1. Տեսական թեստ և վերլուծություն
3-իցանվադողերի փականներԸնկերության կողմից տրամադրված նմուշներից 2-ը փականներ են, իսկ 1-ը՝ դեռևս չօգտագործված փական։ A և B-ի դեպքում չօգտագործված փականը նշված է մոխրագույնով։ Համապարփակ նկար 1։ A փականի արտաքին մակերեսը մակերեսային է, B փականի արտաքին մակերեսը մակերեսն է, C փականի արտաքին մակերեսը մակերեսն է, իսկ C փականի արտաքին մակերեսը մակերեսն է։ A և B փականները ծածկված են կոռոզիայի արգասիքներով։ A և B փականները ճաքած են ծալքերի մոտ, ծալքի արտաքին մասը փականի երկայնքով է, B փականի օղակի բերանը ճաքած է դեպի ծայրը, և A փականի մակերեսի վրա ճաքած մակերեսների միջև սպիտակ նետը նշված է։ Վերը նշվածից ճաքերը ամենուր են, ճաքերը ամենամեծն են, և ճաքերը ամենուր են։
Մի հատվածանվադողի փականA, B և C նմուշները կտրվել են ծռվածքից, և մակերեսի ձևաբանությունը դիտարկվել է ZEISS-SUPRA55 սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակով, իսկ միկրոտարածքի կազմը վերլուծվել է EDS-ով: Նկար 2 (ա)-ն ցույց է տալիս փականի B մակերեսի միկրոկառուցվածքը: Կարելի է տեսնել, որ մակերեսին կան բազմաթիվ սպիտակ և պայծառ մասնիկներ (նկարում նշված են սպիտակ նետերով), և սպիտակ մասնիկների EDS վերլուծությունը պարունակում է S-ի բարձր պարունակություն: Սպիտակ մասնիկների էներգետիկ սպեկտրի վերլուծության արդյունքները ներկայացված են նկար 2 (բ)-ում:
Նկարներ 2 (գ) և (ե)-ն փականի B մակերեսի միկրոկառուցվածքներն են: Նկար 2 (գ)-ից երևում է, որ մակերեսը գրեթե ամբողջությամբ ծածկված է կոռոզիայի արգասիքներով, և էներգետիկ սպեկտրի վերլուծության միջոցով կոռոզիայի արգասիքների կոռոզիոն տարրերը հիմնականում ներառում են S, Cl և O, առանձին դիրքերում S-ի պարունակությունն ավելի բարձր է, և էներգետիկ սպեկտրի վերլուծության արդյունքները ներկայացված են Նկար 2 (դ)-ում: Նկար 2 (ե)-ից երևում է, որ փականի A մակերեսի վրա փականի օղակի երկայնքով կան միկրոճաքեր: Նկարներ 2 (զ) և (գ)-ն փականի C մակերեսի միկրոմորֆոլոգիաներն են, մակերեսը նույնպես ամբողջությամբ ծածկված է կոռոզիայի արգասիքներով, և կոռոզիոն տարրերը նույնպես ներառում են S, Cl և O, նման է Նկար 2 (ե)-ին: Ճաքերի պատճառը կարող է լինել փականի մակերեսի վրա կոռոզիայի արգասիքների վերլուծությունից առաջացած լարվածության կոռոզիոն ճաքերը (ՍԿԿ): Նկար 2(h)-ը նույնպես փականի C մակերեսի միկրոկառուցվածքն է։ Կարելի է տեսնել, որ մակերեսը համեմատաբար մաքուր է, և EDS-ով վերլուծված մակերեսի քիմիական կազմը նման է պղնձի համաձուլվածքի կազմին, ինչը ցույց է տալիս, որ փականը կոռոզիայի չի ենթարկվել։ Երեք փականի մակերեսների մանրադիտակային ձևաբանությունը և քիմիական կազմը համեմատելով՝ ցույց է տրվում, որ շրջակա միջավայրում կան կոռոզիոն միջավայրեր, ինչպիսիք են S, O և Cl-ը։
