1. Nazariy sinov va tahlil
3 tadanshina klapanlariKompaniya tomonidan taqdim etilgan namunalarda 2 tasi klapan, 1 tasi esa hali ishlatilmagan klapan. A va B uchun ishlatilmagan klapan kulrang rang bilan belgilangan. 1-rasm. A klapanining tashqi yuzasi sayoz, B klapanining tashqi yuzasi sirt, C klapanining tashqi yuzasi sirt va C klapanining tashqi yuzasi sirtdir. A va B klapanlari korroziya mahsulotlari bilan qoplangan. A va B klapanlari bukilish joylarida yorilgan, bukilishning tashqi qismi klapan bo'ylab, B klapan halqasi og'zi oxiriga qarab yorilgan va A klapan yuzasidagi yorilgan yuzalar orasidagi oq strelka belgilangan. Yuqoridagilardan ko'rinib turibdiki, yoriqlar hamma joyda, yoriqlar eng katta va yoriqlar hamma joyda.
Bir qismishina klapaniA, B va C namunalari egilish joyidan kesildi va sirt morfologiyasi ZEISS-SUPRA55 skanerlash elektron mikroskopi yordamida kuzatildi va mikro-maydon tarkibi EDS yordamida tahlil qilindi. 2(a)-rasmda B klapan yuzasining mikrotuzilishi ko'rsatilgan. Sirtda ko'plab oq va yorqin zarrachalar borligini (rasmdagi oq strelkalar bilan ko'rsatilgan) va oq zarrachalarning EDS tahlili tarkibida S miqdori yuqori ekanligini ko'rish mumkin. Oq zarrachalarning energiya spektrini tahlil qilish natijalari 2(b)-rasmda ko'rsatilgan.
2(c) va (e)-rasmlar B klapanining sirt mikrotuzilmalari hisoblanadi. 2(c)-rasmdan ko'rinib turibdiki, sirt deyarli butunlay korroziya mahsulotlari bilan qoplangan va energiya spektri tahlili bo'yicha korroziya mahsulotlarining korroziya elementlari asosan S, Cl va O ni o'z ichiga oladi, individual pozitsiyalarda S miqdori yuqoriroq va energiya spektri tahlili natijalari 2(d)-rasmda ko'rsatilgan. 2(e)-rasmdan ko'rinib turibdiki, A klapanining yuzasida klapan halqasi bo'ylab mikro yoriqlar mavjud. 2(f) va (g)-rasmlar C klapanining sirt mikromorfologiyalari bo'lib, sirt ham butunlay korroziya mahsulotlari bilan qoplangan va korroziya elementlari 2(e)-rasmga o'xshash S, Cl va O ni ham o'z ichiga oladi. Yorilish sababi klapan yuzasida korroziya mahsulotlari tahlilidan olingan stressli korroziya yorilishi (SCC) bo'lishi mumkin. 2(h)-rasmda C klapanining sirt mikrotuzilishi ham ko'rsatilgan. Sirt nisbatan toza ekanligi va EDS tomonidan tahlil qilingan sirtning kimyoviy tarkibi mis qotishmasining kimyoviy tarkibiga o'xshashligi ko'rinib turibdi, bu esa klapanning korroziyaga uchramaganligini ko'rsatadi. Uchta klapan yuzasining mikroskopik morfologiyasi va kimyoviy tarkibini taqqoslash orqali atrofdagi muhitda S, O va Cl kabi korroziyali muhitlar mavjudligi ko'rsatilgan.
