energiaspektrianalyysin perusteella. sisältävät pääasiassa S:n, Cl:n ja O:n, S:n pitoisuus yksittäisissä paikoissa on korkeampi ja energiaspektrianalyysin tulokset on esitetty kuvassa 2(d).Kuvasta 2(e) voidaan nähdä, että venttiilin A pinnalla on mikrohalkeamia venttiilirenkaassa. Kuvat 2(f) ja (g) ovat venttiilin C pinnan mikromorfologioita, pinta on myös kokonaan korroosiotuotteiden peittämä, ja syövyttäviä elementtejä ovat myös S, Cl ja O, kuten kuvassa 2(e).Halkeilun syynä voi olla jännityskorroosiohalkeilu (SCC) venttiilin pinnan korroosiotuoteanalyysistä.Kuvassa 2(h) on myös venttiilin C pinnan mikrorakenne. Voidaan nähdä, että pinta on suhteellisen puhdas ja EDS:llä analysoidun pinnan kemiallinen koostumus on samanlainen kuin kupariseoksella, mikä osoittaa, että venttiili on ei syöpynyt.Vertaamalla kolmen venttiilipinnan mikroskooppista morfologiaa ja kemiallista koostumusta, osoitetaan, että ympäröivässä ympäristössä on syövyttäviä aineita, kuten S, O ja Cl.
Venttiilin B halkeama avattiin taivutuskokeella ja todettiin, että halkeama ei tunkeutunut venttiilin koko poikkileikkaukseen, halkeili takataivutuksen puolelta, eikä halkeutunut takataivutusta vastakkaiselle puolelle. venttiilistä.Murtuman silmämääräinen tarkastus osoittaa, että murtuman väri on tumma, mikä viittaa siihen, että murtuma on syöpynyt, ja jotkin murtuman osat ovat väriltään tummia, mikä viittaa siihen, että korroosio on näissä osissa vakavampi.Venttiilin B murtuminen havaittiin pyyhkäisyelektronimikroskoopilla, kuten kuvassa 3 esitetään. Kuva 3 (a) esittää venttiilin B murtuman makroskooppisen ulkonäön.Voidaan nähdä, että venttiilin lähellä oleva ulompi rako on peitetty korroosiotuotteista, mikä taas osoittaa syövyttäviä aineita ympäröivässä ympäristössä.Energiaspektrianalyysin mukaan korroosiotuotteen kemialliset komponentit ovat pääosin S, Cl ja O, ja S:n ja O:n pitoisuudet ovat suhteellisen korkeat, kuten kuvasta 3(b) näkyy.Murtuman pintaa tarkkailemalla havaitaan, että halkeaman kasvukuvio on kidetyypin mukaan.Suuri määrä toissijaisia halkeamia voidaan nähdä myös tarkkailemalla murtumaa suuremmilla suurennoksilla, kuten kuvassa 3(c).Toissijaiset halkeamat on merkitty kuvassa valkoisilla nuolilla.Korroosiotuotteet ja halkeamien kasvukuviot murtumapinnalla osoittavat jälleen jännityskorroosiohalkeilun ominaisuuksia.
Venttiilin A murtumaa ei ole avattu, poista osa venttiilistä (mukaan lukien halkeama asento), hio ja kiillota venttiilin aksiaalinen osa ja käytä Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 ml) + C2H5OH ( 100 ml) liuosta etsattiin, ja metallografista rakennetta ja halkeamien kasvun morfologiaa tarkkailtiin Zeiss Axio Observer A1m optisella mikroskoopilla.Kuva 4 (a) esittää venttiilin metallografista rakennetta, joka on α+β-kaksivaiheinen rakenne, ja p on suhteellisen hienojakoinen ja rakeinen ja jakautunut a-faasimatriisiin.Halkeamien etenemiskuviot kehähalkeamissa on esitetty kuvassa 4(a), (b).Koska halkeamien pinnat ovat täynnä korroosiotuotteita, on kahden halkeaman pinnan välinen rako leveä ja halkeamien etenemiskuvioiden erottaminen on vaikeaa.bifurkaatioilmiö.Tässä primaarisessa halkeamassa havaittiin myös monia toissijaisia halkeamia (merkitty kuvassa valkoisilla nuolilla), katso kuva 4(c), ja nämä toissijaiset halkeamat levisivät jyvää pitkin.SEM tarkkaili syövytettyä venttiilinäytettä ja havaittiin, että muissa päähalkeaman suuntaisissa kohdissa oli monia mikrohalkeamia.Nämä mikrohalkeamat syntyivät pinnasta ja laajenivat venttiilin sisäpuolelle.Halkeamat olivat haarautuneita ja ulottuivat rakeita pitkin, katso kuva 4 (c), (d).Näiden mikrohalkeamien ympäristö ja jännitystila ovat lähes samat kuin päähalkeaman, joten voidaan päätellä, että päähalkeaman etenemismuoto on myös rakeiden välinen, minkä vahvistaa myös venttiilin B murtumishavainto. halkeama osoittaa jälleen venttiilin jännityskorroosiohalkeilun ominaisuudet.
