1. Θεωρητικό Τεστ και Ανάλυση
Από τα 3βαλβίδες ελαστικώνδείγματα που παρέχονται από την εταιρεία, τα 2 είναι βαλβίδες και το 1 είναι μια βαλβίδα που δεν έχει χρησιμοποιηθεί ακόμα.Για τα Α και Β, η βαλβίδα που δεν έχει χρησιμοποιηθεί επισημαίνεται ως γκρι.Περιεκτική Εικόνα 1. Η εξωτερική επιφάνεια της βαλβίδας Α είναι ρηχή, η εξωτερική επιφάνεια της βαλβίδας Β είναι η επιφάνεια, η εξωτερική επιφάνεια της βαλβίδας Γ είναι η επιφάνεια και η εξωτερική επιφάνεια της βαλβίδας Γ είναι η επιφάνεια.Οι βαλβίδες Α και Β καλύπτονται με προϊόντα διάβρωσης.Οι βαλβίδες Α και Β είναι ραγισμένες στις στροφές, το εξωτερικό τμήμα της καμπής είναι κατά μήκος της βαλβίδας, το στόμιο του δακτυλίου βαλβίδας Β είναι ραγισμένο προς το άκρο και το λευκό βέλος μεταξύ των ραγισμένων επιφανειών στην επιφάνεια της βαλβίδας Α σημειώνεται .Από τα παραπάνω, οι ρωγμές είναι παντού, οι ρωγμές είναι οι μεγαλύτερες και οι ρωγμές είναι παντού.
Ένα τμήμα τουβαλβίδα ελαστικούΤα δείγματα Α, Β και Γ κόπηκαν από την κάμψη και η μορφολογία της επιφάνειας παρατηρήθηκε με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης ZEISS-SUPRA55 και η σύνθεση της μικροπεριοχής αναλύθηκε με EDS.Το σχήμα 2 (α) δείχνει τη μικροδομή της επιφάνειας της βαλβίδας Β.Μπορεί να φανεί ότι υπάρχουν πολλά λευκά και φωτεινά σωματίδια στην επιφάνεια (που υποδεικνύονται από τα λευκά βέλη στο σχήμα) και η ανάλυση EDS των λευκών σωματιδίων έχει υψηλή περιεκτικότητα σε S. Τα αποτελέσματα ανάλυσης ενεργειακού φάσματος των λευκών σωματιδίων φαίνονται στο Σχήμα 2(β).
Τα σχήματα 2 (γ) και (ε) είναι οι επιφανειακές μικροδομές της βαλβίδας Β. Μπορεί να φανεί από το σχήμα 2 (γ) ότι η επιφάνεια καλύπτεται σχεδόν εξ ολοκλήρου από προϊόντα διάβρωσης και τα διαβρωτικά στοιχεία των προϊόντων διάβρωσης με ανάλυση ενεργειακού φάσματος περιλαμβάνουν κυρίως S, Cl και O, η περιεκτικότητα σε S σε μεμονωμένες θέσεις είναι υψηλότερη και τα αποτελέσματα της ανάλυσης ενεργειακού φάσματος φαίνονται στο Σχ. 2(d).Μπορεί να φανεί από το σχήμα 2(ε) ότι υπάρχουν μικρορωγμές κατά μήκος του δακτυλίου βαλβίδας στην επιφάνεια της βαλβίδας Α. Τα σχήματα 2(f) και (g) είναι οι μικρομορφολογίες της επιφάνειας της βαλβίδας C, η επιφάνεια είναι επίσης καλύπτονται πλήρως από προϊόντα διάβρωσης και τα διαβρωτικά στοιχεία περιλαμβάνουν επίσης S, Cl και O, παρόμοια με το Σχήμα 2(ε).Ο λόγος για τη ρωγμή μπορεί να είναι η διάβρωση λόγω τάσης (SCC) από την ανάλυση του προϊόντος διάβρωσης στην επιφάνεια της βαλβίδας.Το Σχ. 2(η) είναι επίσης η μικροδομή της επιφάνειας της βαλβίδας C. Μπορεί να φανεί ότι η επιφάνεια είναι σχετικά καθαρή και η χημική σύνθεση της επιφάνειας που αναλύθηκε με EDS είναι παρόμοια με αυτή του κράματος χαλκού, υποδεικνύοντας ότι η βαλβίδα είναι δεν έχει διαβρωθεί.Συγκρίνοντας τη μικροσκοπική μορφολογία και τη χημική σύνθεση των τριών επιφανειών της βαλβίδας, αποδεικνύεται ότι υπάρχουν διαβρωτικά μέσα όπως S, O και Cl στο περιβάλλοντα περιβάλλον.
