1. Teoretyske test en analyse
Fan 'e 3bânkleppenfoarbylden levere troch it bedriuw, 2 binne kleppen, en 1 is in klep dy't noch net brûkt is. Foar A en B is de klep dy't net brûkt is markearre as griis. Útwreide figuer 1. It bûtenste oerflak fan klep A is ûndjip, it bûtenste oerflak fan klep B is it oerflak, it bûtenste oerflak fan klep C is it oerflak, en it bûtenste oerflak fan klep C is it oerflak. Kleppen A en B binne bedekt mei korrosjeprodukten. De klep A en B binne barsten by de bochten, it bûtenste diel fan 'e bocht is lâns de klep, de klepringmûning B is barsten nei it ein ta, en de wite pylk tusken de barsten oerflakken op it oerflak fan klep A is markearre. Ut it boppesteande binne de barsten oeral, de barsten binne it grutst, en de barsten binne oeral.
In seksje fan 'ebânklepA-, B- en C-monsters waarden út 'e bocht snien, en de oerflakmorfology waard waarnommen mei in ZEISS-SUPRA55-skannende elektroanenmikroskoop, en de gearstalling fan it mikrogebiet waard analysearre mei EDS. Figuer 2 (a) lit de mikrostruktuer fan it oerflak fan fentyl B sjen. It is te sjen dat d'r in protte wite en heldere dieltsjes op it oerflak binne (oanjûn troch de wite pylken yn 'e figuer), en de EDS-analyze fan 'e wite dieltsjes hat in hege ynhâld fan S. De resultaten fan 'e enerzjyspektrumanalyze fan 'e wite dieltsjes wurde werjûn yn figuer 2 (b).
Figueren 2 (c) en (e) binne de oerflakmikrostrukturen fan fentyl B. Ut figuer 2 (c) kin sjoen wurde dat it oerflak hast folslein bedekt is mei korrosjeprodukten, en de korrosive eleminten fan 'e korrosjeprodukten troch enerzjyspektrumanalyse omfetsje benammen S, Cl en O, it gehalte oan S yn yndividuele posysjes is heger, en de resultaten fan 'e enerzjyspektrumanalyse wurde werjûn yn figuer 2 (d). Ut figuer 2 (e) kin sjoen wurde dat der mikro-barsten binne lâns de fentylring op it oerflak fan fentyl A. Figueren 2 (f) en (g) binne de oerflakmikromorfologyen fan fentyl C, it oerflak is ek folslein bedekt mei korrosjeprodukten, en de korrosive eleminten omfetsje ek S, Cl en O, fergelykber mei figuer 2 (e). De reden foar barsten kin spanningskorrosje (SCC) wêze fan 'e korrosjeproduktanalyse op it fentyloerflak. Fig. 2(h) is ek de oerflakmikrostruktuer fan fentyl C. It kin sjoen wurde dat it oerflak relatyf skjin is, en de gemyske gearstalling fan it oerflak dat analysearre is troch EDS is fergelykber mei dy fan 'e koperlegering, wat oanjout dat de fentyl net korrodearre is. Troch de mikroskopyske morfology en gemyske gearstalling fan 'e trije fentyloerflakken te fergelykjen, wurdt oantoand dat der korrosive media lykas S, O en Cl yn 'e omjouwing binne.
De barst fan fentyl B waard iepene troch de bûgingstest, en it die bliken dat de barst net de hiele dwerstrochsneed fan 'e fentyl penetrearre, barstte oan 'e kant fan 'e efterbûging, en net barstte oan 'e kant tsjinoer de efterbûging fan 'e fentyl. De fisuele ynspeksje fan 'e breuk lit sjen dat de kleur fan 'e breuk donker is, wat oanjout dat de breuk korrodearre is, en guon dielen fan 'e breuk binne donker fan kleur, wat oanjout dat de korrosje yn dizze dielen earnstiger is. De breuk fan fentyl B waard waarnommen ûnder in scanning-elektronenmikroskoop, lykas te sjen is yn figuer 3. Figuer 3 (a) lit it makroskopyske uterlik fan 'e breuk fan fentyl B sjen. It is te sjen dat de bûtenste breuk by de fentyl bedekt is mei korrosjeprodukten, wat opnij oanjout op 'e oanwêzigens fan korrosive media yn 'e omjouwing. Neffens enerzjyspektrumanalyse binne de gemyske komponinten fan it korrosjeprodukt benammen S, Cl en O, en de ynhâld fan S en O is relatyf heech, lykas te sjen is yn figuer 3 (b). By it observearjen fan it breukoerflak wurdt fûn dat it groeipatroan fan 'e breuk lâns it kristaltype is. In grut oantal sekundêre skuorren kin ek sjoen wurde troch de breuk by hegere fergruttings te observearjen, lykas te sjen is yn figuer 3(c). De sekundêre skuorren binne markearre mei wite pylken yn 'e figuer. Korrosjeprodukten en breukgroeipatroanen op it breukoerflak litte opnij de skaaimerken fan spanningskorrosje sjen.
