1. Nəzəri Test və Təhlil
3-dəntəkər klapanlarıŞirkət tərəfindən təqdim edilən nümunələrdə 2-si klapan, 1-i isə hələ istifadə olunmamış klapandır. A və B üçün istifadə olunmamış klapan boz rəngdə işarələnmişdir. Hərtərəfli Şəkil 1. A klapanının xarici səthi dayaz, B klapanının xarici səthi səth, C klapanının xarici səthi səth, C klapanının xarici səthi isə səthdir. A və B klapanları korroziya məhsulları ilə örtülmüşdür. A və B klapanları əyilmələrdə çatlamış, əyilmənin xarici hissəsi klapan boyunca, B klapan halqasının ağzı ucuna doğru çatlamış və A klapanının səthindəki çatlamış səthlər arasındakı ağ ox işarələnmişdir. Yuxarıda göstərilənlərdən göründüyü kimi, çatlar hər yerdədir, çatlar ən böyükdür və çatlar hər yerdədir.
Bir hissəsitəkər klapanıƏyilmədən A, B və C nümunələri kəsilmiş və səth morfologiyası ZEISS-SUPRA55 skanlama elektron mikroskopu ilə müşahidə edilmiş və mikrosahə tərkibi EDS ilə təhlil edilmişdir. Şəkil 2 (a) klapan B səthinin mikrostrukturunu göstərir. Səthdə çoxlu ağ və parlaq hissəciklərin olduğunu (şəkildəki ağ oxlarla göstərilib) və ağ hissəciklərin EDS analizində yüksək miqdarda S olduğu görünür. Ağ hissəciklərin enerji spektr analizinin nəticələri Şəkil 2(b)-də göstərilmişdir.
Şəkil 2 (c) və (e) klapan B-nin səth mikrostrukturlarıdır. Şəkil 2 (c)-dən göründüyü kimi, səth demək olar ki, tamamilə korroziya məhsulları ilə örtülüdür və enerji spektri analizi ilə korroziya məhsullarının korroziya elementləri əsasən S, Cl və O-nu əhatə edir, fərdi mövqelərdə S-nin tərkibi daha yüksəkdir və enerji spektri analizinin nəticələri Şəkil 2(d)-də göstərilib. Şəkil 2(e)-dən göründüyü kimi, A klapanının səthində klapan halqası boyunca mikro çatlar var. Şəkil 2(f) və (g) klapan C-nin səth mikromorfologiyalarıdır, səth də tamamilə korroziya məhsulları ilə örtülüdür və korroziya elementləri Şəkil 2(e)-yə bənzər şəkildə S, Cl və O-nu da əhatə edir. Çatlamanın səbəbi klapan səthindəki korroziya məhsulu analizindən əldə edilən gərginlikli korroziya çatlaması (SCC) ola bilər. Şəkil 2(h) həmçinin klapan C-nin səth mikrostrukturunu göstərir. Səthin nisbətən təmiz olduğu və EDS ilə təhlil edilən səthin kimyəvi tərkibinin mis ərintisinin tərkibinə bənzədiyi, klapanın korroziyaya uğramadığını göstərdiyi görünür. Üç klapan səthinin mikroskopik morfologiyasını və kimyəvi tərkibini müqayisə etməklə ətraf mühitdə S, O və Cl kimi korroziyalı mühitlərin olduğu göstərilir.
