૧. સૈદ્ધાંતિક કસોટી અને વિશ્લેષણ
૩ માંથીટાયર વાલ્વકંપની દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલા નમૂનાઓમાં, 2 વાલ્વ છે, અને 1 એક વાલ્વ છે જેનો હજુ સુધી ઉપયોગ થયો નથી. A અને B માટે, જે વાલ્વનો ઉપયોગ થયો નથી તેને ગ્રે તરીકે ચિહ્નિત કરવામાં આવ્યો છે. વ્યાપક આકૃતિ 1. વાલ્વ A ની બાહ્ય સપાટી છીછરી છે, વાલ્વ B ની બાહ્ય સપાટી સપાટી છે, વાલ્વ C ની બાહ્ય સપાટી સપાટી છે, અને વાલ્વ C ની બાહ્ય સપાટી સપાટી છે. વાલ્વ A અને B કાટ ઉત્પાદનોથી ઢંકાયેલા છે. વાલ્વ A અને B વળાંક પર તિરાડ છે, વળાંકનો બાહ્ય ભાગ વાલ્વની સાથે છે, વાલ્વ રિંગ માઉથ B છેડા તરફ તિરાડ છે, અને વાલ્વ A ની સપાટી પર તિરાડ સપાટીઓ વચ્ચેનો સફેદ તીર ચિહ્નિત થયેલ છે. ઉપરથી, તિરાડો દરેક જગ્યાએ છે, તિરાડો સૌથી મોટી છે, અને તિરાડો દરેક જગ્યાએ છે.
નો એક વિભાગટાયર વાલ્વA, B, અને C નમૂનાઓ વળાંકમાંથી કાપવામાં આવ્યા હતા, અને ZEISS-SUPRA55 સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ દ્વારા સપાટીના આકારવિજ્ઞાનનું અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું, અને EDS સાથે સૂક્ષ્મ-ક્ષેત્ર રચનાનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. આકૃતિ 2 (a) વાલ્વ B સપાટીનું સૂક્ષ્મ માળખું દર્શાવે છે. તે જોઈ શકાય છે કે સપાટી પર ઘણા સફેદ અને તેજસ્વી કણો છે (આકૃતિમાં સફેદ તીર દ્વારા સૂચવાયેલ છે), અને સફેદ કણોના EDS વિશ્લેષણમાં S નું પ્રમાણ વધુ છે. સફેદ કણોના ઊર્જા સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષણ પરિણામો આકૃતિ 2(b) માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.
આકૃતિ 2 (c) અને (e) વાલ્વ B ની સપાટીના સૂક્ષ્મ માળખાં છે. આકૃતિ 2 (c) માંથી જોઈ શકાય છે કે સપાટી લગભગ સંપૂર્ણપણે કાટ ઉત્પાદનો દ્વારા આવરી લેવામાં આવી છે, અને ઊર્જા સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષણ દ્વારા કાટ ઉત્પાદનોના કાટ તત્વોમાં મુખ્યત્વે S, Cl અને O શામેલ છે, વ્યક્તિગત સ્થિતિમાં S ની સામગ્રી વધુ છે, અને ઊર્જા સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષણ પરિણામો આકૃતિ 2(d) માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. આકૃતિ 2(e) માંથી જોઈ શકાય છે કે વાલ્વ A ની સપાટી પર વાલ્વ રિંગ સાથે સૂક્ષ્મ-તિરાડો છે. આકૃતિ 2(f) અને (g) વાલ્વ C ની સપાટીના સૂક્ષ્મ-રૂપશાસ્ત્ર છે, સપાટી પણ સંપૂર્ણપણે કાટ ઉત્પાદનો દ્વારા આવરી લેવામાં આવી છે, અને કાટ તત્વોમાં S, Cl અને O પણ શામેલ છે, જે આકૃતિ 2(e) ની જેમ છે. ક્રેકીંગનું કારણ વાલ્વ સપાટી પર કાટ ઉત્પાદન વિશ્લેષણમાંથી તણાવ કાટ ક્રેકીંગ (SCC) હોઈ શકે છે. આકૃતિ 2(h) એ વાલ્વ C ની સપાટીની સૂક્ષ્મ રચના પણ છે. તે જોઈ શકાય છે કે સપાટી પ્રમાણમાં સ્વચ્છ છે, અને EDS દ્વારા વિશ્લેષણ કરાયેલ સપાટીની રાસાયણિક રચના કોપર એલોય જેવી જ છે, જે દર્શાવે છે કે વાલ્વ કાટ લાગતો નથી. ત્રણ વાલ્વ સપાટીઓની સૂક્ષ્મ આકારશાસ્ત્ર અને રાસાયણિક રચનાની તુલના કરીને, તે બતાવવામાં આવ્યું છે કે આસપાસના વાતાવરણમાં S, O અને Cl જેવા કાટ લાગતા માધ્યમો છે.
