1. Teoretikal na Pagsusulit at Pagsusuri
Sa 3mga balbula ng gulongSa mga halimbawang ibinigay ng kumpanya, 2 ay mga balbula, at 1 ay isang balbula na hindi pa nagagamit. Para sa A at B, ang balbulang hindi pa nagagamit ay minarkahan bilang kulay abo. Komprehensibong Pigura 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 produktong kalawang. Ang balbula A at B ay may bitak sa mga kurba, ang panlabas na bahagi ng kurba ay nasa kahabaan ng balbula, ang bibig ng singsing ng balbula B ay may bitak patungo sa dulo, at ang puting palaso sa pagitan ng mga bitak na ibabaw sa ibabaw ng balbula A ay minarkahan. Mula sa itaas, ang mga bitak ay nasa lahat ng dako, ang mga bitak ang pinakamalaki, at ang mga bitak ay nasa lahat ng dako.
Isang seksyon ngbalbula ng gulongAng mga sample na A, B, at C ay pinutol mula sa liko, at ang morpolohiya ng ibabaw ay naobserbahan gamit ang isang ZEISS-SUPRA55 scanning electron microscope, at ang komposisyon ng micro-area ay sinuri gamit ang EDS. Ipinapakita ng Figure 2 (a) ang microstructure ng ibabaw ng valve B. Makikita na maraming puti at matingkad na particle sa ibabaw (ipinapahiwatig 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 energy spectrum ng mga puting particle ay ipinapakita sa Figure 2(b).
Ang mga Larawan 2 (c) at (e) ay ang mga microstructure sa ibabaw ng balbula B. Makikita mula sa Larawan 2 (c) na ang ibabaw ay halos buong natatakpan ng mga produkto ng kalawang, at ang mga elementong kinakaing unti-unti ng mga produkto ng kalawang sa pamamagitan ng pagsusuri ng spectrum ng enerhiya ay pangunahing kinabibilangan ng 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 Larawan 2(d). Makikita mula sa Larawan 2(e) na may mga micro-crack sa kahabaan ng singsing ng balbula sa ibabaw ng balbula A. Ang mga Larawan 2(f) at (g) ay ang mga micro-morphology sa ibabaw ng balbula C, ang ibabaw ay ganap ding natatakpan ng mga produkto ng kalawang, at ang mga elementong kinakaing unti-unti ay kinabibilangan din ng S, Cl at O, katulad ng Larawan 2(e). Ang dahilan ng pag-crack ay maaaring stress corrosion cracking (SCC) mula sa pagsusuri ng produkto ng kalawang sa ibabaw ng balbula. Ang Fig. 2(h) ay ang microstructure din ng ibabaw ng balbula C. Makikita na ang ibabaw ay medyo malinis, at ang kemikal na komposisyon ng ibabaw na sinuri ng EDS ay katulad ng sa tansong haluang metal, na nagpapahiwatig na ang balbula ay hindi kinakalawang. Sa pamamagitan ng paghahambing ng mikroskopikong morpolohiya at kemikal na komposisyon ng tatlong ibabaw ng balbula, ipinapakita na mayroong mga kinakaing unti-unting lumaganap na sangkap tulad ng S, O at Cl sa nakapalibot na kapaligiran.
Ang bitak ng balbula B ay binuksan sa pamamagitan ng bending test, at natuklasan na ang bitak ay hindi tumagos sa buong cross-section ng balbula, may bitak sa gilid ng backbend, at hindi pumutok sa gilid na kabaligtaran ng backbend ng balbula. Ang visual na inspeksyon ng bali ay nagpapakita na ang kulay ng bali ay madilim, na nagpapahiwatig na ang bitak ay kinakalawang na, at ang ilang bahagi ng bitak ay madilim ang kulay, na nagpapahiwatig na ang kalawang ay mas malala sa mga bahaging ito. Ang bitak ng balbula B ay naobserbahan sa ilalim ng scanning electron microscope, tulad ng ipinapakita sa Figure 3. Ipinapakita ng Figure 3 (a) ang macroscopic na anyo ng bitak ng balbula B. Makikita na ang panlabas na bitak malapit sa balbula ay natatakpan ng mga produkto ng kalawang, na muling nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng mga corrosive media sa nakapalibot na kapaligiran. Ayon sa energy spectrum analysis, ang mga kemikal na bahagi ng produkto ng kalawang ay pangunahing S, Cl at O, at ang nilalaman ng S at O ay medyo mataas, tulad ng ipinapakita sa Fig. 3(b). Sa pagmamasid sa ibabaw ng bitak, natuklasan na ang pattern ng paglaki ng bitak ay nasa uri ng kristal. Makikita rin ang malaking bilang ng mga pangalawang bitak sa pamamagitan ng pag-obserba sa bali sa mas mataas na magnification, gaya ng ipinapakita sa Figure 3(c). Ang mga pangalawang bitak ay minarkahan ng mga puting arrow sa figure. Ang mga produkto ng corrosion at mga pattern ng paglaki ng bitak sa ibabaw ng bali ay muling nagpapakita ng mga katangian ng stress corrosion cracking.
