1. Test u Analiżi Teoretiċi
Mit-3valvijiet tat-tajersKampjuni pprovduti mill-kumpanija, 2 huma valvi, u 1 huwa valv li għadu ma ntużax. Għal A u B, il-valv li ma ntużax huwa mmarkat bħala griż. Figura Komprensiva 1. Il-wiċċ ta' barra tal-valv A huwa baxx, il-wiċċ ta' barra tal-valv B huwa l-wiċċ, il-wiċċ ta' barra tal-valv C huwa l-wiċċ, u l-wiċċ ta' barra tal-valv C huwa l-wiċċ. Il-valvi A u B huma mgħottija bi prodotti tal-korrużjoni. Il-valvi A u B huma maqsuma fil-liwjiet, il-parti ta' barra tal-liwja hija tul il-valv, il-bokka taċ-ċirku tal-valv B hija maqsuma lejn it-tarf, u l-vleġġa bajda bejn l-uċuħ maqsuma fuq il-wiċċ tal-valv A hija mmarkata. Minn dak li ntqal hawn fuq, ix-xquq huma kullimkien, ix-xquq huma l-akbar, u x-xquq huma kullimkien.
Taqsima tal-valv tat-tajerIl-kampjuni A, B, u C inqatgħu mil-liwja, u l-morfoloġija tal-wiċċ ġiet osservata b'mikroskopju elettroniku tal-iskannjar ZEISS-SUPRA55, u l-kompożizzjoni tal-mikro-erja ġiet analizzata bl-EDS. Il-Figura 2(a) turi l-mikrostruttura tal-wiċċ tal-valv B. Jista' jidher li hemm ħafna partiċelli bojod u jleqqu fuq il-wiċċ (indikati mill-vleġeġ bojod fil-figura), u l-analiżi tal-EDS tal-partiċelli bojod għandha kontenut għoli ta' S. Ir-riżultati tal-analiżi tal-ispettru tal-enerġija tal-partiċelli bojod huma murija fil-Figura 2(b).
Il-Figuri 2(c) u (e) huma l-mikrostrutturi tal-wiċċ tal-valv B. Mill-Figura 2(c) jidher li l-wiċċ huwa kważi kompletament mgħotti bi prodotti ta' korrużjoni, u l-elementi korrużivi tal-prodotti ta' korrużjoni permezz tal-analiżi tal-ispettru tal-enerġija jinkludu prinċipalment S, Cl u O, il-kontenut ta' S f'pożizzjonijiet individwali huwa ogħla, u r-riżultati tal-analiżi tal-ispettru tal-enerġija huma murija fil-Fig. 2(d). Mill-Figura 2(e) jidher li hemm mikro-xquq tul iċ-ċirku tal-valv fuq il-wiċċ tal-valv A. Il-Figuri 2(f) u (g) huma l-mikro-morfoloġiji tal-wiċċ tal-valv C, il-wiċċ huwa wkoll kompletament mgħotti bi prodotti ta' korrużjoni, u l-elementi korrużivi jinkludu wkoll S, Cl u O, simili għall-Figura 2(e). Ir-raġuni għall-qsim tista' tkun qsim tal-korrużjoni tal-istress (SCC) mill-analiżi tal-prodott ta' korrużjoni fuq il-wiċċ tal-valv. Il-Fig. 2(h) turi wkoll il-mikrostruttura tal-wiċċ tal-valv C. Jidher li l-wiċċ huwa relattivament nadif, u l-kompożizzjoni kimika tal-wiċċ analizzat bl-EDS hija simili għal dik tal-liga tar-ram, li tindika li l-valv mhuwiex imsaddad. Billi jitqabblu l-morfoloġija mikroskopika u l-kompożizzjoni kimika tat-tliet uċuħ tal-valv, jidher li hemm mezzi korrużivi bħal S, O u Cl fl-ambjent tal-madwar.
