1. Uji Teoretis lan Analisis
Saka 3klep banconto sing diwenehake dening perusahaan, 2 minangka katup, lan 1 minangka katup sing durung digunakake. Kanggo A lan B, katup sing durung digunakake ditandhani abu-abu. Gambar Komprehensif 1. Lumahing njaba tutup A cethek, permukaan njaba tutup B minangka permukaan, permukaan njaba tutup C minangka permukaan, lan permukaan njaba tutup C minangka permukaan. Katup A lan B ditutupi karo produk karat. Katup A lan B retak ing tikungan, sisih njaba bend ana ing sadawane tutup, tutuk cincin katup B retak ing pungkasan, lan panah putih ing antarane permukaan retak ing permukaan tutup A ditandhani. Saking nginggil, rêrêgêdipun wontên ing pundi-pundi, rêrêgêdipun ingkang agêng-agêng, tuwin rêrêgêd ing pundi-pundi.
A bagean sakakatup banSampel A, B, lan C dipotong saka tikungan, lan morfologi permukaan diamati nganggo mikroskop elektron scanning ZEISS-SUPRA55, lan komposisi area mikro dianalisis nganggo EDS. Gambar 2 (a) nuduhake struktur mikro saka permukaan katup B. Bisa dideleng manawa ana akeh partikel putih lan padhang ing permukaan (dituduhake dening panah putih ing gambar kasebut), lan analisis EDS saka partikel putih nduweni kandungan S sing dhuwur. Asil analisis spektrum energi saka partikel putih ditampilake ing Gambar 2(b).
Gambar 2 (c) lan (e) minangka mikrostruktur permukaan katup B. Bisa dideleng saka Gambar 2 (c) yen permukaan meh kabeh ditutupi dening produk karat, lan unsur korosif produk korosi kanthi analisis spektrum energi utamane kalebu S, Cl lan O, isi S ing posisi individu luwih dhuwur, lan asil analisis spektrum energi ditampilake ing spektrum energi 2. Bisa dideleng saka Figure 2(e) ana retakan mikro ing sadawane ring katup ing lumahing katup A. Gambar 2(f) lan (g) minangka morfologi mikro permukaan katup C, lumahing kasebut uga ditutupi kanthi produk korosi, lan unsur korosif uga kalebu S, Cl lan O, padha karo Gambar 2(e). Alesan kanggo retak bisa uga stres corrosion cracking (SCC) saka analisis produk korosi ing permukaan katup. Fig. 2 (h) uga microstructure lumahing tutup C. Iku bisa katon sing lumahing punika relatif resik, lan komposisi kimia saka lumahing analisa dening EDS padha karo wesi tembaga, nuduhake yen tutup ora corroded. Kanthi mbandhingake morfologi mikroskopis lan komposisi kimia saka telung permukaan katup kasebut, dituduhake yen ana media korosif kayata S, O lan Cl ing lingkungan sekitar.
Retakan katup B dibukak liwat tes mlengkung, lan ditemokake yen retakan ora nembus kabeh bagean salib saka tutup, retak ing sisih backbend, lan ora retak ing sisih ngelawan menyang backbend tutup. Inspeksi visual saka fraktur nuduhake yen werna fraktur iku peteng, nuduhake yen fraktur wis corroded, lan sawetara bagéan saka fraktur werna peteng, kang nuduhake yen korosi luwih serius ing bagean iki. Fraktur katup B diamati ing mikroskop elektron scanning, kaya sing ditampilake ing Gambar 3. Gambar 3 (a) nuduhake tampilan makroskopik fraktur katup B. Bisa dideleng yen fraktur njaba cedhak tutup wis ditutupi dening produk karat, maneh nuduhake anane media korosif ing lingkungan sekitar. Miturut analisis spektrum energi, komponen kimia produk korosi utamane S, Cl lan O, lan isi S lan O relatif dhuwur, kaya sing dituduhake ing Gambar 3 (b). Mirsani lumahing patahan, ditemokake pola pertumbuhan retak ing sadawane jinis kristal. A nomer akeh retak secondary uga bisa katon dening mirsani fraktur ing magnifications luwih, minangka ditampilake ing Figure 3(c). Retakan sekunder ditandhani nganggo panah putih ing gambar kasebut. Produk korosi lan pola pertumbuhan retak ing permukaan fraktur maneh nuduhake karakteristik retak korosi stres.
