1. Teoretikal na Pagsusulit at Pagsusuri
Sa 3mga balbula ng gulongmga sample na ibinigay ng kumpanya, 2 ay mga balbula, at 1 ay isang balbula na hindi pa nagagamit.Para sa A at B, ang balbula na hindi pa ginagamit ay minarkahan bilang kulay abo.Comprehensive Figure 1. Ang panlabas na ibabaw ng balbula A ay mababaw, ang panlabas na ibabaw ng balbula B ay ang ibabaw, ang panlabas na ibabaw ng balbula C ay ang ibabaw, at ang panlabas na ibabaw ng balbula C ay ang ibabaw.Ang mga balbula A at B ay natatakpan ng mga produkto ng kaagnasan.Ang balbula A at B ay basag sa mga liko, ang panlabas na bahagi ng liko ay nasa kahabaan ng balbula, ang balbula ring bibig B ay bitak patungo sa dulo, at ang puting arrow sa pagitan ng mga basag na ibabaw sa ibabaw ng balbula A ay minarkahan .Mula sa itaas, ang mga bitak ay nasa lahat ng dako, ang mga bitak ay ang pinakamalaki, at ang mga bitak ay nasa lahat ng dako.
Isang seksyon ngbalbula ng gulongAng mga sample ng A, B, at C ay pinutol mula sa liko, at ang morpolohiya sa ibabaw ay naobserbahan gamit ang isang ZEISS-SUPRA55 scanning electron microscope, at ang komposisyon ng micro-area ay nasuri gamit ang EDS.Ipinapakita ng Figure 2 (a) ang microstructure ng ibabaw ng balbula B.Makikita na mayroong maraming puti at maliwanag na mga particle sa ibabaw (ipinahiwatig ng mga puting arrow sa figure), at ang pagsusuri ng EDS ng mga puting particle ay may mataas na nilalaman ng S. Ang mga resulta ng pagsusuri ng spectrum ng enerhiya ng mga puting particle ay ipinapakita sa Figure 2(b).
Ang mga figure 2 (c) at (e) ay ang mga microstructure sa ibabaw ng balbula B. Makikita mula sa Figure 2 (c) na ang ibabaw ay halos ganap na sakop ng mga produkto ng kaagnasan, at ang mga kinakaing elemento ng mga produkto ng kaagnasan sa pamamagitan ng pagsusuri ng spectrum ng enerhiya pangunahing kasama ang S, Cl at O, ang nilalaman ng S sa mga indibidwal na posisyon ay mas mataas, at ang mga resulta ng pagsusuri ng spectrum ng enerhiya ay ipinapakita sa Fig. 2(d).Makikita mula sa Figure 2(e) na may mga micro-crack sa kahabaan ng valve ring sa ibabaw ng valve A. Ang Figures 2(f) at (g) ay ang surface micro-morphologies ng valve C, ang surface ay din ganap na sakop ng mga produkto ng kaagnasan, at kasama rin sa mga kinakaing elemento ang S, Cl at O, katulad ng Figure 2(e).Ang dahilan ng pag-crack ay maaaring stress corrosion cracking (SCC) mula sa pagsusuri ng produkto ng kaagnasan sa ibabaw ng balbula.Fig. 2(h) din ang surface microstructure ng valve C. Makikita na medyo malinis ang ibabaw, at ang kemikal na komposisyon ng surface na sinuri ng EDS ay katulad ng tansong haluang metal, na nagpapahiwatig na ang balbula ay hindi corroded.Sa pamamagitan ng paghahambing ng microscopic morphology at kemikal na komposisyon ng tatlong ibabaw ng balbula, ipinapakita na mayroong mga corrosive media tulad ng S, O at Cl sa nakapalibot na kapaligiran.