B փականի ճաքը բացվել է ծռման փորձարկման միջոցով, և պարզվել է, որ ճաքը չի թափանցել փականի ամբողջ լայնական հատույթով, ճաքել է հետևի ծռման կողմում և չի ճաքել փականի հետևի ծռման հակառակ կողմում: Կոտրվածքի տեսողական զննումը ցույց է տալիս, որ կոտրվածքի գույնը մուգ է, ինչը ցույց է տալիս, որ կոտրվածքը կոռոզիայի է ենթարկվել, և կոտրվածքի որոշ մասեր մուգ գույնի են, ինչը ցույց է տալիս, որ կոռոզիան ավելի լուրջ է այդ մասերում: B փականի կոտրվածքը դիտարկվել է սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակով, ինչպես ցույց է տրված նկար 3-ում: Նկար 3 (ա)-ն ցույց է տալիս B փականի կոտրվածքի մակրոսկոպիկ տեսքը: Կարելի է տեսնել, որ փականի մոտ գտնվող արտաքին կոտրվածքը ծածկված է կոռոզիայի արգասիքներով, ինչը կրկին ցույց է տալիս շրջակա միջավայրում կոռոզիոն միջավայրի առկայությունը: Էներգետիկ սպեկտրի վերլուծության համաձայն, կոռոզիայի արգասիքի քիմիական բաղադրիչները հիմնականում S, Cl և O են, իսկ S և O պարունակությունները համեմատաբար բարձր են, ինչպես ցույց է տրված նկար 3 (բ)-ում: Կոտրվածքի մակերեսը դիտարկելիս պարզվել է, որ ճաքի աճի օրինաչափությունը բյուրեղային տիպի երկայնքով է: Երկրորդային ճաքերի մեծ քանակություն կարելի է տեսնել նաև կոտրվածքը մեծ մեծացումներով դիտարկելիս, ինչպես ցույց է տրված նկար 3(գ)-ում: Երկրորդային ճաքերը նկարում նշված են սպիտակ նետերով: Կոռոզիայի արգասիքները և կոտրվածքի մակերեսին ճաքերի աճի օրինաչափությունները կրկին ցույց են տալիս լարվածության կոռոզիայի ճաքերի բնութագրերը:
A փականի կոտրվածքը չի բացվել, հեռացրեք փականի մի հատվածը (ներառյալ ճաքի դիրքը), հղկեք և փայլեցրեք փականի առանցքային հատվածը և օգտագործեք Fe Cl3 (5 գ) + HCl (50 մլ) + C2H5OH (100 մլ) լուծույթ, և մետաղագրական կառուցվածքը և ճաքի աճի ձևաբանությունը դիտարկվել են Zeiss Axio Observer A1m օպտիկական մանրադիտակով: Նկար 4 (ա)-ն ցույց է տալիս փականի մետաղագրական կառուցվածքը, որը α+β երկֆազային կառուցվածք ունի, իսկ β-ն համեմատաբար նուրբ և հատիկավոր է և բաշխված է α-ֆազային մատրիցի վրա: Շրջանաձև ճաքերի վրա ճաքի տարածման օրինաչափությունները ցույց են տրված Նկար 4 (ա), (բ)-ում: Քանի որ ճաքերի մակերեսները լցված են կոռոզիայի արգասիքներով, երկու ճաքերի մակերեսների միջև եղած բացը լայն է, և դժվար է տարբերակել ճաքի տարածման օրինաչափությունները: Բիֆուրկացիայի երևույթ: Այս առաջնային ճաքի վրա նույնպես դիտվել են բազմաթիվ երկրորդային ճաքեր (նկարում նշված են սպիտակ նետերով), տե՛ս Նկար 4 (գ), և այս երկրորդային ճաքերը տարածվել են հատիկների երկայնքով: Փորագրված փականի նմուշը դիտարկվել է ՍՄՄ-ի միջոցով, և պարզվել է, որ հիմնական ճաքին զուգահեռ այլ դիրքերում կային բազմաթիվ միկրոճաքեր։ Այս միկրոճաքերը սկիզբ են առել մակերեսից և տարածվել են դեպի փականի ներսը։ Ճաքերն ունեին երկատում և տարածվում էին հատիկների երկայնքով, տե՛ս նկար 4 (գ), (դ)։ Այս միկրոճաքերի միջավայրը և լարվածության վիճակը գրեթե նույնն են, ինչ հիմնական ճաքինը, ուստի կարելի է ենթադրել, որ հիմնական ճաքի տարածման ձևը նույնպես միջհատիկային է, ինչը հաստատվում է նաև փականի B կոտրվածքի դիտարկմամբ։ Ճաքի երկատման երևույթը կրկին ցույց է տալիս փականի լարվածության կոռոզիայից առաջացող ճաքերի բնութագրերը։
2. Վերլուծություն և քննարկում
Ամփոփելով՝ կարելի է եզրակացնել, որ փականի վնասը պայմանավորված է SO2-ի առաջացրած լարվածակորոզիայի ճաքերով։ Լարվածակորոզիայի ճաքերը սովորաբար պետք է համապատասխանեն երեք պայմանի՝ (1) լարվածակորոզիայի նկատմամբ զգայուն նյութեր, (2) պղնձի համաձուլվածքների նկատմամբ զգայուն կոռոզիոն միջավայր, (3) որոշակի լարվածակորոզիայի պայմաններ։