B klapanının çatı əyilmə sınağı vasitəsilə açıldı və çatın klapanın bütün en kəsiyini keçmədiyi, arxa əyilmənin tərəfində çatladığı və klapanın arxa əyilməsinə qarşı tərəfdə çatlamadığı məlum oldu. Sınıqın vizual müayinəsi sınığın rənginin tünd olduğunu göstərir ki, bu da sınığın korroziyaya uğradığını göstərir və sınığın bəzi hissələri tünd rəngdədir ki, bu da korroziyanın bu hissələrdə daha ciddi olduğunu göstərir. Şəkil 3-də göstərildiyi kimi, B klapanının sınığı skanedici elektron mikroskopu altında müşahidə edildi. Şəkil 3 (a) klapan B sınığının makroskopik görünüşünü göstərir. Klapanın yaxınlığındakı xarici sınığın korroziya məhsulları ilə örtüldüyü və bu da ətraf mühitdə korroziya mühitinin mövcudluğunu göstərir. Enerji spektr analizinə görə, korroziya məhsulunun kimyəvi komponentləri əsasən S, Cl və O-dur və Şəkil 3(b)-də göstərildiyi kimi S və O-nun tərkibi nisbətən yüksəkdir. Sınıq səthini müşahidə etdikdə, çatın böyümə modelinin kristal tipi boyunca olduğu məlum olur. Şəkil 3(c)-də göstərildiyi kimi, daha yüksək böyütmələrdə sınığı müşahidə etməklə çox sayda ikinci dərəcəli çatlar da görünə bilər. Şəkildə ikinci dərəcəli çatlar ağ oxlarla işarələnib. Sınıq səthindəki korroziya məhsulları və çat böyüməsi nümunələri yenidən stress korroziyası çatlamasının xüsusiyyətlərini göstərir.
A klapanının sınığı açılmayıb, klapanın bir hissəsini (çatlamış mövqeyi də daxil olmaqla) çıxarın, klapanın ox hissəsini üyüdün və cilalayın və Fe Cl3 (5 q) + HCl (50 ml) + C2H5OH (100 ml) məhlulu istifadə edərək oyma aparılıb və metaloqrafik quruluş və çat böyüməsi morfologiyası Zeiss Axio Observer A1m optik mikroskopu ilə müşahidə edilib. Şəkil 4 (a)-da klapanın metaloqrafik quruluşu göstərilir, bu quruluş α+β ikifazalı strukturdur və β nisbətən incə, dənəvərdir və α-fazalı matrisə paylanıb. Dairəvi çatlardakı çatların yayılma nümunələri Şəkil 4(a), (b)-də göstərilib. Çat səthləri korroziya məhsulları ilə doldurulduğundan, iki çat səthi arasındakı boşluq genişdir və çatların yayılma nümunələrini ayırd etmək çətindir. Bifurkasiya fenomeni. Bu ilkin çatda bir çox ikincili çatlar (şəkildə ağ oxlarla işarələnmiş) da müşahidə edilib, Şəkil 4(c)-yə baxın və bu ikincili çatlar dənəvər boyunca yayılıb. Oyulmuş klapan nümunəsi SEM ilə müşahidə edildi və əsas çatla paralel digər mövqelərdə çoxlu mikro çatların olduğu aşkar edildi. Bu mikro çatlar səthdən yarandı və klapanın içərisinə doğru genişləndi. Çatların bifurkasiyası var idi və dənəvər boyunca uzandı, Şəkil 4 (c), (d)-yə baxın. Bu mikro çatların mühiti və gərginlik vəziyyəti əsas çatlağın mühiti ilə demək olar ki, eynidir, buna görə də əsas çatın yayılma formasının da dənəvərlərarası olduğu qənaətinə gəlmək olar ki, bu da klapan B-nin sınıq müşahidəsi ilə təsdiqlənir. Çatın bifurkasiya fenomeni yenidən klapanın gərginlik korroziyası ilə çatlamasının xüsusiyyətlərini göstərir.
2. Təhlil və Müzakirə
Xülasə, klapanın zədələnməsinin SO2-nin yaratdığı gərginlikli korroziya çatlamasından qaynaqlandığı qənaətinə gəlmək olar. Gərginlikli korroziya çatlaması ümumiyyətlə üç şərtə cavab verməlidir: (1) gərginlikli korroziyaya həssas materiallar; (2) mis ərintilərinə həssas korroziyalı mühit; (3) müəyyən gərginlik şəraiti.