B klapanining yorig'i egilish sinovi orqali ochildi va yoriq klapanning butun kesimini teshib o'tmaganligi, orqa egilish tomonida yorilganligi va klapanning orqa egilishiga qarama-qarshi tomonda yorilmaganligi aniqlandi. Sinishni vizual tekshirish shuni ko'rsatadiki, sinish rangi to'q rangda, bu sinishning korroziyaga uchraganligini va sinishning ba'zi qismlari to'q rangda ekanligini ko'rsatadi, bu esa bu qismlarda korroziya jiddiyroq ekanligini ko'rsatadi. B klapanining sinishi 3-rasmda ko'rsatilganidek, skanerlovchi elektron mikroskop ostida kuzatildi. 3(a)-rasmda B klapanining sinishining makroskopik ko'rinishi ko'rsatilgan. Klapan yaqinidagi tashqi sinish korroziya mahsulotlari bilan qoplanganligini ko'rish mumkin, bu yana atrofdagi muhitda korroziyali muhit mavjudligini ko'rsatadi. Energiya spektri tahliliga ko'ra, korroziya mahsulotining kimyoviy tarkibiy qismlari asosan S, Cl va O dan iborat bo'lib, S va O ning miqdori nisbatan yuqori, bu 3(b-rasmda ko'rsatilgan. Sinish yuzasini kuzatishda yoriq o'sish naqshining kristall turi bo'ylab ekanligi aniqlandi. 3(c)-rasmda ko'rsatilganidek, sinishning yuqori kattalashtirishlarda kuzatilishi orqali ham ko'p sonli ikkilamchi yoriqlarni ko'rish mumkin. Rasmda ikkilamchi yoriqlar oq strelkalar bilan belgilangan. Yorilish yuzasidagi korroziya mahsulotlari va yoriq o'sishi naqshlari yana bir bor stressli korroziya yorilishining xususiyatlarini ko'rsatadi.
A klapanining sinishi ochilmagan, klapanning bir qismini (yorilgan joyni ham qo'shib) olib tashlang, klapanning eksenel qismini maydalang va jilolang va Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 ml) + C2H5OH (100 ml) eritmasidan foydalaning va Zeiss Axio Observer A1m optik mikroskopi yordamida metallografik tuzilishi va yoriqlar o'sishi morfologiyasi kuzatildi. 4-rasm (a) da klapanning metallografik tuzilishi ko'rsatilgan, u α+β ikki fazali tuzilishga ega va β nisbatan mayda va donador bo'lib, α-fazali matritsada taqsimlangan. Aylana bo'ylab yoriqlarning tarqalish naqshlari 4(a), (b)-rasmlarda ko'rsatilgan. Yoriq yuzalari korroziya mahsulotlari bilan to'ldirilganligi sababli, ikkita yoriq yuzasi orasidagi bo'shliq keng va yoriqlar tarqalish naqshlarini ajratish qiyin. bifurkatsiya hodisasi. Ushbu birlamchi yoriqda ko'plab ikkilamchi yoriqlar (rasmda oq o'qlar bilan belgilangan) ham kuzatilgan, 4(c)-rasmga qarang va bu ikkilamchi yoriqlar dona bo'ylab tarqaldi. O'yilgan klapan namunasi SEM yordamida kuzatildi va asosiy yoriqqa parallel ravishda boshqa joylarda ko'plab mikro yoriqlar borligi aniqlandi. Bu mikro yoriqlar sirtdan kelib chiqqan va klapanning ichki qismiga kengaygan. Yoriqlar ikkiga bo'lingan va dona bo'ylab cho'zilgan, 4-rasm (c), (d) ga qarang. Bu mikro yoriqlarning muhiti va kuchlanish holati asosiy yoriqniki bilan deyarli bir xil, shuning uchun asosiy yoriqning tarqalish shakli ham donalararo ekanligi haqida xulosa qilish mumkin, bu B klapanining sinish kuzatuvi bilan ham tasdiqlanadi. Yoriqning ikkiga bo'linish hodisasi yana klapanning kuchlanish korroziyasi yorilishi xususiyatlarini ko'rsatadi.
2. Tahlil va muhokama
Xulosa qilib aytganda, klapanning shikastlanishi SO2 tomonidan yuzaga keladigan stressli korroziya yorilishidan kelib chiqadi, degan xulosaga kelish mumkin. Stressli korroziya yorilishi odatda uchta shartga javob berishi kerak: (1) stressli korroziyaga sezgir materiallar; (2) mis qotishmalariga sezgir korroziv muhit; (3) ma'lum stress sharoitlari.
