1. Prova teòrica i anàlisi
Dels 3vàlvules de pneumàticsmostres proporcionades per l'empresa, 2 són vàlvules i 1 és una vàlvula que encara no s'ha utilitzat. Per a A i B, la vàlvula que no s'ha utilitzat està marcada en gris. Figura 1 completa. La superfície exterior de la vàlvula A és poc profunda, la superfície exterior de la vàlvula B és la superfície, la superfície exterior de la vàlvula C és la superfície i la superfície exterior de la vàlvula C és la superfície. Les vàlvules A i B estan cobertes de productes de corrosió. Les vàlvules A i B estan esquerdades als corbes, la part exterior del corbe és al llarg de la vàlvula, la boca de l'anell de la vàlvula B està esquerdada cap a l'extrem i la fletxa blanca entre les superfícies esquerdades a la superfície de la vàlvula A està marcada. Del que s'ha esmentat anteriorment, les esquerdes són a tot arreu, les esquerdes són les més grans i les esquerdes són a tot arreu.
Una secció de lavàlvula de pneumàticLes mostres A, B i C es van tallar del revolt, i la morfologia de la superfície es va observar amb un microscopi electrònic d'escombratge ZEISS-SUPRA55, i la composició de la microàrea es va analitzar amb EDS. La figura 2 (a) mostra la microestructura de la superfície de la vàlvula B. Es pot veure que hi ha moltes partícules blanques i brillants a la superfície (indicades per les fletxes blanques de la figura), i l'anàlisi EDS de les partícules blanques té un alt contingut de S. Els resultats de l'anàlisi de l'espectre d'energia de les partícules blanques es mostren a la figura 2 (b).
Les figures 2 (c) i (e) són les microestructures superficials de la vàlvula B. Es pot veure a la figura 2 (c) que la superfície està gairebé completament coberta per productes de corrosió, i els elements corrosius dels productes de corrosió mitjançant l'anàlisi de l'espectre d'energia inclouen principalment S, Cl i O, el contingut de S en posicions individuals és més alt, i els resultats de l'anàlisi de l'espectre d'energia es mostren a la figura 2 (d). Es pot veure a la figura 2 (e) que hi ha microesquerdes al llarg de l'anell de la vàlvula a la superfície de la vàlvula A. Les figures 2 (f) i (g) són les micromorfologies superficials de la vàlvula C, la superfície també està completament coberta per productes de corrosió, i els elements corrosius també inclouen S, Cl i O, de manera similar a la figura 2 (e). La raó de l'esquerdament pot ser l'esquerdament per corrosió sota tensió (SCC) a partir de l'anàlisi del producte de corrosió a la superfície de la vàlvula. La figura 2(h) també mostra la microestructura superficial de la vàlvula C. Es pot veure que la superfície és relativament neta i que la composició química de la superfície analitzada per EDS és similar a la de l'aliatge de coure, cosa que indica que la vàlvula no està corroïda. En comparar la morfologia microscòpica i la composició química de les tres superfícies de la vàlvula, es demostra que hi ha medis corrosius com ara S, O i Cl a l'entorn circumdant.
L'esquerda de la vàlvula B es va obrir mitjançant la prova de flexió i es va descobrir que l'esquerda no penetrava tota la secció transversal de la vàlvula, sinó que estava esquerdada al costat de la flexió posterior i no es esquerdava al costat oposat a la flexió posterior de la vàlvula. La inspecció visual de la fractura mostra que el color de la fractura és fosc, cosa que indica que la fractura s'ha corroït, i algunes parts de la fractura són de color fosc, cosa que indica que la corrosió és més greu en aquestes parts. La fractura de la vàlvula B es va observar amb un microscopi electrònic de rastreig, tal com es mostra a la Figura 3. La Figura 3 (a) mostra l'aspecte macroscòpic de la fractura de la vàlvula B. Es pot veure que la fractura exterior prop de la vàlvula ha estat coberta per productes de corrosió, cosa que indica de nou la presència de medis corrosius a l'entorn circumdant. Segons l'anàlisi de l'espectre d'energia, els components químics del producte de corrosió són principalment S, Cl i O, i els continguts de S i O són relativament alts, tal com es mostra a la Fig. 3 (b). En observar la superfície de la fractura, es constata que el patró de creixement de l'esquerda és al llarg del tipus cristall. També es pot veure un gran nombre d'esquerdes secundàries observant la fractura a augments més alts, tal com es mostra a la Figura 3(c). Les esquerdes secundàries estan marcades amb fletxes blanques a la figura. Els productes de corrosió i els patrons de creixement de les esquerdes a la superfície de la fractura mostren de nou les característiques de l'esquerdament per corrosió sota tensió.
