1. Tes lan Analisis Teoretis
Saka 3katup banconto sing diwenehake dening perusahaan, 2 yaiku katup, lan 1 yaiku katup sing durung digunakake. Kanggo A lan B, katup sing durung digunakake ditandhani abu-abu. Gambar Lengkap 1. Permukaan njaba katup A cethek, permukaan njaba katup B minangka permukaan, permukaan njaba katup C minangka permukaan, lan permukaan njaba katup C minangka permukaan. Katup A lan B ditutupi produk korosi. Katup A lan B retak ing tikungan, bagean njaba tikungan ana ing sadawane katup, cangkem cincin katup B retak ing pungkasan, lan panah putih ing antarane permukaan retak ing permukaan katup A ditandhani. Saka ing ndhuwur, retakan ana ing endi-endi, retakan kasebut paling gedhe, lan retakan ana ing endi-endi.
Bagean sakaklep banSampel A, B, lan C dipotong saka tikungan, lan morfologi permukaan diamati nganggo mikroskop elektron pindai ZEISS-SUPRA55, lan komposisi mikro-area dianalisis nganggo EDS. Gambar 2 (a) nuduhake mikrostruktur permukaan katup B. Bisa dideleng manawa ana akeh partikel putih lan padhang ing permukaan (ditunjukake dening panah putih ing gambar), lan analisis EDS saka partikel putih nduweni kandungan S sing dhuwur. Asil analisis spektrum energi saka partikel putih dituduhake 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 korosi, lan unsur korosif saka produk korosi kanthi analisis spektrum energi utamane kalebu S, Cl lan O, isi S ing posisi individu luwih dhuwur, lan asil analisis spektrum energi dituduhake ing Gambar 2 (d). Bisa dideleng saka Gambar 2 (e) yen ana mikro-retak ing sadawane cincin katup ing permukaan katup A. Gambar 2 (f) lan (g) minangka mikro-morfologi permukaan katup C, permukaan uga ditutupi kabeh dening produk korosi, lan unsur korosif uga kalebu S, Cl lan O, padha karo Gambar 2 (e). Alesan kanggo retak bisa uga amarga retakan korosi stres (SCC) saka analisis produk korosi ing permukaan katup. Gambar 2(h) uga minangka mikrostruktur permukaan katup C. Bisa dideleng manawa permukaan kasebut relatif resik, lan komposisi kimia permukaan sing dianalisis dening EDS padha karo paduan tembaga, sing nuduhake manawa katup kasebut ora korosi. Kanthi mbandhingake morfologi mikroskopis lan komposisi kimia saka telung permukaan katup, dituduhake manawa ana media korosif kayata S, O lan Cl ing lingkungan sekitar.
Retakan katup B dibukak liwat uji lentur, lan ditemokake yen retakan kasebut ora nembus kabeh penampang katup, retak ing sisih backbend, lan ora retak ing sisih ngelawan backbend katup. Inspeksi visual saka fraktur nuduhake yen warna fraktur peteng, nuduhake yen fraktur wis korosi, lan sawetara bagean fraktur warnane peteng, sing nuduhake yen korosi luwih serius ing bagean kasebut. Fraktur katup B diamati ing mikroskop elektron pindai, kaya sing dituduhake ing Gambar 3. Gambar 3 (a) nuduhake tampilan makroskopik fraktur katup B. Bisa dideleng yen fraktur njaba cedhak katup wis ditutupi dening produk korosi, maneh nuduhake anane media korosif ing lingkungan sekitar. Miturut analisis spektrum energi, komponen kimia saka produk korosi utamane S, Cl lan O, lan isi S lan O relatif dhuwur, kaya sing dituduhake ing Gambar 3(b). Ngamati permukaan fraktur, ditemokake yen pola pertumbuhan retakan ana ing sadawane jinis kristal. Akeh retakan sekunder uga bisa dideleng kanthi mirsani retakan ing pembesaran sing luwih dhuwur, kaya sing dituduhake ing Gambar 3(c). Retakan sekunder ditandhani nganggo panah putih ing gambar kasebut. Produk korosi lan pola pertumbuhan retakan ing permukaan retakan maneh nuduhake karakteristik retakan korosi stres.