Η ρωγμή της βαλβίδας Β ανοίχτηκε μέσω της δοκιμής κάμψης και διαπιστώθηκε ότι η ρωγμή δεν διαπέρασε ολόκληρη τη διατομή της βαλβίδας, ράγισε στην πλευρά της οπίσθιας κάμψης και δεν ράγισε στην πλευρά απέναντι από την πίσω κάμψη της βαλβίδας.Η οπτική επιθεώρηση του κατάγματος δείχνει ότι το χρώμα του κατάγματος είναι σκούρο, υποδεικνύοντας ότι το κάταγμα έχει διαβρωθεί και ορισμένα μέρη του κατάγματος έχουν σκούρο χρώμα, γεγονός που δείχνει ότι η διάβρωση είναι πιο σοβαρή σε αυτά τα μέρη.Το κάταγμα της βαλβίδας Β παρατηρήθηκε κάτω από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3. Το Σχήμα 3 (α) δείχνει τη μακροσκοπική εμφάνιση του κατάγματος της βαλβίδας Β.Μπορεί να φανεί ότι το εξωτερικό κάταγμα κοντά στη βαλβίδα έχει καλυφθεί από προϊόντα διάβρωσης, υποδηλώνοντας και πάλι την παρουσία διαβρωτικών μέσων στο περιβάλλον περιβάλλον.Σύμφωνα με την ανάλυση ενεργειακού φάσματος, τα χημικά συστατικά του προϊόντος διάβρωσης είναι κυρίως S, Cl και O, και τα περιεχόμενα S και O είναι σχετικά υψηλά, όπως φαίνεται στο Σχ. 3(b).Παρατηρώντας την επιφάνεια της θραύσης, διαπιστώθηκε ότι το σχέδιο ανάπτυξης της ρωγμής είναι κατά μήκος του κρυσταλλικού τύπου.Ένας μεγάλος αριθμός δευτερευουσών ρωγμών μπορεί επίσης να φανεί παρατηρώντας το κάταγμα σε μεγαλύτερες μεγεθύνσεις, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3(γ).Οι δευτερεύουσες ρωγμές σημειώνονται με λευκά βέλη στο σχήμα.Τα προϊόντα διάβρωσης και τα μοτίβα ανάπτυξης ρωγμών στην επιφάνεια θραύσης δείχνουν και πάλι τα χαρακτηριστικά της ρωγμής λόγω διάβρωσης λόγω τάσης.