બેન્ડિંગ ટેસ્ટ દ્વારા વાલ્વ B ની તિરાડ ખોલવામાં આવી હતી, અને એવું જાણવા મળ્યું હતું કે તિરાડ વાલ્વના સમગ્ર ક્રોસ-સેક્શનમાં પ્રવેશી ન હતી, બેકબેન્ડની બાજુમાં તિરાડ પડી હતી, અને વાલ્વના બેકબેન્ડની વિરુદ્ધ બાજુએ તિરાડ પડી ન હતી. ફ્રેક્ચરનું દ્રશ્ય નિરીક્ષણ દર્શાવે છે કે ફ્રેક્ચરનો રંગ ઘેરો છે, જે દર્શાવે છે કે ફ્રેક્ચર કાટવાળું થઈ ગયું છે, અને ફ્રેક્ચરના કેટલાક ભાગો ઘાટા રંગના છે, જે દર્શાવે છે કે આ ભાગોમાં કાટ વધુ ગંભીર છે. વાલ્વ B નું ફ્રેક્ચર સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ જોવા મળ્યું હતું, જેમ કે આકૃતિ 3 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. આકૃતિ 3 (a) વાલ્વ B ફ્રેક્ચરનો મેક્રોસ્કોપિક દેખાવ દર્શાવે છે. તે જોઈ શકાય છે કે વાલ્વની નજીકનો બાહ્ય ફ્રેક્ચર કાટ ઉત્પાદનો દ્વારા આવરી લેવામાં આવ્યો છે, જે ફરીથી આસપાસના વાતાવરણમાં કાટ લાગતા માધ્યમોની હાજરી દર્શાવે છે. ઊર્જા સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષણ મુજબ, કાટ ઉત્પાદનના રાસાયણિક ઘટકો મુખ્યત્વે S, Cl અને O છે, અને S અને O ની સામગ્રી પ્રમાણમાં ઊંચી છે, જેમ કે આકૃતિ 3(b) માં બતાવ્યા પ્રમાણે. ફ્રેક્ચર સપાટીનું અવલોકન કરતા, એવું જાણવા મળે છે કે ક્રેક વૃદ્ધિ પેટર્ન સ્ફટિક પ્રકાર સાથે છે. આકૃતિ 3(c) માં બતાવ્યા પ્રમાણે, ઉચ્ચ વિસ્તરણ પર ફ્રેક્ચરનું અવલોકન કરીને મોટી સંખ્યામાં ગૌણ તિરાડો પણ જોઈ શકાય છે. આકૃતિમાં ગૌણ તિરાડો સફેદ તીરથી ચિહ્નિત થયેલ છે. ફ્રેક્ચર સપાટી પર કાટ ઉત્પાદનો અને ક્રેક વૃદ્ધિ પેટર્ન ફરીથી તાણ કાટ ક્રેકીંગની લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે.