As de breuk fan fentyl A net iepene is, ferwiderje in seksje fan 'e fentyl (ynklusyf de barsten posysje), slypje en polearje it axiale diel fan 'e fentyl, en brûk in FeCl3 (5 g) + HCl (50 mL) + C2H5OH (100 mL) oplossing dy't etst is, en de metallografyske struktuer en barstgroeimorfology waarden waarnommen mei in Zeiss Axio Observer A1m optyske mikroskoop. Figuer 4 (a) lit de metallografyske struktuer fan 'e fentyl sjen, dy't in α+β dûbele faze struktuer is, en β is relatyf fyn en korrelich en ferspraat oer de α-faze matrix. De barstferspriedingspatroanen by de omtreksbarsten wurde werjûn yn figuer 4 (a), (b). Om't de barstflakken fol binne mei korrosjeprodukten, is de gat tusken de twa barstflakken breed, en is it lestich om de barstferspriedingspatroanen te ûnderskieden. It bifurkaasjefenomeen. In protte sekundêre barsten (markearre mei wite pylken yn 'e figuer) waarden ek waarnommen op dizze primêre barst, sjoch Fig. 4 (c), en dizze sekundêre barsten fersprate har lâns de fiber. It etste fentylmonster waard waarnommen troch SEM, en it die bliken dat der in protte mikro-barsten wiene op oare posysjes parallel oan de haadbarst. Dizze mikro-barsten ûntstienen út it oerflak en wreiden har út nei de binnenkant fan 'e fentyl. De barsten hienen in fertakking en wreiden har út lâns de fiberline, sjoch figuer 4 (c), (d). De omjouwing en spanningsstatus fan dizze mikro-barsten binne hast itselde as dy fan 'e haadbarst, dus kin derút tocht wurde dat de ferspriedingsfoarm fan 'e haadbarst ek yntergranulêr is, wat ek befêstige wurdt troch de breukwaarnimming fan fentyl B. It fertakkingsferskynsel fan 'e barst lit wer de skaaimerken sjen fan spanningskorrosje fan 'e fentyl.
2. Analyse en diskusje
Gearfetsjend kin konkludearre wurde dat de skea oan 'e fentyl feroarsake wurdt troch spanningskorrosje feroarsake troch SO2. Spanningskorrosje moat oer it algemien oan trije betingsten foldwaan: (1) materialen gefoelich foar spanningskorrosje; (2) korrosyf medium gefoelich foar koperlegeringen; (3) bepaalde spanningsbetingsten.
It wurdt algemien leaud dat suvere metalen gjin lêst hawwe fan spanningskorrosje, en alle legeringen binne yn ferskillende mjitte gefoelich foar spanningskorrosje. Foar messingmaterialen wurdt algemien leaud dat de dûbele-faze struktuer in hegere gefoelichheid foar spanningskorrosje hat as de ien-faze struktuer. Yn 'e literatuer is rapportearre dat as it Zn-gehalte yn it messingmateriaal mear as 20% is, it in hegere gefoelichheid foar spanningskorrosje hat, en hoe heger it Zn-gehalte, hoe heger de gefoelichheid foar spanningskorrosje. De metallografyske struktuer fan 'e gasnozzle is yn dit gefal in α+β dûbele-faze legearing, en it Zn-gehalte is sawat 35%, fier boppe de 20%, sadat it in hege gefoelichheid foar spanningskorrosje hat en foldocht oan 'e materiaalbetingsten dy't nedich binne foar spanningskorrosjeskea.
Foar messingmaterialen, as spanningsferliening net útfierd wurdt nei kâldbewurkingsdeformaasje, sil spanningskorrosje foarkomme ûnder geskikte spanningsomstannichheden en korrosive omjouwings. De spanning dy't spanningskorrosjeskea feroarsaket is oer it algemien lokale trekspanning, dy't tapaste spanning of restspanning kin wêze. Nei't de frachtweinbân opblaasd is, sil trekspanning generearre wurde lâns de axiale rjochting fan 'e luchtmondstuk fanwegen de hege druk yn 'e bân, wat sil feroarsaakje omtreksskea yn 'e luchtmondstuk. De trekspanning feroarsake troch de ynterne druk fan 'e bân kin ienfâldich berekkene wurde neffens σ = p R / 2t (wêrby't p de ynterne druk fan 'e bân is, R de binnendiameter fan it fentyl is, en t de wanddikte fan it fentyl is). Yn 't algemien is de trekspanning generearre troch de ynterne druk fan' e bân lykwols net te grut, en it effekt fan restspanning moat wurde beskôge. De krakende posysjes fan 'e gasmondstukken binne allegear by de efterbûging, en it is dúdlik dat de restdeformaasje by de efterbûging grut is, en d'r is in restspanning dêr. Eins wurdt yn in protte praktyske ûnderdielen fan koperlegeringen spanningskorrosje selden feroarsake troch ûntwerpspanningen, en de measten dêrfan wurde feroarsake troch oerbleaune spanningen dy't net sjoen en negearre wurde. Yn dit gefal, by de efterbûging fan it fentyl, is de rjochting fan 'e trekspanning dy't generearre wurdt troch de ynterne druk fan' e bân yn oerienstimming mei de rjochting fan 'e oerbleaune spanning, en de superposysje fan dizze twa spanningen soarget foar de spanningsbetingst foar de SCC.
3. Konklúzje en suggestjes
Konklúzje:
It kraken fan 'ebânklepwurdt benammen feroarsake troch spanningskorrosje feroarsake troch SO2.
Suggestje
(1) Fyn de boarne fan it korrosive medium yn 'e omjouwing om itbânklep, en besykje direkt kontakt mei it omlizzende korrosive medium te foarkommen. Bygelyks, in laach anty-korrosjecoating kin oanbrocht wurde op it oerflak fan 'e fentyl.
(2) De oerbleaune trekspanning fan kâldbewurking kin eliminearre wurde troch passende prosessen, lykas spanningsferliening nei it bûgen.
Pleatsingstiid: 23 septimber 2022