Ընդհանուր առմամբ կարծում են, որ մաքուր մետաղները չեն ենթարկվում լարվածային կոռոզիայի, և բոլոր համաձուլվածքները տարբեր աստիճաններով ենթակա են լարվածային կոռոզիայի: Արույրե նյութերի դեպքում ընդհանուր առմամբ կարծում են, որ երկֆազ կառուցվածքն ունի ավելի բարձր լարվածային կոռոզիայի զգայունություն, քան միաֆազ կառուցվածքը: Գրականության մեջ նշվում է, որ երբ արույրե նյութում Zn-ի պարունակությունը գերազանցում է 20%-ը, այն ունի ավելի բարձր լարվածային կոռոզիայի զգայունություն, և որքան բարձր է Zn պարունակությունը, այնքան բարձր է լարվածային կոռոզիայի զգայունությունը: Այս դեպքում գազային ծայրակալի մետաղագրական կառուցվածքը α+β երկֆազ համաձուլվածք է, և Zn պարունակությունը կազմում է մոտ 35%, ինչը զգալիորեն գերազանցում է 20%-ը, ուստի այն ունի բարձր լարվածային կոռոզիայի զգայունություն և համապատասխանում է լարվածային կոռոզիայի ճաքերի համար անհրաժեշտ նյութական պայմաններին:
Պղնձե նյութերի դեպքում, եթե սառը մշակումից հետո լարվածության թեթևացում չի իրականացվում, լարվածության կոռոզիա կառաջանա համապատասխան լարվածության պայմաններում և կոռոզիոն միջավայրերում: Լարվածության կոռոզիայի ճաքեր առաջացնող լարումը, որպես կանոն, տեղային ձգման լարում է, որը կարող է լինել կիրառված լարում կամ մնացորդային լարում: Բեռնատարի անվադողը փչելուց հետո, անվադողի բարձր ճնշման պատճառով, ձգման լարում կառաջանա օդային ծորակի առանցքային ուղղությամբ, ինչը կառաջացնի օդային ծորակի շրջագծային ճաքեր: Անվադողի ներքին ճնշման հետևանքով առաջացած ձգման լարումը կարելի է պարզապես հաշվարկել σ=p R/2t բանաձևով (որտեղ p-ն անվադողի ներքին ճնշումն է, R-ը՝ փականի ներքին տրամագիծը, իսկ t-ն՝ փականի պատի հաստությունը): Այնուամենայնիվ, ընդհանուր առմամբ, անվադողի ներքին ճնշման հետևանքով առաջացած ձգման լարումը չափազանց մեծ չէ, և պետք է հաշվի առնել մնացորդային լարման ազդեցությունը: Գազի ծորակների ճաքերի դիրքերը բոլորը հետին ծռման վրա են, և ակնհայտ է, որ հետին ծռման վրա մնացորդային դեֆորմացիան մեծ է, և այնտեղ կա մնացորդային ձգման լարում: Իրականում, շատ գործնական պղնձի համաձուլվածքների բաղադրիչներում լարվածային կոռոզիայի ճաքերը հազվադեպ են առաջանում նախագծային լարվածություններից, և դրանց մեծ մասը առաջանում է մնացորդային լարվածություններից, որոնք չեն նկատվում և անտեսվում են: Այս դեպքում, փականի հետևի ծռման մասում, անվադողի ներքին ճնշման հետևանքով առաջացած ձգման լարվածության ուղղությունը համապատասխանում է մնացորդային լարվածության ուղղությանը, և այս երկու լարվածությունների վերադրումը ապահովում է SCC-ի լարվածության պայմանը:
3. Եզրակացություն և առաջարկություններ
Եզրակացություն.
Ճաքելըանվադողի փականհիմնականում առաջանում է SO2-ի առաջացրած սթրեսային կոռոզիայից առաջացած ճաքերից։
Առաջարկ
(1) Հետևեք կոռոզիոն միջավայրի աղբյուրին շրջակա միջավայրումանվադողի փական, և փորձեք խուսափել շրջակա քայքայիչ միջավայրի հետ անմիջական շփումից: Օրինակ, փականի մակերեսին կարելի է քսել հակակոռոզիոն ծածկույթի շերտ:
(2) Սառը մշակման մնացորդային ձգման լարումը կարող է վերացվել համապատասխան գործընթացների միջոցով, ինչպիսիք են ծռումից հետո լարվածության թեթևացման թրծումը։
Հրապարակման ժամանակը. Սեպտեմբերի 23-2022