વાલ્વ A નું ફ્રેક્ચર ખોલવામાં આવ્યું નથી, વાલ્વનો એક ભાગ દૂર કરો (તિરાડની સ્થિતિ સહિત), વાલ્વના અક્ષીય ભાગને ગ્રાઇન્ડ અને પોલિશ કરો, અને Fe Cl3 (5 g) +HCl (50 mL) + C2H5OH (100 mL) સોલ્યુશનનો ઉપયોગ કરીને કોતરણી કરવામાં આવી હતી, અને Zeiss Axio Observer A1m ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપ વડે મેટલોગ્રાફિક માળખું અને ક્રેક વૃદ્ધિ મોર્ફોલોજીનું અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું. આકૃતિ 4 (a) વાલ્વની મેટલોગ્રાફિક માળખું દર્શાવે છે, જે α+β ડ્યુઅલ-ફેઝ માળખું છે, અને β પ્રમાણમાં બારીક અને દાણાદાર છે અને α-ફેઝ મેટ્રિક્સ પર વિતરિત છે. પરિઘ તિરાડો પર ક્રેક પ્રચાર પેટર્ન આકૃતિ 4(a), (b) માં બતાવવામાં આવ્યા છે. ક્રેક સપાટીઓ કાટ ઉત્પાદનોથી ભરેલી હોવાથી, બે ક્રેક સપાટીઓ વચ્ચેનું અંતર પહોળું છે, અને ક્રેક પ્રચાર પેટર્નને અલગ પાડવું મુશ્કેલ છે. દ્વિભાજન ઘટના. આ પ્રાથમિક તિરાડ પર ઘણી ગૌણ તિરાડો (આકૃતિ 4(c) જુઓ), અને આ ગૌણ તિરાડો દાણાની સાથે ફેલાયેલી હતી. SEM દ્વારા કોતરેલા વાલ્વ નમૂનાનું અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું, અને એવું જાણવા મળ્યું હતું કે મુખ્ય તિરાડની સમાંતર અન્ય સ્થિતિમાં ઘણી સૂક્ષ્મ તિરાડો હતી. આ સૂક્ષ્મ તિરાડો સપાટીથી ઉદ્ભવી હતી અને વાલ્વની અંદર સુધી વિસ્તરી હતી. તિરાડોમાં દ્વિભાજન હતું અને દાણાની સાથે વિસ્તરેલું હતું, આકૃતિ 4 (c), (d) જુઓ. આ સૂક્ષ્મ તિરાડોનું વાતાવરણ અને તાણ સ્થિતિ લગભગ મુખ્ય તિરાડ જેવી જ છે, તેથી એવું અનુમાન કરી શકાય છે કે મુખ્ય તિરાડનું પ્રસાર સ્વરૂપ પણ આંતર-દાણાદાર છે, જે વાલ્વ B ના ફ્રેક્ચર અવલોકન દ્વારા પણ પુષ્ટિ મળે છે. તિરાડની દ્વિભાજન ઘટના ફરીથી વાલ્વના તાણ કાટ ક્રેકીંગની લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે.
2. વિશ્લેષણ અને ચર્ચા
સારાંશમાં, એવું અનુમાન કરી શકાય છે કે વાલ્વનું નુકસાન SO2 દ્વારા થતા તાણ કાટ ક્રેકીંગને કારણે થાય છે. તાણ કાટ ક્રેકીંગ માટે સામાન્ય રીતે ત્રણ શરતો પૂરી કરવી જરૂરી છે: (1) તાણ કાટ પ્રત્યે સંવેદનશીલ સામગ્રી; (2) કોપર એલોય પ્રત્યે સંવેદનશીલ કાટવાળું માધ્યમ; (3) ચોક્કસ તાણ પરિસ્થિતિઓ.
સામાન્ય રીતે એવું માનવામાં આવે છે કે શુદ્ધ ધાતુઓ તાણના કાટથી પીડાતી નથી, અને બધા એલોય વિવિધ ડિગ્રી સુધી તાણના કાટ માટે સંવેદનશીલ હોય છે. પિત્તળની સામગ્રી માટે, સામાન્ય રીતે એવું માનવામાં આવે છે કે ડ્યુઅલ-ફેઝ સ્ટ્રક્ચરમાં સિંગલ-ફેઝ સ્ટ્રક્ચર કરતાં વધુ તાણના કાટની સંવેદનશીલતા હોય છે. સાહિત્યમાં એવું નોંધવામાં આવ્યું છે કે જ્યારે પિત્તળની સામગ્રીમાં Zn નું પ્રમાણ 20% થી વધુ હોય છે, ત્યારે તેમાં તાણના કાટની સંવેદનશીલતા વધુ હોય છે, અને Zn નું પ્રમાણ જેટલું વધારે હોય છે, તેટલો વધારે તણાવના કાટની સંવેદનશીલતા. આ કિસ્સામાં ગેસ નોઝલનું મેટાલોગ્રાફિક માળખું α+β ડ્યુઅલ-ફેઝ એલોય છે, અને Zn નું પ્રમાણ લગભગ 35% છે, જે 20% થી વધુ છે, તેથી તેમાં ઉચ્ચ તાણના કાટની સંવેદનશીલતા છે અને તાણના કાટને તોડવા માટે જરૂરી સામગ્રીની શરતોને પૂર્ણ કરે છે.
