1. Teoretiese Toets en Analise
Van die 3bandkleppemonsters wat deur die maatskappy verskaf is, 2 is kleppe, en 1 is 'n klep wat nog nie gebruik is nie. Vir A en B is die klep wat nie gebruik is nie, as grys gemerk. Omvattende Figuur 1. Die buitenste oppervlak van klep A is vlak, die buitenste oppervlak van klep B is die oppervlak, die buitenste oppervlak van klep C is die oppervlak, en die buitenste oppervlak van klep C is die oppervlak. Kleppe A en B is bedek met korrosieprodukte. Die klep A en B is gekraak by die draaie, die buitenste deel van die draai is langs die klep, die klepringmond B is gekraak na die einde toe, en die wit pyl tussen die gekraakte oppervlaktes op die oppervlak van klep A is gemerk. Uit bogenoemde is die krake oral, die krake is die grootste, en die krake is oral.
'n Afdeling van diebandklepA-, B- en C-monsters is uit die buiging gesny, en die oppervlakmorfologie is waargeneem met 'n ZEISS-SUPRA55-skandeerelektronmikroskoop, en die mikro-area-samestelling is met EDS geanaliseer. Figuur 2 (a) toon die mikrostruktuur van die klep B-oppervlak. Daar kan gesien word dat daar baie wit en helder deeltjies op die oppervlak is (aangedui deur die wit pyle in die figuur), en die EDS-analise van die wit deeltjies het 'n hoë inhoud van S. Die energiespektrumanalise-resultate van die wit deeltjies word in Figuur 2 (b) getoon.
Figure 2(c) en (e) is die oppervlakmikrostrukture van klep B. Dit kan uit Figuur 2(c) gesien word dat die oppervlak byna geheel en al deur korrosieprodukte bedek is, en die korrosiewe elemente van die korrosieprodukte deur energiespektrumanalise sluit hoofsaaklik S, Cl en O in, die inhoud van S in individuele posisies is hoër, en die energiespektrumanalise-resultate word in Fig. 2(d) getoon. Dit kan uit Figuur 2(e) gesien word dat daar mikrokrake langs die klepring op die oppervlak van klep A is. Figure 2(f) en (g) is die oppervlakmikromorfologieë van klep C, die oppervlak is ook geheel en al deur korrosieprodukte bedek, en die korrosieelemente sluit ook S, Cl en O in, soortgelyk aan Figuur 2(e). Die rede vir krake kan spanningskorrosiekrake (SCC) wees vanaf die korrosieprodukanalise op die klepoppervlak. Fig. 2(h) is ook die oppervlakmikrostruktuur van klep C. Daar kan gesien word dat die oppervlak relatief skoon is, en die chemiese samestelling van die oppervlak wat deur EDS geanaliseer is, is soortgelyk aan dié van die koperlegering, wat aandui dat die klep nie gekorrodeer is nie. Deur die mikroskopiese morfologie en chemiese samestelling van die drie klepoppervlaktes te vergelyk, word aangetoon dat daar korrosiewe media soos S, O en Cl in die omliggende omgewing is.
Die kraak van klep B is oopgemaak deur die buigtoets, en daar is gevind dat die kraak nie die hele dwarssnit van die klep binnegedring het nie, maar aan die kant van die agterbuiging gekraak het, en nie aan die teenoorgestelde kant van die agterbuiging van die klep gekraak het nie. Die visuele inspeksie van die fraktuur toon dat die kleur van die fraktuur donker is, wat aandui dat die fraktuur gekorrodeer is, en sommige dele van die fraktuur is donker van kleur, wat aandui dat die korrosie in hierdie dele ernstiger is. Die fraktuur van klep B is onder 'n skandeerelektronmikroskoop waargeneem, soos getoon in Figuur 3. Figuur 3 (a) toon die makroskopiese voorkoms van klep B-fraktuur. Daar kan gesien word dat die buitenste fraktuur naby die klep deur korrosieprodukte bedek is, wat weer eens die teenwoordigheid van korrosiewe media in die omliggende omgewing aandui. Volgens energiespektrumanalise is die chemiese komponente van die korrosieproduk hoofsaaklik S, Cl en O, en die inhoud van S en O is relatief hoog, soos getoon in Fig. 3 (b). Deur die fraktuuroppervlak waar te neem, word gevind dat die kraakgroeipatroon langs die kristaltipe is. 'n Groot aantal sekondêre krake kan ook gesien word deur die fraktuur by hoër vergrotings waar te neem, soos getoon in Figuur 3(c). Die sekondêre krake word met wit pyle in die figuur gemerk. Korrosieprodukte en kraakgroeipatrone op die fraktuuroppervlak toon weer die eienskappe van spanningskorrosiekrake.