2. Analyysi ja keskustelu
Yhteenvetona voidaan päätellä, että venttiilin vaurioituminen johtuu SO2:n aiheuttamasta jännityskorroosiohalkeilusta.Jännityskorroosiohalkeilun on yleensä täytettävä kolme ehtoa: (1) materiaalit, jotka ovat herkkiä jännityskorroosiolle;(2) kupariseoksille herkkä syövyttävä aine;(3) tietyt stressiolosuhteet.
Yleisesti uskotaan, että puhtaat metallit eivät kärsi jännityskorroosiosta, ja kaikki seokset ovat alttiita jännityskorroosiolle vaihtelevassa määrin.Messinkimateriaalien osalta uskotaan yleisesti, että kaksivaiheisella rakenteella on suurempi jännityskorroosion herkkyys kuin yksivaiheisella rakenteella.Kirjallisuudessa on raportoitu, että kun messinkimateriaalin Zn-pitoisuus ylittää 20 %, sillä on suurempi jännityskorroosion herkkyys, ja mitä suurempi Zn-pitoisuus, sitä suurempi jännityskorroosion herkkyys.Kaasusuuttimen metallografinen rakenne on tässä tapauksessa α+β-kaksifaasiseos, ja Zn-pitoisuus on noin 35%, yli 20%, joten sillä on korkea jännityskorroosioherkkyys ja se täyttää jännityksen edellyttämät materiaaliolosuhteet. korroosiohalkeilu.
Jos messinkimateriaalien jännityksenpoistohehkutusta ei suoriteta kylmätyöstön muodonmuutoksen jälkeen, esiintyy jännityskorroosiota sopivissa jännitysolosuhteissa ja syövyttävissä ympäristöissä.Jännityskorroosiohalkeilua aiheuttava jännitys on yleensä paikallinen vetojännitys, joka voi olla jännitystä tai jäännösjännitystä.Kun kuorma-auton rengas on täytetty, syntyy vetojännitystä ilmasuuttimen aksiaalisuunnassa renkaan korkean paineen vuoksi, mikä aiheuttaa kehämäisiä halkeamia ilmasuuttimeen.Renkaan sisäisen paineen aiheuttama vetojännitys voidaan yksinkertaisesti laskea kaavan σ=p R/2t mukaan (jossa p on renkaan sisäinen paine, R on venttiilin sisähalkaisija ja t on renkaan seinämän paksuus venttiili).Yleensä renkaan sisäisen paineen aiheuttama vetojännitys ei kuitenkaan ole liian suuri, ja jäännösjännityksen vaikutus on otettava huomioon.Kaasusuuttimien halkeilupaikat ovat kaikki takataivutuksessa, ja on selvää, että takataivutuksessa jäännösmuodonmuutos on suuri ja siellä on jäännösvetolujuus.Itse asiassa monissa käytännöllisissä kupariseoskomponenteissa jännityskorroosiohalkeilu johtuu harvoin suunnittelujännityksistä, ja useimmat niistä johtuvat jäännösjännityksistä, joita ei nähdä ja joita ei huomioida.Tässä tapauksessa venttiilin takataivutuksessa renkaan sisäisen paineen synnyttämän vetojännityksen suunta on yhdenmukainen jäännösjännityksen suunnan kanssa, ja näiden kahden jännityksen päällekkäisyys muodostaa jännitystilan SCC:lle. .
3. Johtopäätös ja ehdotukset
Johtopäätös:
Halkeilurenkaan venttiilijohtuu pääasiassa SO2:n aiheuttamasta jännityskorroosiohalkeilusta.
Ehdotus
(1) Jäljitä syövyttävän väliaineen lähde ympäristöstärenkaan venttiilija yritä välttää suoraa kosketusta ympäröivään syövyttävään väliaineeseen.Esimerkiksi kerros korroosionestopinnoitetta voidaan levittää venttiilin pinnalle.
(2) Kylmämuokkauksen jäännösvetolujuus voidaan poistaa sopivilla prosesseilla, kuten jännityksenpoistohehkutuksella taivutuksen jälkeen.
Postitusaika: 23.9.2022