પિત્તળની સામગ્રી માટે, જો ઠંડા કામ કરતા વિકૃતિ પછી તાણ રાહત એનિલિંગ કરવામાં ન આવે, તો યોગ્ય તાણ પરિસ્થિતિઓ અને કાટ લાગતા વાતાવરણમાં તાણ કાટ લાગશે. તાણ કાટ લાગવાનું કારણ બને છે તે તાણ સામાન્ય રીતે સ્થાનિક તાણ તાણ છે, જેને લાગુ તાણ અથવા અવશેષ તાણ હોઈ શકે છે. ટ્રકનું ટાયરને ફૂલાવી દીધા પછી, ટાયરમાં ઉચ્ચ દબાણને કારણે હવા નોઝલની અક્ષીય દિશામાં તાણ તાણ ઉત્પન્ન થશે, જેના કારણે હવા નોઝલમાં પરિઘ તિરાડો પડશે. ટાયરના આંતરિક દબાણને કારણે થતા તાણ તાણની ગણતરી ફક્ત σ=p R/2t (જ્યાં p એ ટાયરનું આંતરિક દબાણ છે, R એ વાલ્વનો આંતરિક વ્યાસ છે, અને t એ વાલ્વની દિવાલની જાડાઈ છે) અનુસાર કરી શકાય છે. જો કે, સામાન્ય રીતે, ટાયરના આંતરિક દબાણ દ્વારા ઉત્પન્ન થતો તાણ તાણ ખૂબ મોટો નથી, અને અવશેષ તાણની અસર ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. ગેસ નોઝલની ક્રેકીંગ સ્થિતિઓ બધી બેકબેન્ડ પર છે, અને તે સ્પષ્ટ છે કે બેકબેન્ડ પર અવશેષ વિકૃતિ મોટી છે, અને ત્યાં એક અવશેષ તાણ તાણ છે. વાસ્તવમાં, ઘણા વ્યવહારુ કોપર એલોય ઘટકોમાં, ડિઝાઇન તણાવને કારણે તણાવ કાટ ક્રેકીંગ ભાગ્યે જ થાય છે, અને તેમાંથી મોટાભાગના અવશેષ તણાવને કારણે થાય છે જે જોવામાં આવતા નથી અને અવગણવામાં આવતા નથી. આ કિસ્સામાં, વાલ્વના પાછળના વળાંક પર, ટાયરના આંતરિક દબાણ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા તાણ તણાવની દિશા અવશેષ તણાવની દિશા સાથે સુસંગત હોય છે, અને આ બે તાણનું સુપરપોઝિશન SCC માટે તણાવ સ્થિતિ પૂરી પાડે છે.
૩. નિષ્કર્ષ અને સૂચનો
નિષ્કર્ષ:
ની તિરાડટાયર વાલ્વમુખ્યત્વે SO2 દ્વારા થતા તાણ કાટ ક્રેકીંગને કારણે થાય છે.
સૂચન
(1) આસપાસના વાતાવરણમાં ક્ષયકારક માધ્યમના સ્ત્રોતને શોધી કાઢોટાયર વાલ્વ, અને આસપાસના કાટ લાગતા માધ્યમ સાથે સીધો સંપર્ક ટાળવાનો પ્રયાસ કરો. ઉદાહરણ તરીકે, વાલ્વની સપાટી પર કાટ વિરોધી કોટિંગનો એક સ્તર લાગુ કરી શકાય છે.
(2) ઠંડા કામના અવશેષ તાણ તણાવને યોગ્ય પ્રક્રિયાઓ દ્વારા દૂર કરી શકાય છે, જેમ કે વાળ્યા પછી તણાવ રાહત એનેલીંગ.
પોસ્ટ સમય: સપ્ટેમ્બર-૨૩-૨૦૨૨
