१. सैद्धांतिक चाचणी आणि विश्लेषण
३ पैकीटायर व्हॉल्व्हकंपनीने दिलेल्या नमुन्यांमध्ये, २ झडपे आहेत आणि १ हा झडपा अद्याप वापरला गेलेला नाही. A आणि B साठी, वापरला गेलेला न गेलेला झडपा राखाडी म्हणून चिन्हांकित केला आहे. व्यापक आकृती १. झडपा A चा बाह्य पृष्ठभाग उथळ आहे, झडपा B चा बाह्य पृष्ठभाग पृष्ठभाग आहे, झडपा C चा बाह्य पृष्ठभाग पृष्ठभाग आहे आणि झडपा C चा बाह्य पृष्ठभाग पृष्ठभाग आहे. झडपा A आणि B हे गंज उत्पादनांनी झाकलेले आहेत. झडपा A आणि B वाकांवर भेगा आहेत, बेंडचा बाह्य भाग झडपाजवळ आहे, झडपाच्या रिंग माउथ B शेवटच्या दिशेने भेगा आहे आणि झडपा A च्या पृष्ठभागावर भेगा असलेल्या पृष्ठभागांमधील पांढरा बाण चिन्हांकित केला आहे. वरून, भेगा सर्वत्र आहेत, भेगा सर्वात मोठ्या आहेत आणि भेगा सर्वत्र आहेत.

चा एक भागटायर व्हॉल्व्हA, B आणि C नमुने बेंडमधून कापले गेले आणि ZEISS-SUPRA55 स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप वापरून पृष्ठभागाचे आकारविज्ञान पाहिले गेले आणि EDS वापरून सूक्ष्म-क्षेत्र रचनांचे विश्लेषण केले गेले. आकृती 2 (a) व्हॉल्व्ह B पृष्ठभागाची सूक्ष्म रचना दर्शवते. पृष्ठभागावर अनेक पांढरे आणि चमकदार कण असल्याचे दिसून येते (आकृतीतील पांढऱ्या बाणांनी दर्शविले आहे), आणि पांढऱ्या कणांच्या EDS विश्लेषणात S चे प्रमाण जास्त आहे. पांढऱ्या कणांचे ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण परिणाम आकृती 2(b) मध्ये दर्शविले आहेत.
आकृती २ (c) आणि (e) ही झडप B च्या पृष्ठभागाची सूक्ष्म रचना आहेत. आकृती २ (c) वरून असे दिसून येते की पृष्ठभाग जवळजवळ पूर्णपणे गंज उत्पादनांनी व्यापलेला आहे आणि ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषणाद्वारे गंज उत्पादनांच्या संक्षारक घटकांमध्ये प्रामुख्याने S, Cl आणि O यांचा समावेश आहे, वैयक्तिक स्थितीत S ची सामग्री जास्त आहे आणि ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषणाचे निकाल आकृती २ (d) मध्ये दर्शविले आहेत. आकृती २ (e) वरून असे दिसून येते की झडप A च्या पृष्ठभागावर झडप रिंगच्या बाजूने सूक्ष्म-क्रॅक आहेत. आकृती २ (f) आणि (g) झडप C च्या पृष्ठभागाच्या सूक्ष्म-रूपशास्त्र आहेत, पृष्ठभाग देखील पूर्णपणे गंज उत्पादनांनी व्यापलेला आहे आणि संक्षारक घटकांमध्ये S, Cl आणि O देखील समाविष्ट आहेत, जे आकृती २ (e) प्रमाणेच आहेत. क्रॅक होण्याचे कारण झडप पृष्ठभागावरील गंज उत्पादन विश्लेषणातून होणारे ताण गंज क्रॅकिंग (SCC) असू शकते. आकृती 2(h) ही व्हॉल्व्ह C ची पृष्ठभागाची सूक्ष्म रचना देखील आहे. हे दिसून येते की पृष्ठभाग तुलनेने स्वच्छ आहे आणि EDS द्वारे विश्लेषण केलेल्या पृष्ठभागाची रासायनिक रचना तांब्याच्या मिश्रधातूसारखीच आहे, जे दर्शवते की व्हॉल्व्ह गंजलेला नाही. तीन व्हॉल्व्ह पृष्ठभागांच्या सूक्ष्म आकारविज्ञान आणि रासायनिक रचनेची तुलना करून, असे दिसून येते की आजूबाजूच्या वातावरणात S, O आणि Cl सारखे संक्षारक माध्यम आहेत.