Ix-xquq tal-valv B infetaħ permezz tat-test tal-liwi, u nstab li x-xquq ma ppenetrax is-sezzjoni trasversali kollha tal-valv, kien maqsum fuq in-naħa tal-backbend, u ma kienx maqsum fuq in-naħa opposta għall-backbend tal-valv. L-ispezzjoni viżwali tal-ksur turi li l-kulur tal-ksur huwa skur, li jindika li l-ksur ġie msadda, u xi partijiet tal-ksur huma ta’ kulur skur, li jindika li l-korrużjoni hija aktar serja f’dawn il-partijiet. Il-ksur tal-valv B ġie osservat taħt mikroskopju elettroniku tal-iskannjar, kif muri fil-Figura 3. Il-Figura 3(a) turi d-dehra makroskopika tal-ksur tal-valv B. Jista’ jidher li l-ksur ta’ barra ħdejn il-valv kien mgħotti bi prodotti tal-korrużjoni, li għal darb’oħra jindika l-preżenza ta’ mezzi korrużivi fl-ambjent tal-madwar. Skont l-analiżi tal-ispettru tal-enerġija, il-komponenti kimiċi tal-prodott tal-korrużjoni huma prinċipalment S, Cl u O, u l-kontenut ta’ S u O huwa relattivament għoli, kif muri fil-Fig. 3(b). Meta wieħed josserva l-wiċċ tal-ksur, instab li l-mudell tat-tkabbir tax-xquq huwa tul it-tip ta’ kristall. Numru kbir ta’ xquq sekondarji jistgħu jidhru wkoll billi jiġi osservat il-ksur b’ingrandimenti ogħla, kif muri fil-Figura 3(c). Ix-xquq sekondarji huma mmarkati b’vleġeġ bojod fil-figura. Il-prodotti tal-korrużjoni u x-xejriet tat-tkabbir tax-xquq fuq il-wiċċ tal-ksur juru mill-ġdid il-karatteristiċi tal-qsim tal-korrużjoni taħt stress.
Jekk il-ksur tal-valv A ma nfetaħx, neħħi sezzjoni tal-valv (inkluża l-pożizzjoni maqsuma), itħan u lustra s-sezzjoni assjali tal-valv, u uża soluzzjoni ta' Fe Cl3 (5 g) +HCl (50 mL) + C2H5OH (100 mL) li ġiet inċiża, u l-istruttura metallografika u l-morfoloġija tat-tkabbir tax-xquq ġew osservati bil-mikroskopju ottiku Zeiss Axio Observer A1m. Il-Figura 4 (a) turi l-istruttura metallografika tal-valv, li hija struttura b'fażi doppja α+β, u β hija relattivament fina u granulari u mqassma fuq il-matriċi tal-fażi α. Ix-xejriet ta' propagazzjoni tax-xquq fix-xquq ċirkoferenzjali huma murija fil-Figura 4(a), (b). Peress li l-uċuħ tax-xquq huma mimlija bi prodotti tal-korrużjoni, id-distakk bejn iż-żewġ uċuħ tax-xquq huwa wiesa', u huwa diffiċli li wieħed jiddistingwi x-xejriet ta' propagazzjoni tax-xquq. Il-fenomenu tal-bifurkazzjoni. Ħafna xquq sekondarji (immarkati b'vleġeġ bojod fil-figura) ġew osservati wkoll fuq din ix-xquq primarju, ara l-Fig. 4 (c), u dawn ix-xquq sekondarji propagaw tul il-qamħ. Il-kampjun tal-valv imnaqqax ġie osservat permezz ta' SEM, u nstab li kien hemm ħafna mikro-xquq f'pożizzjonijiet oħra paralleli max-xquq prinċipali. Dawn il-mikro-xquq oriġinaw mill-wiċċ u espandew lejn ġewwa l-valv. Ix-xquq kellhom bifurkazzjoni u estendew tul il-qamħ, ara l-Figura 4 (c), (d). L-ambjent u l-istat tal-istress ta' dawn il-mikro-xquq huma kważi l-istess bħal dawk tax-xquq prinċipali, għalhekk jista' jiġi inferit li l-forma ta' propagazzjoni tax-xquq prinċipali hija wkoll intergranulari, li huwa kkonfermat ukoll mill-osservazzjoni tal-frattura tal-valv B. Il-fenomenu tal-bifurkazzjoni tax-xquq juri mill-ġdid il-karatteristiċi tal-qsim tal-korrużjoni tal-istress tal-valv.
2. Analiżi u Diskussjoni
Fil-qosor, jista' jiġi dedott li l-ħsara lill-valv hija kkawżata minn qsim tal-korrużjoni taħt stress ikkawżat minn SO2. Il-qsim tal-korrużjoni taħt stress ġeneralment jeħtieġ li jissodisfa tliet kundizzjonijiet: (1) materjali sensittivi għall-korrużjoni taħt stress; (2) mezz korrużiv sensittiv għal-ligi tar-ram; (3) ċerti kundizzjonijiet ta' stress.