Το κάταγμα της βαλβίδας Α δεν έχει ανοίξει, αφαιρέστε ένα τμήμα της βαλβίδας (συμπεριλαμβανομένης της θέσης ρωγμής), τρίψτε και γυαλίστε το αξονικό τμήμα της βαλβίδας και χρησιμοποιήστε Fe Cl3 (5 g) +HCl (50 mL) + C2H5OH ( 100 mL) διαλύματος χαράχθηκε και η μεταλλογραφική δομή και η μορφολογία ανάπτυξης ρωγμών παρατηρήθηκαν με το οπτικό μικροσκόπιο Zeiss Axio Observer A1m.Το σχήμα 4 (α) δείχνει τη μεταλλογραφική δομή της βαλβίδας, η οποία είναι α+β δομή διπλής φάσης, και το β είναι σχετικά λεπτό και κοκκώδες και κατανέμεται στη μήτρα α-φάσης.Τα σχέδια διάδοσης ρωγμών στις περιφερειακές ρωγμές φαίνονται στο Σχήμα 4(α), (β).Δεδομένου ότι οι επιφάνειες ρωγμών είναι γεμάτες με προϊόντα διάβρωσης, το κενό μεταξύ των δύο επιφανειών ρωγμών είναι μεγάλο και είναι δύσκολο να διακριθούν τα μοτίβα διάδοσης των ρωγμών.φαινόμενο διχοτόμησης.Πολλές δευτερεύουσες ρωγμές (σημειωμένες με λευκά βέλη στο σχήμα) παρατηρήθηκαν επίσης σε αυτήν την κύρια ρωγμή, βλέπε Εικ. 4(c), και αυτές οι δευτερεύουσες ρωγμές διαδόθηκαν κατά μήκος του κόκκου.Το δείγμα της χαραγμένης βαλβίδας παρατηρήθηκε με SEM και διαπιστώθηκε ότι υπήρχαν πολλές μικρορωγμές σε άλλες θέσεις παράλληλες με την κύρια ρωγμή.Αυτές οι μικρορωγμές προήλθαν από την επιφάνεια και επεκτάθηκαν στο εσωτερικό της βαλβίδας.Οι ρωγμές είχαν διακλάδωση και εκτείνονταν κατά μήκος του κόκκου, βλέπε Εικόνα 4 (γ), (δ).Το περιβάλλον και η κατάσταση τάσης αυτών των μικρορωγμών είναι σχεδόν ίδια με εκείνα της κύριας ρωγμής, επομένως μπορεί να συναχθεί ότι η μορφή διάδοσης της κύριας ρωγμής είναι επίσης διακοκκώδης, κάτι που επιβεβαιώνεται και από την παρατήρηση θραύσης της βαλβίδας Β. Το φαινόμενο διχασμού του η ρωγμή δείχνει και πάλι τα χαρακτηριστικά της ρωγμής λόγω διάβρωσης λόγω τάσης της βαλβίδας.
2. Ανάλυση και Συζήτηση
Συνοψίζοντας, μπορεί να συναχθεί ότι η βλάβη της βαλβίδας προκαλείται από ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω τάσης που προκαλείται από SO2.Η διάβρωση λόγω καταπόνησης γενικά χρειάζεται να πληροί τρεις προϋποθέσεις: (1) υλικά ευαίσθητα στη διάβρωση λόγω τάσης.(2) διαβρωτικό μέσο ευαίσθητο στα κράματα χαλκού.(3) ορισμένες συνθήκες στρες.
Γενικά πιστεύεται ότι τα καθαρά μέταλλα δεν υποφέρουν από διάβρωση λόγω τάσης και όλα τα κράματα είναι ευαίσθητα σε διάβρωση λόγω τάσης σε διάφορους βαθμούς.Για τα υλικά ορείχαλκου, πιστεύεται γενικά ότι η δομή διπλής φάσης έχει υψηλότερη ευαισθησία στη διάβρωση των τάσεων από τη μονοφασική δομή.Έχει αναφερθεί στη βιβλιογραφία ότι όταν η περιεκτικότητα σε Zn στο ορειχάλκινο υλικό υπερβαίνει το 20%, έχει μεγαλύτερη ευαισθησία στη διάβρωση των τάσεων και όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε Zn, τόσο μεγαλύτερη είναι η ευαισθησία στη διάβρωση των τάσεων.Η μεταλλογραφική δομή του ακροφυσίου αερίου σε αυτή την περίπτωση είναι ένα κράμα α+β διπλής φάσης και η περιεκτικότητα σε Zn είναι περίπου 35%, που υπερβαίνει κατά πολύ το 20%, επομένως έχει υψηλή ευαισθησία στη διάβρωση των τάσεων και πληροί τις υλικές συνθήκες που απαιτούνται για καταπόνηση ρωγμές διάβρωσης.