Si la fractura de la vàlvula A no s'ha obert, traieu una secció de la vàlvula (inclosa la posició esquerdada), esmelleu i poliu la secció axial de la vàlvula i utilitzeu una solució de FeCl3 (5 g) +HCl (50 mL) + C2H5OH (100 mL) per gravar-la, i l'estructura metal·logràfica i la morfologia del creixement de les esquerdes es van observar amb el microscopi òptic Zeiss Axio Observer A1m. La figura 4 (a) mostra l'estructura metal·logràfica de la vàlvula, que és una estructura de doble fase α+β, i β és relativament fina i granular i distribuïda sobre la matriu de fase α. Els patrons de propagació de les esquerdes a les esquerdes circumferencials es mostren a la figura 4(a), (b). Com que les superfícies de les esquerdes estan plenes de productes de corrosió, l'espai entre les dues superfícies de les esquerdes és ampli i és difícil distingir els patrons de propagació de les esquerdes. Fenomen de bifurcació. També es van observar moltes esquerdes secundàries (marcades amb fletxes blanques a la figura) en aquesta esquerda primària, vegeu la figura 4(c), i aquestes esquerdes secundàries es van propagar al llarg del gra. La mostra de vàlvula gravada es va observar mitjançant SEM i es va trobar que hi havia moltes microesquerdes en altres posicions paral·leles a l'esquerda principal. Aquestes microesquerdes s'originaven a la superfície i s'expandien cap a l'interior de la vàlvula. Les esquerdes tenien bifurcació i s'estenien al llarg del gra, vegeu la Figura 4 (c), (d). L'entorn i l'estat de tensió d'aquestes microesquerdes són gairebé els mateixos que els de l'esquerda principal, per la qual cosa es pot inferir que la forma de propagació de l'esquerda principal també és intergranular, cosa que també es confirma amb l'observació de fractures de la vàlvula B. El fenomen de bifurcació de l'esquerda mostra de nou les característiques de l'esquerdament per corrosió sota tensió de la vàlvula.
2. Anàlisi i discussió
En resum, es pot inferir que el dany de la vàlvula és causat per l'esquerdament per corrosió sota tensió causat pel SO2. L'esquerdament per corrosió sota tensió generalment ha de complir tres condicions: (1) materials sensibles a la corrosió sota tensió; (2) medi corrosiu sensible als aliatges de coure; (3) certes condicions d'estrès.
Generalment es creu que els metalls purs no pateixen corrosió per esforços, i tots els aliatges són susceptibles a la corrosió per esforços en diversos graus. Per als materials de llautó, generalment es creu que l'estructura bifàsica té una susceptibilitat a la corrosió per esforços més alta que l'estructura monofàsica. A la literatura s'ha informat que quan el contingut de Zn en el material de llautó supera el 20%, té una susceptibilitat a la corrosió per esforços més alta, i com més alt és el contingut de Zn, més alta és la susceptibilitat a la corrosió per esforços. L'estructura metal·logràfica de la boquilla de gas en aquest cas és un aliatge bifàsic α+β, i el contingut de Zn és d'aproximadament el 35%, superant amb escreix el 20%, de manera que té una alta sensibilitat a la corrosió per esforços i compleix les condicions materials necessàries per a l'esquerdament per corrosió per esforços.
Per a materials de llautó, si no es realitza un recuit d'alleujament de tensions després de la deformació per treball en fred, la corrosió per tensions es produirà en condicions de tensions adequades i en ambients corrosius. La tensió que causa l'esquerdament per corrosió per tensions és generalment una tensió de tracció local, que es pot aplicar com a tensió o tensió residual. Després d'inflar el pneumàtic del camió, es generarà una tensió de tracció al llarg de la direcció axial del broquet d'aire a causa de l'alta pressió al pneumàtic, cosa que provocarà esquerdes circumferencials al broquet d'aire. La tensió de tracció causada per la pressió interna del pneumàtic es pot calcular simplement segons σ=p R/2t (on p és la pressió interna del pneumàtic, R és el diàmetre interior de la vàlvula i t és el gruix de la paret de la vàlvula). Tanmateix, en general, la tensió de tracció generada per la pressió interna del pneumàtic no és massa gran i s'ha de tenir en compte l'efecte de la tensió residual. Les posicions d'esquerdament dels broquets de gas es troben totes a la flexió posterior, i és obvi que la deformació residual a la flexió posterior és gran i hi ha una tensió de tracció residual. De fet, en molts components pràctics d'aliatge de coure, l'esquerdament per corrosió sota tensió rarament és causat per tensions de disseny, i la majoria són causats per tensions residuals que no es veuen i s'ignoren. En aquest cas, a la corba posterior de la vàlvula, la direcció de la tensió de tracció generada per la pressió interna del pneumàtic és coherent amb la direcció de la tensió residual, i la superposició d'aquestes dues tensions proporciona la condició de tensió per al SCC.
3. Conclusió i suggeriments
Conclusió:
L'esquerdament de lavàlvula de pneumàtices causa principalment per l'esquerdament per corrosió sota tensió causat pel SO2.
Suggeriment
(1) Localitzeu la font del medi corrosiu a l'entorn que envolta elvàlvula de pneumàtici intenteu evitar el contacte directe amb el medi corrosiu circumdant. Per exemple, es pot aplicar una capa de recobriment anticorrosió a la superfície de la vàlvula.
(2) La tensió de tracció residual del treball en fred es pot eliminar mitjançant processos adequats, com ara el recuit d'alleujament de tensions després de la flexió.
Data de publicació: 23 de setembre de 2022
