1. Ujian dan Analisis Teori
Daripada 3injap tayarSampel yang disediakan oleh syarikat, 2 adalah injap, dan 1 adalah injap yang belum digunakan lagi. Bagi A dan B, injap yang belum digunakan ditanda sebagai kelabu. Rajah Komprehensif 1. Permukaan luar injap A adalah cetek, permukaan luar injap B adalah permukaannya, permukaan luar injap C adalah permukaannya, dan permukaan luar injap C adalah permukaannya. Injap A dan B ditutup dengan produk kakisan. Injap A dan B retak pada selekoh, bahagian luar selekoh berada di sepanjang injap, mulut cincin injap B retak ke arah hujungnya, dan anak panah putih di antara permukaan retak pada permukaan injap A ditanda. Daripada perkara di atas, retakan ada di mana-mana, retakan adalah yang terbesar, dan retakan ada di mana-mana.
Satu bahagian daripadainjap tayarSampel A, B, dan C dipotong dari selekoh, dan morfologi permukaan diperhatikan dengan mikroskop elektron imbasan ZEISS-SUPRA55, dan komposisi mikro-kawasan dianalisis dengan EDS. Rajah 2 (a) menunjukkan mikrostruktur permukaan injap B. Dapat dilihat bahawa terdapat banyak zarah putih dan terang di permukaan (ditunjukkan oleh anak panah putih dalam rajah), dan analisis EDS zarah putih mempunyai kandungan S yang tinggi. Keputusan analisis spektrum tenaga zarah putih ditunjukkan dalam Rajah 2(b).
Rajah 2 (c) dan (e) ialah mikrostruktur permukaan injap B. Daripada Rajah 2 (c) dapat dilihat bahawa permukaannya hampir keseluruhannya diliputi oleh produk kakisan, dan unsur-unsur menghakis produk kakisan melalui analisis spektrum tenaga terutamanya merangkumi S, Cl dan O, kandungan S pada kedudukan individu adalah lebih tinggi, dan keputusan analisis spektrum tenaga ditunjukkan dalam Rajah 2(d). Daripada Rajah 2(e) dapat dilihat bahawa terdapat rekahan mikro di sepanjang cincin injap pada permukaan injap A. Rajah 2(f) dan (g) ialah mikromorfologi permukaan injap C, permukaannya juga diliputi sepenuhnya oleh produk kakisan, dan unsur-unsur menghakis juga merangkumi S, Cl dan O, sama seperti Rajah 2(e). Punca keretakan mungkin disebabkan oleh keretakan kakisan tegasan (SCC) daripada analisis produk kakisan pada permukaan injap. Rajah 2(h) juga merupakan mikrostruktur permukaan injap C. Dapat dilihat bahawa permukaannya agak bersih, dan komposisi kimia permukaan yang dianalisis oleh EDS adalah serupa dengan aloi kuprum, menunjukkan bahawa injap tersebut tidak berkarat. Dengan membandingkan morfologi mikroskopik dan komposisi kimia ketiga-tiga permukaan injap, ditunjukkan bahawa terdapat media menghakis seperti S, O dan Cl dalam persekitaran sekitarnya.
Retakan injap B telah dibuka melalui ujian lenturan, dan didapati bahawa retakan tersebut tidak menembusi keseluruhan keratan rentas injap, retak di sisi lengkungan belakang, dan tidak retak di sisi bertentangan dengan lengkungan belakang injap. Pemeriksaan visual retakan menunjukkan bahawa warna retakan adalah gelap, menunjukkan bahawa retakan telah berkarat, dan beberapa bahagian retakan berwarna gelap, yang menunjukkan bahawa kakisan lebih serius di bahagian ini. Retakan injap B telah diperhatikan di bawah mikroskop elektron imbasan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Rajah 3 (a) menunjukkan rupa makroskopik retakan injap B. Dapat dilihat bahawa retakan luar berhampiran injap telah dilitupi oleh produk kakisan, sekali lagi menunjukkan kehadiran media menghakis dalam persekitaran sekitarnya. Menurut analisis spektrum tenaga, komponen kimia produk kakisan terutamanya S, Cl dan O, dan kandungan S dan O agak tinggi, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3(b). Dengan memerhatikan permukaan retakan, didapati bahawa corak pertumbuhan retakan adalah di sepanjang jenis kristal. Sebilangan besar retakan sekunder juga boleh dilihat dengan memerhatikan retakan pada pembesaran yang lebih tinggi, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3(c). Retakan sekunder ditanda dengan anak panah putih dalam rajah tersebut. Hasil kakisan dan corak pertumbuhan retakan pada permukaan retakan sekali lagi menunjukkan ciri-ciri retakan kakisan tegasan.
