1. Test Teorico è Analisi
Di i 3valvole di pneumaticicampioni furniti da a cumpagnia, 2 sò valves, è 1 hè una valvula chì ùn hè statu usatu ancora.Per A è B, a valvula chì ùn hè micca stata aduprata hè marcata cum'è grisa.Comprehensive Figure 1. A superficia esterna di a valvola A hè pocu prufonda, a superficia esterna di a valvola B hè a superficia, a superficia esterna di a valvola C hè a superficia, è a superficia esterna di a valvola C hè a superficia.Valves A è B sò cuparti di prudutti di corrosione.A vàlvula A è B sò crackate à e curve, a parte esterna di a curva hè longu à a vàlvula, a bocca di l'anellu di a valvola B hè crackata versu a fine, è a freccia bianca trà e superfici cracke nantu à a superficia di a valvula A hè marcata. .Da quì sopra, i cracks sò in ogni locu, i cracks sò i più grandi, è i cracks sò in ogni locu.
Una sezione di uvalvola di pneumaticiI campioni A, B è C sò stati tagliati da a curva, è a morfologia di a superficia hè stata osservata cù un microscopiu elettronicu à scanning ZEISS-SUPRA55, è a cumpusizioni di a micro-zona hè stata analizata cù EDS.A figura 2 (a) mostra a microstruttura di a superficia di a valvula B.Pò esse vistu chì ci sò parechje particeddi bianchi è brillanti nantu à a superficia (indicata da e frecce bianche in a figura), è l'analisi EDS di i particeddi bianchi anu un altu cuntenutu di S. I risultati di l'analisi di spettru energeticu di i particeddi bianchi. sò mostrati in Figura 2 (b).
Figures 2 (c) è (e) sò i microstrutture di a superficia di a valvula B. Si pò vede da a figura 2 (c) chì a superficia hè guasi sanu cuperta da i prudutti di corrosione, è l'elementi corrosivi di i prudutti di corrosione per l'analisi di spettru energeticu. principarmenti include S, Cl è O, u cuntenutu di S in pusizioni individuali hè più altu, è i risultati analisi spettru energia sò mostra in Fig. 2 (d).Pò esse vistu da a Figura 2 (e) chì ci sò micro-cracks longu l'anellu di a valvula nantu à a superficia di a valvula A. I figuri 2 (f) è (g) sò i micro-morfologia di a superficia di a valvula C, a superficia hè ancu cumplettamente cupertu da i prudutti di corrosione, è l'elementi corrosivi includenu ancu S, Cl è O, simili à Figura 2 (e).U mutivu di cracking pò esse u cracking di corrusione di stress (SCC) da l'analisi di u produttu di corrosione nantu à a superficia di a valvula.Fig. 2 (h) hè ancu a microstruttura di a superficia di a valvula C. Si pò vede chì a superficia hè relativamente pulita, è a cumpusizioni chimica di a superficia analizata da EDS hè simile à quella di l'alia di ramu, chì indica chì a valvula hè micca corrode.Paragunendu a morfologia microscòpica è a cumpusizioni chimica di e trè superfici di valvula, hè dimustratu chì ci sò media corrosivi cum'è S, O è Cl in l'ambiente circondu.
A crack of valve B hè stata aperta à traversu a prova di curvatura, è hè stata truvata chì a crack ùn hà micca penetratu in tutta a sezione trasversale di a valvula, cracked in u latu di u backbend, è ùn crack in u latu oppostu à u backbend. di a valvula.L'ispezione visuale di a frattura mostra chì u culore di a frattura hè scuru, chì indica chì a frattura hè stata curruduta, è certi parti di a frattura sò in culore scuru, chì indica chì a corrosione hè più seriu in queste parti.A frattura di a valvula B hè stata osservata sottu un microscopiu elettronicu di scanning, cum'è mostra in a Figura 3. A Figura 3 (a) mostra l'apparenza macroscòpica di a frattura di a valvula B.Pò esse vistu chì a frattura esterna vicinu à a vàlvula hè stata cuperta da i prudutti di corrosione, chì indicanu dinò a presenza di media corrosivi in l'ambienti circundante.Sicondu l'analisi spettru di l'energia, i cumpunenti chimichi di u pruduttu di corrosione sò principalmente S, Cl è O, è u cuntenutu di S è O sò relativamente altu, cum'è mostra in Fig. 3 (b).Osservendu a superficia di frattura, si trova chì u mudellu di crescita di crack hè longu u tipu di cristalli.Un gran numaru di cracki secundarii ponu ancu esse vistu osservendu a frattura à ingrandimenti più altu, cum'è mostra in a Figura 3 (c).I cracks secundarii sò marcati cù frecce bianche in a figura.I prudutti di corrosione è i mudelli di crescita di crack nantu à a superficia di frattura mostranu dinò e caratteristiche di cracking di corrusione di stress.