As die fraktuur van klep A nie oopgemaak is nie, verwyder 'n gedeelte van die klep (insluitend die gekraakte posisie), slyp en poleer die aksiale gedeelte van die klep, en gebruik 'n FeCl3 (5 g) + HCl (50 mL) + C2H5OH (100 mL) oplossing wat geëts is, en die metallografiese struktuur en kraakgroeimorfologie is waargeneem met 'n Zeiss Axio Observer A1m optiese mikroskoop. Figuur 4 (a) toon die metallografiese struktuur van die klep, wat 'n α+β tweefasestruktuur is, en β is relatief fyn en korrelrig en versprei op die α-fase matriks. Die kraakvoortplantingspatrone by die omtrekskrake word in Figuur 4 (a), (b) getoon. Aangesien die kraakoppervlaktes met korrosieprodukte gevul is, is die gaping tussen die twee kraakoppervlaktes wyd, en dit is moeilik om die kraakvoortplantingspatrone te onderskei. Vertakkingsverskynsel. Baie sekondêre krake (gemerk met wit pyle in die figuur) is ook op hierdie primêre kraak waargeneem, sien Fig. 4 (c), en hierdie sekondêre krake het langs die grein voortgeplant. Die geëtste klepmonster is deur SEM waargeneem, en daar is gevind dat daar baie mikrokrake in ander posisies parallel met die hoofkraak was. Hierdie mikrokrake het van die oppervlak ontstaan en na die binnekant van die klep uitgebrei. Die krake het bifurkasie gehad en langs die grein gestrek, sien Figuur 4 (c), (d). Die omgewing en spanningstoestand van hierdie mikrokrake is amper dieselfde as dié van die hoofkraak, dus kan afgelei word dat die hoofkraak se voortplantingsvorm ook intergranulêr is, wat ook bevestig word deur die breukwaarneming van klep B. Die bifurkasieverskynsel van die kraak toon weer die eienskappe van spanningskorrosie-krake van die klep.
2. Analise en Bespreking
Opsommend kan afgelei word dat die skade aan die klep veroorsaak word deur spanningskorrosie-krake wat deur SO2 veroorsaak word. Spanningskorrosie-krake moet oor die algemeen aan drie voorwaardes voldoen: (1) materiale wat sensitief is vir spanningskorrosie; (2) korrosiewe medium wat sensitief is vir koperlegerings; (3) sekere spanningstoestande.
Daar word algemeen geglo dat suiwer metale nie aan spanningskorrosie ly nie, en alle legerings is in verskillende grade vatbaar vir spanningskorrosie. Vir kopermateriale word algemeen geglo dat die tweefasestruktuur 'n hoër spanningskorrosievatbaarheid het as die enkelfasestruktuur. Daar is in die literatuur berig dat wanneer die Zn-inhoud in die kopermateriaal 20% oorskry, dit 'n hoër spanningskorrosievatbaarheid het, en hoe hoër die Zn-inhoud, hoe hoër die spanningskorrosievatbaarheid. Die metallografiese struktuur van die gasmondstuk is in hierdie geval 'n α+β tweefaselegering, en die Zn-inhoud is ongeveer 35%, wat ver oorskry 20%, dus het dit 'n hoë spanningskorrosiegevoeligheid en voldoen dit aan die materiaalvoorwaardes wat vereis word vir spanningskorrosiekraking.
Vir kopermateriale, indien spanningsverligting-uitgloeiing nie na koue werkvervorming uitgevoer word nie, sal spanningskorrosie onder geskikte spanningstoestande en korrosiewe omgewings voorkom. Die spanning wat spanningskorrosie-krake veroorsaak, is gewoonlik plaaslike trekspanning, wat toegepaste spanning of residuele spanning kan wees. Nadat die vragmotorband opgeblaas is, sal trekspanning langs die aksiale rigting van die lugspuitstuk gegenereer word as gevolg van die hoë druk in die band, wat omtrekskeure in die lugspuitstuk sal veroorsaak. Die trekspanning wat veroorsaak word deur die interne druk van die band kan eenvoudig bereken word volgens σ=p R/2t (waar p die interne druk van die band is, R die binnediameter van die klep is, en t die wanddikte van die klep is). Oor die algemeen is die trekspanning wat deur die interne druk van die band gegenereer word egter nie te groot nie, en die effek van residuele spanning moet in ag geneem word. Die kraakposisies van die gasspuitstukke is almal by die agterbuiging, en dit is duidelik dat die residuele vervorming by die agterbuiging groot is, en daar is 'n residuele trekspanning daar. Trouens, in baie praktiese koperlegeringskomponente word spanningskorrosiekrake selde veroorsaak deur ontwerpspannings, en die meeste daarvan word veroorsaak deur oorblywende spannings wat nie gesien en geïgnoreer word nie. In hierdie geval, by die agterbuiging van die klep, is die rigting van die trekspanning wat deur die interne druk van die band gegenereer word, ooreenstemmend met die rigting van die oorblywende spanning, en die superposisie van hierdie twee spannings verskaf die spanningstoestand vir die SCC.
3. Gevolgtrekking en Voorstelle
Gevolgtrekking:
Die kraking van diebandklepword hoofsaaklik veroorsaak deur spanningskorrosie wat deur SO2 veroorsaak word.
Voorstel
(1) Spoor die bron van die korrosiewe medium in die omgewing rondom diebandklep, en probeer om direkte kontak met die omliggende korrosiewe medium te vermy. Byvoorbeeld, 'n laag korrosiewerende laag kan op die oppervlak van die klep aangewend word.
(2) Die oorblywende trekspanning van koue bewerking kan uitgeskakel word deur gepaste prosesse, soos spanningsverligting-uitgloeiing na buiging.
Plasingstyd: 23 September 2022