Patah injap A belum dibuka, tanggalkan sebahagian injap (termasuk kedudukan retak), kisar dan gilap bahagian paksi injap, dan gunakan larutan Fe Cl3 (5 g) +HCl (50 mL) + C2H5OH (100 mL) untuk diukir, dan struktur metalografi dan morfologi pertumbuhan retakan diperhatikan dengan mikroskop optik Zeiss Axio Observer A1m. Rajah 4 (a) menunjukkan struktur metalografi injap, iaitu struktur dwi-fasa α+β, dan β agak halus dan berbutir serta tersebar pada matriks fasa-α. Corak perambatan retakan pada retakan lilitan ditunjukkan dalam Rajah 4(a), (b). Oleh kerana permukaan retakan dipenuhi dengan produk kakisan, jurang antara kedua-dua permukaan retakan adalah luas, dan sukar untuk membezakan corak perambatan retakan. Banyak retakan sekunder (ditanda dengan anak panah putih dalam rajah) juga diperhatikan pada retakan primer ini, lihat Rajah 4(c), dan retakan sekunder ini merambat di sepanjang ira. Sampel injap terukir telah diperhatikan melalui SEM, dan didapati terdapat banyak mikro-retakan pada kedudukan lain yang selari dengan retakan utama. Mikro-retakan ini berasal dari permukaan dan mengembang ke bahagian dalam injap. Retakan tersebut mempunyai bifurkasi dan memanjang sepanjang ira, lihat Rajah 4 (c), (d). Persekitaran dan keadaan tegasan mikro-retakan ini hampir sama dengan retakan utama, jadi dapat disimpulkan bahawa bentuk perambatan retakan utama juga antara butiran, yang juga disahkan oleh pemerhatian patah injap B. Fenomena bifurkasi retakan sekali lagi menunjukkan ciri-ciri retakan kakisan tegasan injap.
2. Analisis dan Perbincangan
Secara ringkasnya, dapat disimpulkan bahawa kerosakan injap disebabkan oleh keretakan kakisan tegasan yang disebabkan oleh SO2. Keretakan kakisan tegasan secara amnya perlu memenuhi tiga syarat: (1) bahan yang sensitif terhadap kakisan tegasan; (2) medium menghakis yang sensitif terhadap aloi kuprum; (3) keadaan tegasan tertentu.
Secara amnya dipercayai bahawa logam tulen tidak mengalami kakisan tegasan, dan semua aloi mudah terdedah kepada kakisan tegasan pada tahap yang berbeza-beza. Bagi bahan tembaga, secara amnya dipercayai bahawa struktur dwi-fasa mempunyai kerentanan kakisan tegasan yang lebih tinggi daripada struktur fasa tunggal. Telah dilaporkan dalam literatur bahawa apabila kandungan Zn dalam bahan tembaga melebihi 20%, ia mempunyai kerentanan kakisan tegasan yang lebih tinggi, dan semakin tinggi kandungan Zn, semakin tinggi kerentanan kakisan tegasan. Struktur metalografi muncung gas dalam kes ini ialah aloi dwi-fasa α+β, dan kandungan Zn adalah kira-kira 35%, jauh melebihi 20%, jadi ia mempunyai kepekaan kakisan tegasan yang tinggi dan memenuhi syarat bahan yang diperlukan untuk keretakan kakisan tegasan.
Bagi bahan tembaga, jika penyepuhlindapan pelepasan tegasan tidak dilakukan selepas ubah bentuk kerja sejuk, kakisan tegasan akan berlaku di bawah keadaan tegasan yang sesuai dan persekitaran menghakis. Tegasan yang menyebabkan keretakan kakisan tegasan secara amnya adalah tegasan tegangan setempat, yang boleh menjadi tegasan yang dikenakan atau tegasan baki. Selepas tayar trak dikembungkan, tegasan tegangan akan dijana sepanjang arah paksi muncung udara disebabkan oleh tekanan tinggi dalam tayar, yang akan menyebabkan retakan lilitan dalam muncung udara. Tegasan tegangan yang disebabkan oleh tekanan dalaman tayar boleh dikira dengan mudah mengikut σ=p R/2t (di mana p ialah tekanan dalaman tayar, R ialah diameter dalaman injap, dan t ialah ketebalan dinding injap). Walau bagaimanapun, secara amnya, tegasan tegangan yang dijana oleh tekanan dalaman tayar tidak terlalu besar, dan kesan tegasan baki harus dipertimbangkan. Kedudukan keretakan muncung gas semuanya berada di lengkungan belakang, dan jelas bahawa ubah bentuk baki pada lengkungan belakang adalah besar, dan terdapat tegasan tegangan baki di sana. Malah, dalam banyak komponen aloi kuprum praktikal, keretakan kakisan tegasan jarang disebabkan oleh tegasan reka bentuk, dan kebanyakannya disebabkan oleh tegasan baki yang tidak dilihat dan diabaikan. Dalam kes ini, pada selekoh belakang injap, arah tegasan tegangan yang dihasilkan oleh tekanan dalaman tayar adalah konsisten dengan arah tegasan baki, dan superposisi kedua-dua tegasan ini memberikan keadaan tegasan untuk SCC.
3. Kesimpulan dan Cadangan
Kesimpulan:
Keretakan ituinjap tayarterutamanya disebabkan oleh keretakan kakisan tegasan yang disebabkan oleh SO2.
Cadangan
(1) Jejaki sumber medium menghakis dalam persekitaran di sekitarinjap tayar, dan cuba elakkan sentuhan langsung dengan medium menghakis di sekeliling. Contohnya, lapisan salutan anti-karat boleh disapu pada permukaan injap.
(2) Tegasan tegangan baki kerja sejuk boleh dihapuskan melalui proses yang sesuai, seperti penyepuhlindapan pelepasan tegasan selepas lenturan.
Masa siaran: 23-Sep-2022