A frattura di a vàlvula A ùn hè micca stata aperta, sguassate una sezione di a vàlvula (cumpresa a pusizioni cracked), macinate è pulisce a sezione assiale di a vàlvula, è utilizate Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 mL) + C2H5OH ( 100 mL) a suluzione hè stata incisa, è a struttura metalografica è a morfologia di a crescita di crack sò state osservate cù u microscopiu otticu Zeiss Axio Observer A1m.La figure 4 (a) montre la structure métallographique de la valve, qui est une structure à double phase α+β, et β est relativement fine et granulaire et répartie sur la matrice en phase α.I mudelli di propagazione di crack in i cracks circunferenziali sò mostrati in Figura 4 (a), (b).Siccomu i superfici di crack sò pieni di prudutti di corrosione, u distaccu trà e duie superfici di crack hè largu, è hè difficiule di distingue i mudelli di propagazione di crack.fenomenu di bifurcazione.Parechje cracki secundarii (marcati cù frecce bianche in a figura) anu ancu osservatu nantu à sta crack primariu, vede Fig. 4 (c), è sti cracks secundarii propagati longu u granu.U campionu di a valvula incisa hè stata osservata da SEM, è si trova chì ci sò parechje micro-cracks in altre pusizioni paralleli à a crack principale.Questi micro-cracks sò urigginati da a superficia è si sò sviluppati à l'internu di a valvula.I cracks avianu bifurcazione è si estendevanu longu u granu, vede a Figura 4 (c), (d).L'ambienti è u statu di stress di sti microcracks sò quasi listessi cum'è quelli di u crack principale, cusì pò esse inferitu chì a forma di propagazione di u crack principale hè ancu intergranular, chì hè ancu cunfirmatu da l'osservazione di a frattura di a valvula B. U fenomenu di bifurcazione di u crack mostra dinò e caratteristiche di cracking di corrusione di stress di a valvula.
2. Analisi è Discussione
Per riassuntu, pò esse inferitu chì u dannu di a valvula hè causatu da u cracking di corrosione di stress causatu da SO2.A cracking di corrusione di stress in generale deve risponde à trè cundizioni: (1) materiali sensibili à a corrosione di stress;(2) mediu corrosive sensitivu à l'alliages di cobre;(3) certi cundizioni di stress.
Hè generalmente cridutu chì i metalli puri ùn soffrenu micca di corrusione di stress, è tutti l'aliati sò suscettibili à a corrosione di stress à varii gradi.Per i materiali di ottone, si crede in generale chì a struttura di fasi duali hà una suscettibilità di corrosione di stress più altu ch'è a struttura monofase.Hè statu rapportatu in a literatura chì quandu u cuntenutu di Zn in u materiale di bronzu supera u 20%, hà una suscettibilità di corrusione di stress più altu, è più altu u cuntenutu di Zn, più altu hè a suscettibilità di corrosione di stress.A struttura metallografica di a bocca di gas in questu casu hè una alea bifase α + β, è u cuntenutu di Zn hè di circa 35%, sopra à u 20%, cusì hà una sensibilità à a corrosione elevata è risponde à e cundizioni materiali necessarii per u stress. cracking di corrosione.
Per i materiali di ottone, se l'annealing di sollievu di stress ùn hè micca realizatu dopu a deformazione di u travagliu à friddu, a corrosione di stress si verificarà in cundizioni di stress adattate è ambienti corrosivi.U stress chì pruvuca a cracking di corrusione di stress hè generalmente un stress tensile lucale, chì pò esse applicatu stress o stress residual.Dopu chì u pneumaticu di u camion hè gonfiatu, u stress di trazione serà generatu longu a direzzione assiale di l'ugello di l'aria per via di l'alta pressione in u pneumaticu, chì pruvucarà crepe circunferenciali in l'ugello d'aria.A tensione di trazione causata da a pressione interna di u pneumaticu pò esse simplicemente calculata secondu σ=p R/2t (induve p hè a pressione interna di u pneumaticu, R hè u diametru internu di a valvula, è t hè u spessore di a parete di u pneumaticu). a valvula).Tuttavia, in generale, a tensione di tensione generata da a pressione interna di u pneumaticu ùn hè micca troppu grande, è l'effettu di u stress residuale deve esse cunsideratu.E pusizioni di cracking di l'ugelli di gas sò tutte in u backbend, è hè ovvi chì a deformazione residuale à u backbend hè grande, è ci hè una tensione di tensione residuale.In fatti, in parechji cumpunenti di lega di rame pratichi, u cracking di corrusione di stress hè raramente causatu da stress di design, è a maiò parte di elli sò causati da stress residuali chì ùn sò micca vistu è ignorati.In questu casu, à a curvatura posteriore di a valvula, a direzzione di a tensione di tensione generata da a pressione interna di u pneumaticu hè coherente cù a direzzione di u stress residuale, è a superposizione di sti dui stress furnisce a cundizione di stress per u SCC. .
3. Cunclusioni è Suggerimenti
Conclusioni:
U cracking di uvalvola di pneumaticihè principalmente causatu da a cracking di corrusione di stress causata da SO2.
Suggerimentu
(1) Trace a surgente di u mediu corrosive in l'ambienti intornu à uvalvola di pneumatici, è pruvate d'evità u cuntattu direttu cù u mediu corrosive circundante.Per esempiu, una capa di revestimentu anti-corrosione pò esse appiicata à a superficia di a valvula.
(2) U stress tensile residuale di u travagliu à friddu pò esse eliminatu da prucessi adatti, cum'è l'anneling di sollievu di stress dopu a curvatura.
Tempu di pubblicazione: 23-sep-2022