Patah katup A durung dibukak, copot bagean katup (kalebu posisi retak), tlatah lan polish bagean aksial katup, lan gunakake solusi Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 mL) + C2H5OH (100 mL), lan struktur metalografik lan morfologi pertumbuhan retakan diamati kanthi mikroskop Zeiss A. Gambar 4 (a) nuduhake struktur metalografi katup, yaiku α + β struktur dual-phase, lan β relatif alus lan granular lan disebarake ing matriks α-phase. Pola propagasi retak ing retakan circumferential ditampilake ing Gambar 4 (a), (b). Wiwit lumahing retak kapenuhan produk karat, longkangan antarane loro lumahing retak amba, lan angel kanggo mbedakake pola panyebaran retak. fenomena bifurkasi. Akeh retak sekunder (ditandhani panah putih ing gambar) uga diamati ing retakan utami iki, ndeleng Fig. 4 (c), lan retak sekunder iki nyebar ing sadawane gandum. Sampel katup etched diamati dening SEM, lan ditemokake yen ana akeh retakan mikro ing posisi liyane sing sejajar karo retakan utama. Iki mikro-retak asalé saka lumahing lan ditambahi kanggo nang tutup. Retak wis bifurcation lan ditambahi bebarengan gandum, ndeleng Figure 4 (c), (d). Lingkungan lan kahanan stres microcracks iki meh padha karo retak utama, saengga bisa disimpulake yen bentuk panyebaran retak utama uga intergranular, sing uga dikonfirmasi dening pengamatan fraktur katup B. Fenomena bifurkasi retakan maneh nuduhake karakteristik retak korosi stres katup.
2. Analisis lan Diskusi
Kanggo nyimpulake, bisa disimpulake yen kerusakan katup disebabake dening retak korosi stres sing disebabake dening SO2. Stress corrosion cracking umume perlu kanggo ketemu telung kondisi: (1) bahan sensitif kaku karat; (2) medium corrosive sensitif kanggo wesi tembaga; (3) kahanan stres tartamtu.
Umume dipercaya yen logam murni ora ngalami korosi stres, lan kabeh wesi rentan kanggo korosi stres kanthi derajat sing beda-beda. Kanggo bahan kuningan, umume dipercaya yen struktur dual-phase nduweni kerentanan korosi stres sing luwih dhuwur tinimbang struktur fase tunggal. Kacarita ing literatur yen isi Zn ing bahan kuningan ngluwihi 20%, nduweni kerentanan korosi stres sing luwih dhuwur, lan sing luwih dhuwur isi Zn, sing luwih dhuwur kerentanan korosi stres. Struktur metallographic saka muncung gas ing kasus iki α + β dual-phase alloy, lan isi Zn kira-kira 35%, adoh ngluwihi 20%, supaya wis sensitivitas karat kaku dhuwur lan meets kondisi materi sing dibutuhake kanggo karat karat cracking.
Kanggo bahan kuningan, yen anil relief stres ora ditindakake sawise deformasi kerja sing adhem, korosi stres bakal kedadeyan ing kahanan stres sing cocog lan lingkungan korosif. Kaku sing nyebabake retak korosi stres umume stres tarik lokal, sing bisa ditrapake stres utawa stres sisa. Sawise ban truk inflated, kaku tensile bakal kui ing sadawane arah sumbu saka muncung udhara amarga tekanan dhuwur ing ban, kang bakal nimbulaké retak circumferential ing nozzle online. Tekanan tensile sing disebabake dening tekanan internal ban bisa diwilang kanthi prasaja miturut σ = p R / 2t (ngendi p yaiku tekanan internal ban, R yaiku diameter njero tutup, lan t yaiku ketebalan tembok katup). Nanging, ing umum, kaku tensile kui dening meksa internal ban ora gedhe banget, lan efek saka kaku residual kudu dianggep. Posisi retak saka nozzles gas kabeh ing backbend, lan iku ketok sing ewah-ewahan bentuk ampas ing backbend gedhe, lan ana kaku tensile ampas. Nyatane, ing akeh komponen paduan tembaga praktis, retak korosi stres arang banget disebabake dening tekanan desain, lan umume disebabake dening sisa-sisa tekanan sing ora katon lan ora digatekake. Ing kasus iki, ing bend mburi tutup, arah saka kaku tensile kui dening meksa internal ban punika konsisten karo arah saka kaku residual, lan superposition saka loro nandheske iki nyedhiyani kondisi kaku kanggo SCC.
3. Kesimpulan lan Saran
Kesimpulan:
Retak sakakatup banutamané disebabake dening retak korosi stres disebabake SO2.
saran
(1) Telusuri sumber media korosif ing lingkungan sekitarkatup ban, lan nyoba supaya kontak langsung karo medium korosif lingkungan. Contone, lapisan lapisan anti-karat bisa ditrapake ing permukaan tutup.
(2) Stress tensile residual saka kerja kadhemen bisa diilangi kanthi proses sing cocog, kayata annealing relief stres sawise mlengkung.
Wektu kirim: Sep-23-2022