Odatda sof metallar stress korroziyasidan aziyat chekmaydi va barcha qotishmalar turli darajalarda stress korroziyasiga moyil, deb ishoniladi. Guruch materiallari uchun odatda ikki fazali struktura bir fazali strukturaga qaraganda yuqori stress korroziyasiga moyillikka ega deb ishoniladi. Adabiyotlarda guruch materialidagi Zn miqdori 20% dan oshganda, u yuqori stress korroziyasiga moyillikka ega ekanligi va Zn miqdori qancha yuqori bo'lsa, stress korroziyasiga moyilligi shuncha yuqori ekanligi haqida xabar berilgan. Bu holda gaz naychasining metallografik tuzilishi α+β ikki fazali qotishma bo'lib, Zn miqdori taxminan 35% ni tashkil qiladi, bu 20% dan ancha yuqori, shuning uchun u yuqori stress korroziyasiga sezgirlikka ega va stress korroziyasining yorilishi uchun zarur bo'lgan material sharoitlariga javob beradi.
Guruch materiallari uchun, agar sovuq ish deformatsiyasidan keyin stressni yengillashtirish tavlanishi amalga oshirilmasa, mos kuchlanish sharoitlari va korroziyali muhitda stress korroziyasi yuzaga keladi. Stress korroziyasining yorilishiga olib keladigan kuchlanish odatda mahalliy cho'zilish kuchlanishi bo'lib, unga kuchlanish yoki qoldiq kuchlanish qo'llanilishi mumkin. Yuk mashinasi shinalari shishirilgandan so'ng, shinadagi yuqori bosim tufayli havo shlangining eksenel yo'nalishi bo'ylab cho'zilish kuchlanishi hosil bo'ladi, bu esa havo shlangida aylana bo'ylab yoriqlar hosil qiladi. Shinaning ichki bosimi natijasida yuzaga keladigan cho'zilish kuchlanishini σ=p R/2t ga muvofiq hisoblash mumkin (bu yerda p shinaning ichki bosimi, R klapanning ichki diametri va t klapanning devor qalinligi). Biroq, umuman olganda, shinaning ichki bosimi natijasida hosil bo'lgan cho'zilish kuchlanishi juda katta emas va qoldiq kuchlanishning ta'sirini hisobga olish kerak. Gaz shlanglarining yorilish pozitsiyalari barchasi orqa egilishda joylashgan va orqa egilishdagi qoldiq deformatsiya katta ekanligi va u yerda qoldiq cho'zilish kuchlanishi mavjudligi aniq. Darhaqiqat, ko'plab amaliy mis qotishma komponentlarida stressli korroziya yorilishi kamdan-kam hollarda dizayn kuchlanishlari tufayli yuzaga keladi va ularning aksariyati ko'rinmaydigan va e'tiborga olinmaydigan qoldiq kuchlanishlar tufayli yuzaga keladi. Bu holda, klapanning orqa egilishida, shinaning ichki bosimi tomonidan hosil bo'lgan cho'zilish kuchlanishining yo'nalishi qoldiq kuchlanish yo'nalishiga mos keladi va bu ikki kuchlanishning ustma-ust tushishi SCC uchun kuchlanish holatini ta'minlaydi.
3. Xulosa va takliflar
Xulosa:
Yorilishshina klapaniasosan SO2 tomonidan yuzaga keladigan stressli korroziya yorilishi natijasida yuzaga keladi.
Taklif
(1) Korozif muhitning manbasini atrofdagi muhitda kuzatib boringshina klapani, va atrofdagi korroziyaga qarshi muhit bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa qilmaslikka harakat qiling. Masalan, klapan yuzasiga korroziyaga qarshi qoplama qatlami qo'llanilishi mumkin.
(2) Sovuq ishlov berishning qoldiq kuchlanish kuchlanishi egilgandan keyin stressni kamaytirishni yumshatish kabi tegishli jarayonlar yordamida yo'q qilinishi mumkin.
Nashr vaqti: 2022-yil 23-sentabr
