1. సైద్ధాంతిక పరీక్ష మరియు విశ్లేషణ
3 లోటైర్ వాల్వ్లుకంపెనీ అందించిన నమూనాలలో, 2 వాల్వ్లు మరియు 1 ఇంకా ఉపయోగించని వాల్వ్ ఉన్నాయి. A మరియు B లలో, ఉపయోగించని వాల్వ్ను బూడిద రంగుతో గుర్తించారు. సమగ్ర చిత్రం 1. వాల్వ్ A యొక్క బయటి ఉపరితలం లోతు తక్కువగా ఉంది, వాల్వ్ B యొక్క బయటి ఉపరితలం లోతుగా ఉంది, వాల్వ్ C యొక్క బయటి ఉపరితలం లోతుగా ఉంది, మరియు వాల్వ్ C యొక్క బయటి ఉపరితలం లోతుగా ