1. Теориялық сынақ және талдау
3-теншиналар клапандарыкомпания ұсынған үлгілер, 2 клапан, 1 - әлі пайдаланылмаған клапан. А және В үшін пайдаланылмаған клапан сұр болып белгіленген. Кешенді сурет 1. А клапанының сыртқы беті тайыз, В клапанының сыртқы беті беті, С клапанының сыртқы беті беті, С клапанының сыртқы беті беті болып табылады. А және В клапандары коррозия өнімдерімен жабылған. А және В клапандары иілу орындарында жарылған, иілудің сыртқы бөлігі клапан бойымен, В клапан сақинасының аузы В соңына қарай жарылған, А клапанының бетіндегі жарықшақ беттер арасындағы ақ жебе белгіленген. . Жоғарыда айтылғандардан, жарықтар барлық жерде, жарықтар ең үлкен және жарықтар барлық жерде.
бөлімішинаның клапаныA, B және C үлгілері иілуден кесіліп, бетінің морфологиясы ZEISS-SUPRA55 сканерлеуші электронды микроскоппен бақыланды, ал микроаумақ құрамы ЭСҚ арқылы талданды. 2 (а) суретте В клапанының бетінің микроқұрылымы көрсетілген. Бетінде көптеген ақ және жарқын бөлшектер бар екенін көруге болады (суреттегі ақ көрсеткілермен көрсетілген) және ақ бөлшектердің EDS талдауында S мөлшері жоғары. Ақ бөлшектердің энергетикалық спектрін талдау нәтижелері 2(b) суретте көрсетілген.
2 (в) және (е) суреттері В клапанының беткі микроқұрылымдары болып табылады. 2 (в) суретінен беті толығымен дерлік коррозия өнімдерімен, ал коррозия өнімдерінің коррозиялық элементтері энергетикалық спектрді талдау арқылы жабылғанын көруге болады. негізінен S, Cl және O қамтиды, жеке позициялардағы S мазмұны жоғарырақ және энергия спектрін талдау нәтижелері 2(d) суретте көрсетілген. 2(е) суретінен А клапанының бетінде клапан сақинасының бойында микрожарықтар бар екенін көруге болады. 2(f) және (g) суреттері С клапанының беткі микроморфологиясы, беті де коррозия өнімдерімен толығымен жабылған, сонымен қатар 2(е) суретіне ұқсас коррозиялық элементтер S, Cl және O қамтиды. Крекингтің себебі клапан бетіндегі коррозия өнімін талдаудан кернеулі коррозия крекингі (SCC) болуы мүмкін. 2(h)-суретте де C клапанының беткі микроқұрылымы болып табылады. Бетінің салыстырмалы түрде таза екенін және ЭСҚ арқылы талданатын беттің химиялық құрамы мыс қорытпасына ұқсас екенін көруге болады, бұл клапанның тот баспаған. Үш клапан бетінің микроскопиялық морфологиясы мен химиялық құрамын салыстыра отырып, қоршаған ортада S, O және Cl сияқты коррозиялық орталардың бар екендігі көрсетілген.
Иілу сынағы арқылы В клапанының жарықшақтылығы ашылды және жарықшықтың клапанның барлық көлденең қимасына өтпегені, артқы иілудің бүйірінен жарылғаны және артқы иілуге қарама-қарсы жағында жарылғаны анықталды. клапанның. Сынықты визуалды тексеру сынықтың түсі күңгірттенгенін көрсетеді, бұл сынықтың коррозияға ұшырағанын көрсетеді, ал сынықтың кейбір бөліктері күңгірт түсті, бұл бұл бөліктерде коррозияның ауыр екенін көрсетеді. В клапанының сынуы 3-суретте көрсетілгендей сканерлеуші электронды микроскоп астында байқалды. 3 (а) суретте В клапанының сынуының макроскопиялық көрінісі көрсетілген. Клапанның жанындағы сыртқы сынық коррозия өнімдерімен жабылғанын көруге болады, бұл тағы да қоршаған ортада коррозиялық ортаның болуын көрсетеді. Энергетикалық спектр талдауына сәйкес, коррозия өнімінің химиялық құрамдастары негізінен S, Cl және O, ал S және O мазмұны салыстырмалы түрде жоғары, 3(b) суретте көрсетілген. Сынықтардың бетін бақылай отырып, жарықшақтың өсу үлгісі кристалдық тип бойынша болатыны анықталды. 3(c) суретте көрсетілгендей жоғары ұлғайту кезінде сынуды бақылау арқылы екінші реттік жарықтардың үлкен санын да көруге болады. Қосымша жарықтар суретте ақ көрсеткілермен белгіленген. Сыну бетіндегі коррозия өнімдері мен жарықшақтардың өсу үлгілері кернеулі коррозия крекингінің сипаттамаларын тағы да көрсетеді.
А клапанының сынуы ашылған жоқ, клапанның бір бөлігін алып тастаңыз (жарылған позицияны қоса), клапанның осьтік бөлігін ұнтақтап, жылтыратыңыз және Fe Cl3 (5 г) + HCl (50 мл) + C2H5OH ( 100 мл) ерітіндісі ойылып, металлографиялық құрылым мен жарықшақтың өсуінің морфологиясы Zeiss Axio Observer A1m оптикалық микроскопымен бақыланды. 4 (а) суретте клапанның металлографиялық құрылымы көрсетілген, ол α+β екі фазалы құрылым, ал β салыстырмалы түрде жұқа және түйіршікті және α-фазалық матрицада таралған. Айналмалы жарықтардағы жарықшақтардың таралу үлгілері 4(а), (b) суретте көрсетілген. Жарықша беттері коррозия өнімдерімен толтырылғандықтан, екі жарықшақ бетінің арасындағы саңылау кең, жарықшақтардың таралу заңдылықтарын ажырату қиын. бифуркация құбылысы. Бұл бастапқы жарықшақта да көптеген қосалқы жарықтар (суретте ақ көрсеткілермен белгіленген) байқалды, 4(в)-суретті қараңыз және бұл қайталама жарықтар астық бойымен таралады. Оюланған клапан үлгісі SEM арқылы бақыланды және негізгі жарықшаққа параллель басқа позицияларда көптеген микрожарықтар бар екені анықталды. Бұл микро-жарықтар бетінен пайда болды және клапанның ішкі жағына дейін кеңейді. Жарықтар бифуркацияға ие болды және дән бойымен созылған, 4 (c), (d) суретін қараңыз. Бұл микрожарықшалардың ортасы мен кернеулік күйі негізгі жарықшақтыкімен дерлік бірдей, сондықтан негізгі жарықшақтың таралу формасы да түйір аралық сипатта болады деп қорытынды жасауға болады, бұл В клапанының сынуын бақылаумен де расталады. Бифуркация құбылысы жарықшақ қайтадан клапанның кернеулі коррозия крекингінің сипаттамаларын көрсетеді.
2. Талдау және талқылау
Қорытындылай келе, клапанның зақымдануы SO2 әсерінен болатын кернеулі коррозия крекингінен туындайды деп тұжырымдауға болады. Кернеу коррозиясының крекингі әдетте үш шартқа сай болуы керек: (1) кернеулі коррозияға сезімтал материалдар; (2) мыс қорытпаларына сезімтал коррозиялық орта; (3) белгілі бір стресс жағдайлары.
Жалпы алғанда, таза металдар кернеулі коррозиядан зардап шекпейді және барлық қорытпалар әртүрлі дәрежеде кернеулі коррозияға бейім болады деп есептеледі. Жезден жасалған материалдар үшін, әдетте, екі фазалы құрылымның бір фазалы құрылымға қарағанда кернеулі коррозияға сезімталдығы жоғары деп саналады. Әдебиеттерде жез материалындағы мырыш мөлшері 20%-дан асқанда оның кернеулі коррозияға бейімділігі жоғары болатыны, ал мырыш мөлшері неғұрлым жоғары болса, соғұрлым кернеулі коррозияға бейімділігі жоғары болатыны айтылған. Бұл жағдайда газ шүмегінің металлографиялық құрылымы α+β екі фазалы қорытпа болып табылады, ал Zn мөлшері шамамен 35% құрайды, 20% -дан әлдеқайда жоғары, сондықтан ол жоғары кернеулі коррозияға сезімталдыққа ие және кернеу үшін қажетті материалдық шарттарға сәйкес келеді. коррозиялық крекинг.
Жезден жасалған материалдар үшін, егер суық жұмыс деформациясынан кейін кернеуді жеңілдететін күйдіру орындалмаса, кернеудің коррозиясы қолайлы кернеу жағдайында және коррозиялық ортада пайда болады. Кернеу коррозиясының крекингін тудыратын кернеу әдетте кернеу немесе қалдық кернеуді қолдануға болатын жергілікті созылу кернеуі болып табылады. Жүк машинасының шинасын үрлегеннен кейін шинаның жоғары қысымына байланысты ауа саптамасының осьтік бағыты бойынша созылу кернеуі пайда болады, бұл ауа саптамасында айналмалы жарықтар тудырады. Шинаның ішкі қысымынан туындайтын созылу кернеуін σ=p R/2t (мұндағы p – шинаның ішкі қысымы, R – клапанның ішкі диаметрі, t – қабырға қалыңдығы) бойынша жай ғана есептеуге болады. клапан). Дегенмен, жалпы алғанда, шинаның ішкі қысымынан туындайтын созылу кернеуі тым үлкен емес және қалдық кернеудің әсерін ескеру керек. Газ саңылауларының крекинг позициялары барлығы артқы иілуде болады және артқы иілудегі қалдық деформацияның үлкен екендігі және бұл жерде қалдық созылу кернеуі бар екені анық. Шындығында, мыс қорытпасының көптеген практикалық құрамдас бөліктерінде кернеулі коррозияның крекингі конструкциялық кернеулерден сирек туындайды және олардың көпшілігі көрінбейтін және еленбейтін қалдық кернеулерден туындайды. Бұл жағдайда клапанның артқы иілісі кезінде шинаның ішкі қысымынан туындайтын созылу кернеуінің бағыты қалдық кернеудің бағытына сәйкес келеді және осы екі кернеудің суперпозициясы СКҚ үшін кернеу жағдайын қамтамасыз етеді. .
3. Қорытынды және ұсыныстар
Қорытынды:
Крекингшинаның клапанынегізінен SO2 әсерінен болатын кернеулі коррозия крекингінен туындайды.
Ұсыныс
(1) Қоршаған ортадағы коррозиялық ортаның көзін қадағалаңызшинаның клапаны, және қоршаған коррозиялық ортамен тікелей жанасудан аулақ болуға тырысыңыз. Мысалы, клапанның бетіне коррозияға қарсы жабын қабатын қолдануға болады.
(2) Суық өңдеудің қалдық созылу кернеуін иілуден кейін кернеуді жеңілдететін күйдіру сияқты сәйкес процестер арқылы жоюға болады.
Жіберу уақыты: 23 қыркүйек 2022 ж