Ġeneralment huwa maħsub li l-metalli puri ma jsofrux minn korrużjoni tal-istress, u l-ligi kollha huma suxxettibbli għall-korrużjoni tal-istress fi gradi differenti. Għal materjali tar-ram isfar, ġeneralment huwa maħsub li l-istruttura b'fażi doppja għandha suxxettibilità ogħla għall-korrużjoni tal-istress mill-istruttura b'fażi waħda. Ġie rrappurtat fil-letteratura li meta l-kontenut taż-Zn fil-materjal tar-ram isfar jaqbeż l-20%, ikollu suxxettibilità ogħla għall-korrużjoni tal-istress, u iktar ma jkun għoli l-kontenut taż-Zn, iktar tkun għolja s-suxxettibilità għall-korrużjoni tal-istress. L-istruttura metallografika taż-żennuna tal-gass f'dan il-każ hija liga b'fażi doppja α+β, u l-kontenut taż-Zn huwa madwar 35%, ferm aktar minn 20%, għalhekk għandha sensittività għolja għall-korrużjoni tal-istress u tissodisfa l-kundizzjonijiet materjali meħtieġa għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress.
Għal materjali tar-ram isfar, jekk l-ittemprar għat-tnaqqis tal-istress ma jsirx wara d-deformazzjoni tax-xogħol kiesaħ, il-korrużjoni tal-istress isseħħ taħt kundizzjonijiet ta' stress xierqa u ambjenti korrużivi. L-istress li jikkawża l-qsim tal-korrużjoni tal-istress ġeneralment huwa stress tensili lokali, li jista' jiġi applikat stress jew stress residwu. Wara li t-tajer tat-trakk jintefaħ, l-istress tensili jiġi ġġenerat tul id-direzzjoni assjali taż-żennuna tal-arja minħabba l-pressjoni għolja fit-tajer, li jikkawża xquq ċirkoferenzjali fiż-żennuna tal-arja. L-istress tensili kkawżat mill-pressjoni interna tat-tajer jista' jiġi kkalkulat sempliċement skont σ=p R/2t (fejn p hija l-pressjoni interna tat-tajer, R huwa d-dijametru ta' ġewwa tal-valv, u t hija l-ħxuna tal-ħajt tal-valv). Madankollu, b'mod ġenerali, l-istress tensili ġġenerat mill-pressjoni interna tat-tajer mhuwiex kbir wisq, u l-effett tal-istress residwu għandu jiġi kkunsidrat. Il-pożizzjonijiet ta' qsim taż-żennuni tal-gass huma kollha fil-backbend, u huwa ovvju li d-deformazzjoni residwa fil-backbend hija kbira, u hemm stress tensili residwu hemmhekk. Fil-fatt, f'ħafna komponenti prattiċi tal-liga tar-ram, il-qsim tal-korrużjoni mill-istress rarament ikun ikkawżat minn stress tad-disinn, u ħafna minnhom huma kkawżati minn stress residwu li ma jidhirx u jiġi injorat. F'dan il-każ, fil-liwja ta' wara tal-valv, id-direzzjoni tal-istress tat-tensjoni ġġenerat mill-pressjoni interna tat-tajer hija konsistenti mad-direzzjoni tal-istress residwu, u s-superpożizzjoni ta' dawn iż-żewġ stress tipprovdi l-kundizzjoni tal-istress għall-SCC.
3. Konklużjoni u Suġġerimenti
Konklużjoni:
Il-qsim tal-valv tat-tajerhuwa prinċipalment ikkawżat minn qsim tal-korrużjoni taħt l-istress ikkawżat minn SO2.
Suġġeriment
(1) Traċċa s-sors tal-mezz korrużiv fl-ambjent madwar il-valv tat-tajer, u pprova tevita kuntatt dirett mal-mezz korrużiv tal-madwar. Pereżempju, saff ta' kisi kontra l-korrużjoni jista' jiġi applikat fuq il-wiċċ tal-valv.
(2) L-istress tensili residwu tax-xogħol fil-kesħa jista' jiġi eliminat permezz ta' proċessi xierqa, bħall-ittemprar għat-tnaqqis tal-istress wara t-tgħawwiġ.
Ħin tal-posta: 23 ta' Settembru 2022