वाकण्याच्या चाचणीद्वारे व्हॉल्व्ह बी ची क्रॅक उघडण्यात आली आणि असे आढळून आले की क्रॅक व्हॉल्व्हच्या संपूर्ण क्रॉस-सेक्शनमध्ये प्रवेश करत नाही, बॅकबेंडच्या बाजूला क्रॅक झाला होता आणि व्हॉल्व्हच्या बॅकबेंडच्या विरुद्ध बाजूला क्रॅक झाला नव्हता. फ्रॅक्चरच्या दृश्य तपासणीवरून असे दिसून येते की फ्रॅक्चरचा रंग गडद आहे, जो दर्शवितो की फ्रॅक्चरला गंज चढला आहे आणि फ्रॅक्चरचे काही भाग गडद रंगाचे आहेत, जे दर्शविते की या भागांमध्ये गंज अधिक गंभीर आहे. आकृती 3 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, व्हॉल्व्ह बी चे फ्रॅक्चर स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाखाली पाहिले गेले. आकृती 3 (अ) व्हॉल्व्ह बी फ्रॅक्चरचे मॅक्रोस्कोपिक स्वरूप दर्शविते. हे पाहिले जाऊ शकते की व्हॉल्व्हजवळील बाह्य फ्रॅक्चर गंज उत्पादनांनी झाकलेले आहे, जे पुन्हा आसपासच्या वातावरणात गंज माध्यमांची उपस्थिती दर्शवते. ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषणानुसार, गंज उत्पादनाचे रासायनिक घटक प्रामुख्याने S, Cl आणि O आहेत आणि S आणि O मधील सामग्री तुलनेने जास्त आहे, जसे की आकृती 3(b) मध्ये दर्शविले आहे. फ्रॅक्चर पृष्ठभागाचे निरीक्षण करताना, असे आढळून येते की क्रॅक वाढीचा नमुना क्रिस्टल प्रकाराच्या बाजूने आहे. आकृती 3(c) मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, उच्च विस्तारांवर फ्रॅक्चरचे निरीक्षण करून मोठ्या संख्येने दुय्यम क्रॅक देखील दिसू शकतात. आकृतीमध्ये दुय्यम क्रॅक पांढऱ्या बाणांनी चिन्हांकित केले आहेत. फ्रॅक्चर पृष्ठभागावरील गंज उत्पादने आणि क्रॅक वाढीचे नमुने पुन्हा ताण गंज क्रॅकिंगची वैशिष्ट्ये दर्शवतात.

व्हॉल्व्ह A चे फ्रॅक्चर उघडलेले नाही, व्हॉल्व्हचा एक भाग काढून टाका (क्रॅक झालेल्या स्थितीसह), व्हॉल्व्हच्या अक्षीय भागाला बारीक करा आणि पॉलिश करा आणि Fe Cl3 (5 g) +HCl (50 mL) + C2H5OH (100 mL) द्रावण वापरून कोरले गेले आणि Zeiss Axio Observer A1m ऑप्टिकल मायक्रोस्कोप वापरून मेटॅलोग्राफिक स्ट्रक्चर आणि क्रॅक ग्रोथ मॉर्फोलॉजीचे निरीक्षण केले गेले. आकृती 4 (a) व्हॉल्व्हची मेटॅलोग्राफिक स्ट्रक्चर दर्शवते, जी α+β ड्युअल-फेज स्ट्रक्चर आहे आणि β तुलनेने बारीक आणि दाणेदार आहे आणि α-फेज मॅट्रिक्सवर वितरित केली आहे. परिघीय क्रॅकवरील क्रॅक प्रसाराचे नमुने आकृती 4(a), (b) मध्ये दर्शविले आहेत. क्रॅक पृष्ठभाग गंज उत्पादनांनी भरलेले असल्याने, दोन क्रॅक पृष्ठभागांमधील अंतर विस्तृत आहे आणि क्रॅक प्रसार नमुन्यांमध्ये फरक करणे कठीण आहे. द्विभाजन घटना. या प्राथमिक क्रॅकवर अनेक दुय्यम क्रॅक (आकृतीमध्ये पांढऱ्या बाणांनी चिन्हांकित) देखील आढळून आले, आकृती 4(c) पहा, आणि या दुय्यम क्रॅक धान्याच्या बाजूने पसरल्या. SEM द्वारे कोरलेल्या झडपाच्या नमुन्याचे निरीक्षण केले गेले आणि असे आढळून आले की मुख्य क्रॅकच्या समांतर इतर ठिकाणी अनेक सूक्ष्म-क्रॅक होते. हे सूक्ष्म-क्रॅक पृष्ठभागावरून उद्भवले आणि झडपाच्या आतील भागात पसरले. या क्रॅकमध्ये दुभाजक होते आणि धान्याच्या बाजूने पसरले होते, आकृती 4 (c), (d) पहा. या सूक्ष्म-क्रॅकचे वातावरण आणि ताण स्थिती जवळजवळ मुख्य क्रॅकच्या सारखीच आहे, म्हणून असे अनुमान काढता येते की मुख्य क्रॅकचे प्रसारण स्वरूप देखील आंतरग्रॅन्युलर आहे, जे झडप B च्या फ्रॅक्चर निरीक्षणाद्वारे देखील पुष्टी होते. क्रॅकची दुभाजक घटना पुन्हा झडपाच्या ताण गंज क्रॅकिंगची वैशिष्ट्ये दर्शवते.