Ang crack ng valve B ay nabuksan sa pamamagitan ng bending test, at nalaman na ang crack ay hindi tumagos sa buong cross-section ng valve, nag-crack sa gilid ng backbend, at hindi pumutok sa gilid na katapat ng backbend. ng balbula.Ang visual na inspeksyon ng bali ay nagpapakita na ang kulay ng bali ay madilim, na nagpapahiwatig na ang bali ay corroded, at ilang bahagi ng bali ay madilim ang kulay, na nagpapahiwatig na ang kaagnasan ay mas malala sa mga bahaging ito.Ang bali ng balbula B ay naobserbahan sa ilalim ng isang scanning electron microscope, tulad ng ipinapakita sa Figure 3. Ipinapakita ng Figure 3 (a) ang macroscopic na hitsura ng valve B fracture.Makikita na ang panlabas na bali malapit sa balbula ay natatakpan ng mga produkto ng kaagnasan, na muling nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng kinakaing unti-unti na media sa nakapalibot na kapaligiran.Ayon sa pagsusuri ng spectrum ng enerhiya, ang mga kemikal na bahagi ng produkto ng kaagnasan ay pangunahing S, Cl at O, at ang mga nilalaman ng S at O ay medyo mataas, tulad ng ipinapakita sa Fig. 3(b).Ang pagmamasid sa ibabaw ng bali, natagpuan na ang pattern ng paglaki ng crack ay kasama ang uri ng kristal.Ang isang malaking bilang ng mga pangalawang bitak ay maaari ding makita sa pamamagitan ng pagmamasid sa bali sa mas mataas na paglaki, tulad ng ipinapakita sa Figure 3(c).Ang pangalawang bitak ay minarkahan ng mga puting arrow sa figure.Ang mga produkto ng kaagnasan at mga pattern ng paglaki ng crack sa ibabaw ng bali ay nagpapakita ng mga katangian ng pag-crack ng kaagnasan ng stress.
Ang bali ng balbula A ay hindi pa nabubuksan, tanggalin ang isang seksyon ng balbula (kabilang ang basag na posisyon), gilingin at pakinisin ang axial section ng balbula, at gamitin ang Fe Cl3 (5 g) +HCl (50 mL) + C2H5OH ( 100 mL) na solusyon ay nakaukit, at ang metallographic na istraktura at crack growth morphology ay naobserbahan gamit ang Zeiss Axio Observer A1m optical microscope.Ipinapakita ng Figure 4 (a) ang metallographic na istraktura ng balbula, na α+β dual-phase na istraktura, at ang β ay medyo pino at butil-butil at ipinamamahagi sa α-phase matrix.Ang mga pattern ng pagpapalaganap ng crack sa mga circumferential crack ay ipinapakita sa Figure 4(a), (b).Dahil ang mga ibabaw ng crack ay puno ng mga produkto ng kaagnasan, ang agwat sa pagitan ng dalawang ibabaw ng crack ay malawak, at mahirap na makilala ang mga pattern ng pagpapalaganap ng crack.hindi pangkaraniwang bagay ng bifurcation.Maraming pangalawang bitak (minarkahan ng mga puting arrow sa figure) ang naobserbahan din sa pangunahing crack na ito, tingnan ang Fig. 4(c), at ang mga pangalawang bitak na ito ay dumami sa kahabaan ng butil.Ang nakaukit na sample ng balbula ay naobserbahan ng SEM, at napag-alaman na maraming micro-cracks sa ibang mga posisyon na kahanay sa pangunahing crack.Ang mga micro-crack na ito ay nagmula sa ibabaw at lumawak sa loob ng balbula.Ang mga bitak ay may bifurcation at pinahaba sa kahabaan ng butil, tingnan ang Figure 4 (c), (d).Ang kapaligiran at estado ng stress ng mga microcrack na ito ay halos kapareho ng sa pangunahing crack, kaya't mahihinuha na ang form ng pagpapalaganap ng pangunahing crack ay intergranular, na kinumpirma din ng pagmamasid sa bali ng balbula B. Ang bifurcation phenomenon ng ang crack ay muling nagpapakita ng mga katangian ng stress corrosion crack ng balbula.