Ümumiyyətlə, təmiz metalların gərginlik korroziyasından əziyyət çəkmədiyinə və bütün ərintilərin müxtəlif dərəcələrdə gərginlik korroziyasına həssas olduğuna inanılır. Pirinç materialları üçün ümumiyyətlə iki fazalı strukturun tək fazalı strukturdan daha yüksək gərginlik korroziyasına həssaslığına malik olduğuna inanılır. Ədəbiyyatda bildirilir ki, pirinç materialındakı Zn tərkibi 20%-dən çox olduqda, onun gərginlik korroziyasına həssaslığı daha yüksək olur və Zn tərkibi nə qədər yüksəkdirsə, gərginlik korroziyasına həssaslığı da bir o qədər yüksəkdir. Bu halda qaz ucluğunun metaloqrafik quruluşu α+β iki fazalı ərintidir və Zn tərkibi təxminən 35% təşkil edir ki, bu da 20%-dən çoxdur, buna görə də yüksək gərginlik korroziyasına həssaslığa malikdir və gərginlik korroziyasının çatlaması üçün tələb olunan material şərtlərinə cavab verir.
Pirinç materialları üçün, soyuq işləmə deformasiyasından sonra gərginlikdən azadolma tavlama aparılmazsa, uyğun gərginlik şəraitində və korroziya mühitində gərginlik korroziyası baş verəcək. Gərginlik korroziyasının çatlamasına səbəb olan gərginlik ümumiyyətlə lokal dartılma gərginliyidir və bu gərginlik və ya qalıq gərginlik tətbiq oluna bilər. Yük maşını təkəri şişirildikdən sonra, təkərdəki yüksək təzyiq səbəbindən hava burununun ox istiqamətində dartılma gərginliyi yaranacaq və bu da hava burununda çevrəvi çatlara səbəb olacaq. Təkərin daxili təzyiqinin yaratdığı dartılma gərginliyi σ=p R/2t düsturuna əsasən sadəcə hesablana bilər (burada p təkərin daxili təzyiqi, R klapanın daxili diametri və t klapanın divar qalınlığıdır). Lakin, ümumiyyətlə, təkərin daxili təzyiqinin yaratdığı dartılma gərginliyi çox böyük deyil və qalıq gərginliyin təsiri nəzərə alınmalıdır. Qaz burunlarının çatlama mövqeləri hamısı arxa əyilmədədir və arxa əyilmədə qalıq deformasiyanın böyük olduğu və orada qalıq dartılma gərginliyinin olduğu göz qabağındadır. Əslində, bir çox praktik mis ərinti komponentlərində gərginlikli korroziya çatlaması nadir hallarda dizayn gərginliklərindən qaynaqlanır və onların əksəriyyəti görünməyən və nəzərə alınmayan qalıq gərginliklərdən qaynaqlanır. Bu halda, klapanın arxa əyilməsində təkərin daxili təzyiqi tərəfindən yaranan dartılma gərginliyinin istiqaməti qalıq gərginliyin istiqaməti ilə uyğun gəlir və bu iki gərginliyin üst-üstə düşməsi SCC üçün gərginlik şərtini təmin edir.
3. Nəticə və təkliflər
Nəticə:
Çatlamasıtəkər klapanıəsasən SO2-nin yaratdığı stress korroziya çatlamasından qaynaqlanır.
Təklif
(1) Ətraf mühitdə korroziyaedici mühitin mənbəyini izləyintəkər klapanı, və ətrafdakı korroziyaya qarşı mühitlə birbaşa təmasdan çəkinməyə çalışın. Məsələn, klapanın səthinə korroziyaya qarşı örtük təbəqəsi çəkilə bilər.
(2) Soyuq işləmənin qalıq dartılma gərginliyi, əyilmədən sonra stressin azaldılması kimi müvafiq proseslərlə aradan qaldırıla bilər.
Yazı vaxtı: 23 sentyabr 2022