२. विश्लेषण आणि चर्चा
थोडक्यात, असा निष्कर्ष काढता येतो की व्हॉल्व्हचे नुकसान SO2 मुळे होणाऱ्या स्ट्रेस कॉरोजन क्रॅकिंगमुळे होते. स्ट्रेस कॉरोजन क्रॅकिंगसाठी सामान्यतः तीन अटी पूर्ण करणे आवश्यक असते: (१) स्ट्रेस कॉरोजनला संवेदनशील पदार्थ; (२) तांब्याच्या मिश्रधातूंना संवेदनशील संक्षारक माध्यम; (३) काही स्ट्रेस परिस्थिती.
सामान्यतः असे मानले जाते की शुद्ध धातूंना ताण गंज येत नाही आणि सर्व मिश्रधातू वेगवेगळ्या प्रमाणात ताण गंजण्यास संवेदनशील असतात. पितळ पदार्थांसाठी, सामान्यतः असे मानले जाते की दुहेरी-चरण रचना सिंगल-चरण रचनांपेक्षा जास्त ताण गंज संवेदनशीलता असते. साहित्यात असे नोंदवले गेले आहे की जेव्हा पितळ पदार्थातील Zn सामग्री 20% पेक्षा जास्त असते तेव्हा त्यात ताण गंज संवेदनशीलता जास्त असते आणि Zn सामग्री जितकी जास्त असते तितकी ताण गंज संवेदनशीलता जास्त असते. या प्रकरणात गॅस नोजलची मेटॅलोग्राफिक रचना α+β दुहेरी-चरण मिश्रधातू आहे आणि Zn सामग्री सुमारे 35% आहे, जी 20% पेक्षा जास्त आहे, म्हणून त्यात उच्च ताण गंज संवेदनशीलता आहे आणि ताण गंज क्रॅकिंगसाठी आवश्यक असलेल्या भौतिक परिस्थिती पूर्ण करते.
पितळी साहित्यांसाठी, जर थंड काम करणाऱ्या विकृतीनंतर ताण कमी करणारे अॅनिलिंग केले नाही, तर योग्य ताण परिस्थितीत आणि संक्षारक वातावरणात ताण गंज निर्माण होईल. ताण गंज क्रॅकिंगला कारणीभूत असलेला ताण सामान्यतः स्थानिक तन्य ताण असतो, जो लागू ताण किंवा अवशिष्ट ताण असू शकतो. ट्रक टायर फुगवल्यानंतर, टायरमधील उच्च दाबामुळे हवेच्या नोजलच्या अक्षीय दिशेने तन्य ताण निर्माण होईल, ज्यामुळे हवेच्या नोजलमध्ये परिघीय क्रॅक होतील. टायरच्या अंतर्गत दाबामुळे होणारा तन्य ताण फक्त σ=p R/2t (जिथे p हा टायरचा अंतर्गत दाब आहे, R हा व्हॉल्व्हचा आतील व्यास आहे आणि t हा व्हॉल्व्हची भिंतीची जाडी आहे) नुसार मोजता येतो. तथापि, सर्वसाधारणपणे, टायरच्या अंतर्गत दाबामुळे निर्माण होणारा तन्य ताण खूप मोठा नसतो आणि अवशिष्ट ताणाचा परिणाम विचारात घेतला पाहिजे. गॅस नोजलच्या क्रॅकिंग पोझिशन्स सर्व बॅकबेंडवर असतात आणि हे स्पष्ट आहे की बॅकबेंडवर अवशिष्ट विकृती मोठी आहे आणि तेथे अवशिष्ट तन्य ताण आहे. खरं तर, अनेक व्यावहारिक तांबे मिश्र धातु घटकांमध्ये, स्ट्रेस कॉरोजन क्रॅकिंग क्वचितच डिझाइन स्ट्रेसमुळे होते आणि त्यापैकी बहुतेक अवशिष्ट स्ट्रेसमुळे होतात जे पाहिले जात नाहीत आणि दुर्लक्षित केले जातात. या प्रकरणात, व्हॉल्व्हच्या मागील वळणावर, टायरच्या अंतर्गत दाबामुळे निर्माण होणाऱ्या तन्य ताणाची दिशा अवशिष्ट स्ट्रेसच्या दिशेशी सुसंगत असते आणि या दोन स्ट्रेसचे सुपरपोझिशन SCC साठी स्ट्रेस स्थिती प्रदान करते.
३. निष्कर्ष आणि सूचना
निष्कर्ष:
चे क्रॅकिंगटायर व्हॉल्व्हहे प्रामुख्याने SO2 मुळे होणाऱ्या ताणाच्या गंज क्रॅकिंगमुळे होते.
सूचना
(१) सभोवतालच्या वातावरणात संक्षारक माध्यमाचा स्रोत शोधा.टायर व्हॉल्व्ह, आणि आजूबाजूच्या संक्षारक माध्यमाशी थेट संपर्क टाळण्याचा प्रयत्न करा. उदाहरणार्थ, व्हॉल्व्हच्या पृष्ठभागावर गंजरोधक कोटिंगचा थर लावता येतो.
(२) कोल्ड वर्किंगचा अवशिष्ट तन्य ताण योग्य प्रक्रियांद्वारे काढून टाकता येतो, जसे की वाकल्यानंतर ताण कमी करणारे अॅनिलिंग.
पोस्ट वेळ: सप्टेंबर-२३-२०२२