2. Pagsusuri at Pagtalakay
Sa kabuuan, maaaring mahinuha na ang pinsala ng balbula ay sanhi ng stress corrosion crack na dulot ng SO2.Ang stress corrosion crack sa pangkalahatan ay kailangang matugunan ang tatlong kondisyon: (1) mga materyales na sensitibo sa stress corrosion;(2) kinakaing unti-unti na sensitibo sa mga haluang tanso;(3) ilang mga kondisyon ng stress.
Karaniwang pinaniniwalaan na ang mga purong metal ay hindi dumaranas ng stress corrosion, at lahat ng mga haluang metal ay madaling kapitan ng stress corrosion sa iba't ibang antas.Para sa mga materyales na tanso, sa pangkalahatan ay pinaniniwalaan na ang dual-phase na istraktura ay may mas mataas na stress corrosion susceptibility kaysa sa single-phase na istraktura.Naiulat sa panitikan na kapag ang nilalaman ng Zn sa materyal na tanso ay lumampas sa 20%, mayroon itong mas mataas na pagkamaramdamin sa kaagnasan ng stress, at kung mas mataas ang nilalaman ng Zn, mas mataas ang pagkamaramdamin sa kaagnasan ng stress.Ang metallographic na istraktura ng gas nozzle sa kasong ito ay isang α+β dual-phase alloy, at ang nilalaman ng Zn ay humigit-kumulang 35%, na higit sa 20%, kaya ito ay may mataas na stress corrosion sensitivity at nakakatugon sa mga materyal na kondisyon na kinakailangan para sa stress pag-crack ng kaagnasan.
Para sa mga materyal na brass, kung hindi gagawin ang stress relief annealing pagkatapos ng cold working deformation, magaganap ang stress corrosion sa ilalim ng angkop na mga kondisyon ng stress at corrosive na kapaligiran.Ang stress na nagdudulot ng stress corrosion crack sa pangkalahatan ay lokal na tensile stress, na maaaring lagyan ng stress o natitirang stress.Matapos mapalaki ang gulong ng trak, mabubuo ang tensile stress sa direksyon ng axial ng air nozzle dahil sa mataas na presyon sa gulong, na magdudulot ng circumferential crack sa air nozzle.Ang tensile stress na dulot ng panloob na presyon ng gulong ay maaaring kalkulahin lamang ayon sa σ=p R/2t (kung saan ang p ay ang panloob na presyon ng gulong, ang R ay ang panloob na diameter ng balbula, at ang t ay ang kapal ng dingding ng ang balbula).Gayunpaman, sa pangkalahatan, ang tensile stress na nabuo ng panloob na presyon ng gulong ay hindi masyadong malaki, at ang epekto ng natitirang stress ay dapat isaalang-alang.Ang mga pumutok na posisyon ng mga gas nozzle ay nasa backbend, at kitang-kita na malaki ang natitirang deformation sa backbend, at mayroong natitirang tensile stress doon.Sa katunayan, sa maraming praktikal na mga bahagi ng tansong haluang metal, ang stress corrosion crack ay bihirang sanhi ng mga stress sa disenyo, at karamihan sa mga ito ay sanhi ng mga natitirang stress na hindi nakikita at hindi pinapansin.Sa kasong ito, sa likod na liko ng balbula, ang direksyon ng makunat na stress na nabuo ng panloob na presyon ng gulong ay pare-pareho sa direksyon ng natitirang stress, at ang superposisyon ng dalawang stress na ito ay nagbibigay ng kondisyon ng stress para sa SCC .
3. Konklusyon at Mungkahi
Konklusyon:
Ang pag-crack ngbalbula ng gulongay pangunahing sanhi ng stress corrosion cracking na dulot ng SO2.
Mungkahi
(1) Trace ang pinagmulan ng corrosive medium sa kapaligiran sa paligid ngbalbula ng gulong, at subukang iwasan ang direktang kontak sa nakapaligid na kinakaing daluyan.Halimbawa, ang isang layer ng anti-corrosion coating ay maaaring ilapat sa ibabaw ng balbula.
(2) Ang natitirang tensile stress ng cold working ay maaaring alisin sa pamamagitan ng naaangkop na mga proseso, tulad ng stress relief annealing pagkatapos ng baluktot.
Oras ng post: Set-23-2022