Patah katup A durung dibukak, copot bagean katup (kalebu posisi retak), giling lan poles bagean aksial katup, lan gunakake larutan Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 mL) + C2H5OH (100 mL) kanggo diukir, lan struktur metalografi lan morfologi pertumbuhan retakan diamati nganggo mikroskop optik Zeiss Axio Observer A1m. Gambar 4 (a) nuduhake struktur metalografi katup, yaiku struktur fase ganda α+β, lan β relatif alus lan granular lan kasebar ing matriks fase-α. Pola panyebaran retakan ing retakan keliling dituduhake ing Gambar 4(a), (b). Amarga permukaan retakan kebak produk korosi, celah antarane rong permukaan retakan amba, lan angel mbedakake pola panyebaran retakan. Akeh retakan sekunder (ditandai panah putih ing gambar) uga diamati ing retakan utama iki, deleng Gambar 4(c), lan retakan sekunder iki nyebar ing sadawane serat. Sampel katup sing diukir diamati nganggo SEM, lan ditemokake manawa ana akeh retakan mikro ing posisi liya sing sejajar karo retakan utama. Retakan mikro iki asale saka permukaan lan ngembang menyang njero katup. Retakan kasebut duwe bifurkasi lan manjang ing sadawane serat, deleng Gambar 4 (c), (d). Lingkungan lan kahanan stres saka retakan mikro iki meh padha karo retakan utama, mula bisa disimpulake manawa bentuk panyebaran retakan utama uga intergranular, sing uga dikonfirmasi dening pengamatan fraktur katup B. Fenomena bifurkasi retakan kasebut nuduhake maneh karakteristik retakan korosi stres katup.
2. Analisis lan Diskusi
Ringkesane, bisa disimpulake yen kerusakan katup disebabake dening retakan korosi stres sing disebabake dening SO2. Retakan korosi stres umume kudu memenuhi telung kahanan: (1) bahan sing sensitif marang korosi stres; (2) medium korosif sing sensitif marang paduan tembaga; (3) kahanan stres tartamtu.
Umumé dipercaya manawa logam murni ora ngalami korosi stres, lan kabeh paduan rentan marang korosi stres kanthi macem-macem derajat. Kanggo bahan kuningan, umumé dipercaya manawa struktur fase ganda nduweni kerentanan korosi stres sing luwih dhuwur tinimbang struktur fase tunggal. Wis dilapurake ing literatur manawa nalika kandungan Zn ing bahan kuningan ngluwihi 20%, nduweni kerentanan korosi stres sing luwih dhuwur, lan luwih dhuwur kandungan Zn, luwih dhuwur kerentanan korosi stres. Struktur metalografi nozzle gas ing kasus iki yaiku paduan fase ganda α+β, lan kandungan Zn udakara 35%, ngluwihi 20%, saengga nduweni sensitivitas korosi stres sing dhuwur lan nyukupi kahanan materi sing dibutuhake kanggo retak korosi stres.
Kanggo bahan kuningan, yen annealing relief stres ora ditindakake sawise deformasi kerja adhem, korosi stres bakal kedadeyan ing kahanan stres sing cocog lan lingkungan korosif. Stres sing nyebabake retak korosi stres umume yaiku stres tarik lokal, sing bisa ditrapake stres utawa stres sisa. Sawise ban truk dikembangke, stres tarik bakal diasilake ing sadawane arah aksial nozzle udara amarga tekanan dhuwur ing ban, sing bakal nyebabake retakan keliling ing nozzle udara. Tegangan tarik sing disebabake dening tekanan internal ban bisa diitung kanthi gampang miturut σ=p R/2t (ing ngendi p minangka tekanan internal ban, R minangka diameter njero katup, lan t minangka kekandelan tembok katup). Nanging, umume, stres tarik sing diasilake dening tekanan internal ban ora gedhe banget, lan efek stres sisa kudu ditimbang. Posisi retak nozzle gas kabeh ana ing backbend, lan jelas yen deformasi sisa ing backbend gedhe, lan ana stres tarik sisa ing kana. Nyatane, ing pirang-pirang komponen paduan tembaga praktis, retak korosi stres arang disebabake dening stres desain, lan umume disebabake dening stres residual sing ora katon lan ora digatekake. Ing kasus iki, ing tikungan mburi katup, arah stres tarik sing diasilake dening tekanan internal ban konsisten karo arah stres residual, lan superposisi saka rong stres iki nyedhiyakake kondisi stres kanggo SCC.
3. Dudutan lan Saran
Dudutan:
Retakan sakaklep banutamane disebabake dening retak korosi stres sing disebabake dening SO2.
Saran
(1) Telusuri sumber media korosif ing lingkungan sekitarklep ban, lan cobanen supaya ora kena kontak langsung karo media korosif ing sakubenge. Contone, lapisan lapisan anti-korosi bisa ditrapake ing permukaan katup.
(2) Tegangan tarik sisa saka pengerjaan adhem bisa diilangi kanthi proses sing cocog, kayata annealing relief stres sawise mbengkongake.
Wektu kiriman: 23-Sep-2022