Kung hindi pa nabubuksan ang bali ng balbula A, tanggalin ang isang bahagi ng balbula (kasama ang posisyon ng basag), gilingin at pakintabin ang axial section ng balbula, at gamitin ang Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 mL) + C2H5OH (100 mL) na solusyon upang ukitin, at ang metallographic structure at morphology ng paglaki ng bitak ay naobserbahan gamit ang Zeiss Axio Observer A1m optical microscope. Ipinapakita ng Figure 4 (a) ang metallographic structure ng balbula, na may α+β dual-phase structure, at ang β ay medyo pino at granular at nakakalat sa α-phase matrix. Ang mga pattern ng paglaganap ng bitak sa mga circumferential crack ay ipinapakita sa Figure 4(a), (b). Dahil ang mga ibabaw ng bitak ay puno ng mga produkto ng kalawang, ang puwang sa pagitan ng dalawang ibabaw ng bitak ay malawak, at mahirap makilala ang mga pattern ng paglaganap ng bitak. Maraming pangalawang bitak (minarkahan ng mga puting arrow sa figure) ang naobserbahan din sa pangunahing bitak na ito, tingnan ang Fig. 4(c), at ang mga pangalawang bitak na ito ay lumaganap sa kahabaan ng grain. Ang inukit na sample ng balbula ay inobserbahan gamit ang SEM, at natuklasan na maraming micro-cracks sa ibang mga posisyon na parallel sa pangunahing bitak. Ang mga micro-crack na ito ay nagmula sa ibabaw at lumawak hanggang sa loob ng balbula. Ang mga bitak ay may bifurcation at umaabot sa kahabaan ng grain, tingnan ang Figure 4 (c), (d). Ang kapaligiran at stress state ng mga microcrack na ito ay halos kapareho ng sa pangunahing bitak, kaya mahihinuha na ang anyo ng paglaganap ng pangunahing bitak ay intergranular din, na kinumpirma rin ng obserbasyon ng bali ng balbula B. Ang bifurcation phenomenon ng bitak ay muling nagpapakita ng mga katangian ng stress corrosion cracking ng balbula.
2. Pagsusuri at Talakayan
Bilang buod, mahihinuha na ang pinsala ng balbula ay sanhi ng stress corrosion cracking na dulot ng SO2. Ang stress corrosion cracking sa pangkalahatan ay kailangang matugunan ang tatlong kundisyon: (1) mga materyales na sensitibo sa stress corrosion; (2) corrosive medium na sensitibo sa mga copper alloy; (3) ilang mga kondisyon ng stress.
Karaniwang pinaniniwalaan na ang mga purong metal ay hindi dumaranas ng stress corrosion, at lahat ng haluang metal ay madaling kapitan ng stress corrosion sa iba't ibang antas. Para sa mga materyales na tanso, karaniwang pinaniniwalaan na ang dual-phase structure ay may mas mataas na stress corrosion susceptibility kaysa sa single-phase structure. Naiulat sa literatura na kapag ang nilalaman ng Zn sa materyal na tanso ay lumampas sa 20%, mayroon itong mas mataas na stress corrosion susceptibility, at mas mataas ang nilalaman ng Zn, mas mataas ang stress corrosion susceptibility. Ang metallographic structure 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 mayroon itong mataas na stress corrosion sensitivity at nakakatugon sa mga kondisyon ng materyal na kinakailangan para sa stress corrosion cracking.
Para sa mga materyales na tanso, kung ang stress relief annealing ay hindi isinasagawa pagkatapos ng cold working deformation, ang stress corrosion ay magaganap sa ilalim ng angkop na mga kondisyon ng stress at mga kapaligirang may corrosion. Ang stress na nagdudulot ng stress corrosion cracking ay karaniwang local tensile stress, na maaaring ilapat bilang stress o residual stress. Pagkatapos mapalobo ang gulong ng trak, ang tensile stress ay mabubuo sa direksyon ng axial ng air nozzle dahil sa mataas na presyon sa gulong, na magdudulot ng circumferential cracks sa air nozzle. Ang tensile stress na dulot ng internal pressure ng gulong ay maaaring kalkulahin lamang ayon sa σ=p R/2t (kung saan ang p ay ang internal pressure ng gulong, ang R ay ang inner diameter ng balbula, at ang t ay ang kapal ng dingding ng balbula). Gayunpaman, sa pangkalahatan, ang tensile stress na nalilikha ng internal pressure ng gulong ay hindi masyadong malaki, at dapat isaalang-alang ang epekto ng residual stress. Ang mga posisyon ng pag-crack ng mga gas nozzle ay nasa backbend, at malinaw na ang residual deformation sa backbend ay malaki, at mayroong residual tensile stress doon. Sa katunayan, sa maraming praktikal na bahagi ng haluang metal na tanso, ang stress corrosion cracking ay bihirang sanhi ng mga design stress, at karamihan sa mga ito ay sanhi ng mga residual stress na hindi nakikita at hindi pinapansin. Sa kasong ito, sa back bend ng balbula, ang direksyon ng tensile stress na nalilikha ng internal pressure ng gulong ay naaayon sa direksyon ng residual stress, at ang superposition ng dalawang stress na ito ay nagbibigay ng stress condition para sa SCC.
3. Kongklusyon at mga Mungkahi
Konklusyon:
Ang pagbitak ngbalbula ng gulongay pangunahing sanhi ng stress corrosion cracking na dulot ng SO2.
Mungkahi
(1) Sundan ang pinagmumulan ng kinakaing unti-unting dumi sa kapaligirang nakapaligid sabalbula ng gulong, at sikaping iwasan ang direktang pagdikit sa nakapalibot na kinakaing unti-unting dumikit. Halimbawa, maaaring lagyan ng patong na panlaban sa kaagnasan ang ibabaw ng balbula.
(2) Ang natitirang tensile stress ng cold working ay maaaring alisin sa pamamagitan ng mga angkop na proseso, tulad ng stress relief annealing pagkatapos ng pagbaluktot.
Oras ng pag-post: Set-23-2022