Για τα ορειχάλκινα υλικά, εάν η ανόπτηση εκτόνωσης της τάσης δεν εκτελεστεί μετά από παραμόρφωση ψυχρής κατεργασίας, θα προκύψει διάβρωση υπό κατάλληλες συνθήκες καταπόνησης και διαβρωτικά περιβάλλοντα.Η τάση που προκαλεί ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω τάσης είναι γενικά τοπική εφελκυστική τάση, η οποία μπορεί να ασκηθεί τάση ή υπολειμματική τάση.Μετά το φούσκωμα του ελαστικού φορτηγού, θα δημιουργηθεί τάση εφελκυσμού κατά μήκος της αξονικής κατεύθυνσης του ακροφυσίου αέρα λόγω της υψηλής πίεσης στο ελαστικό, η οποία θα προκαλέσει περιφερειακές ρωγμές στο ακροφύσιο αέρα.Η τάση εφελκυσμού που προκαλείται από την εσωτερική πίεση του ελαστικού μπορεί απλά να υπολογιστεί σύμφωνα με σ=p R/2t (όπου p είναι η εσωτερική πίεση του ελαστικού, R είναι η εσωτερική διάμετρος της βαλβίδας και t είναι το πάχος τοιχώματος του η βαλβίδα).Ωστόσο, γενικά, η τάση εφελκυσμού που δημιουργείται από την εσωτερική πίεση του ελαστικού δεν είναι πολύ μεγάλη και θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η επίδραση της υπολειπόμενης τάσης.Οι θέσεις ρωγμής των ακροφυσίων αερίου είναι όλες στην πίσω κάμψη και είναι προφανές ότι η υπολειπόμενη παραμόρφωση στην πίσω κάμψη είναι μεγάλη και υπάρχει μια υπολειπόμενη τάση εφελκυσμού εκεί.Στην πραγματικότητα, σε πολλά πρακτικά εξαρτήματα από κράμα χαλκού, η διάβρωση λόγω καταπόνησης σπάνια προκαλείται από τάσεις σχεδιασμού και οι περισσότερες από αυτές προκαλούνται από υπολειμματικές τάσεις που δεν φαίνονται και αγνοούνται.Σε αυτή την περίπτωση, στην πίσω κάμψη της βαλβίδας, η κατεύθυνση της τάσης εφελκυσμού που δημιουργείται από την εσωτερική πίεση του ελαστικού είναι σύμφωνη με την κατεύθυνση της υπολειπόμενης τάσης και η υπέρθεση αυτών των δύο τάσεων παρέχει την κατάσταση τάσης για το SCC .
3. Συμπέρασμα και Προτάσεις
Συμπέρασμα:
Το ράγισμα τουβαλβίδα ελαστικούπροκαλείται κυρίως από τη διάβρωση λόγω καταπόνησης που προκαλείται από το SO2.
Πρόταση
(1) Ανιχνεύστε την πηγή του διαβρωτικού μέσου στο περιβάλλον γύρω από τοβαλβίδα ελαστικούκαι προσπαθήστε να αποφύγετε την άμεση επαφή με το περιβάλλον διαβρωτικό μέσο.Για παράδειγμα, μπορεί να εφαρμοστεί ένα στρώμα αντιδιαβρωτικής επίστρωσης στην επιφάνεια της βαλβίδας.
(2) Η υπολειπόμενη εφελκυστική τάση της ψυχρής εργασίας μπορεί να εξαλειφθεί με κατάλληλες διαδικασίες, όπως η ανόπτηση ανακούφισης από την τάση μετά την κάμψη.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-23-2022