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調節閥的腐蝕原因分析與微觀分析


關注次數: 發布日期:2012-11-02

1 閥芯的斷裂原因分析

    在進口的兩臺調節閥中,閥芯出現了斷裂。在調節閥解體檢查中,發現閥座和導向圈上都有螺紋,說明這兩個部件是通過螺紋來連接的。螺紋很細,牙高很低,螺紋面較均勻,可推斷該螺紋是受到了腐蝕而變小變平的,當螺紋小到一定的程度后,使導向圈與閥座連接產生了松動,同時由于導向圈又受到流體的向下沖擊,使導向圈從閥座脫落。導向圈與閥座脫落后,閥芯下部就失去了“導向”,從該閥的閥芯和閥座的結構看,介質在閥內部的流動是激烈的湍流,這將對閥芯產生強烈的沖擊,使閥芯左右搖擺,因此出現了斷裂,見圖4。

    2 掃描電鏡的微觀分析

    對表1中的第5臺調節閥的閥芯和閥座進行掃描電鏡的微觀分析。

    閥芯 環表面即圖5中的“C”區域邊緣的形貌如圖6所示,圖左側為凹槽“C”區,可見有孔洞狀的凹坑,棱角較清晰;圖右側為柱面區,相對起伏較小,可見沙灘面的弧形波紋。顯示了兩種腐蝕形貌。凹槽“C”區高倍下可見隧道樣孔洞平行分布,深淺不一,表面呈片狀,與解理腐蝕面相關,部分孔洞中發現有團狀夾雜物。柱狀面在高倍下可見漩渦狀花樣,且以階梯層狀為基底,表明腐蝕以晶體理解面均勻發展,而且顯示出腐蝕液在該表面的湍流沖刷過程。對閥芯的尾桿表面進行微觀觀察可見表面起伏較小,呈較均勻的弧形微坑。高倍下,可見鱗狀花樣以及一些平行的直線狀小臺階,顯示出一定流速下全面腐蝕形貌。

    閥座 環表面起伏大,蝕坑及腐蝕條紋十分清晰,呈現與沖刷相關的形貌,如圖7所示。高倍下,孔洞呈現坑道形態,表面腐蝕花紋劃出基體組織的晶體位向及腐蝕流向。閥座內圈表面起伏較小,溝槽線條明晰,具有一定的方向性,與腐蝕性流體相關。高倍下可見層片狀腐蝕覆蓋物,覆蓋物可見溝槽(表明晶界優先腐蝕)以及腐蝕小坑。

    導向圈表面有層狀起伏,平行的細條紋清晰,呈現與沖涮及晶體相關的形貌。高倍下這些孔沿溝槽方向排列,表現出受腐蝕的形態。
由以上微觀和宏觀分析所見的形貌可推斷,閥芯外表和閥座的內腔表面均發生了腐蝕,為全面腐蝕及沖涮腐蝕。在閥內圈入口 環卡處,由于壓力大、流速高,使該處兩表面氧化膜溶解,加速腐蝕速率,并發生孔蝕。

針形調節閥

    3 X射線能譜分析

    對閥芯和閥座的基材進行X射線能譜分析,閥芯的成分:Ti(99.88%)、Fe(0.02%);閥座的成分:Ti(99.63%)、Fe(0.23%)、Pd(0.15%)。

    對閥芯 環表面孔洞內夾雜物進行X射線能譜分析,可見成分S(約50%)、Mo(約45.7%)及Ti(約4.2%)的峰線,表明為Mo的硫化物。

    閥座 環表面對腐蝕面進行X射線能譜分析,可見Ti、F(約3.63%)、S(約0.12%)、Cl(約0.10%)、Fe(約1.03%);導向圈的腐蝕面除Ti外,還含有C(約16.9%)、F(約3.63%)等。

    從以上分析看出,閥芯閥座基材的主要元素符合相關技術要求。在腐蝕面上發現了F元素,由于鈦性氟化物在溶液中不耐腐蝕,可推斷調節閥LCV-2203腐蝕主要是由于氟離子的作用。

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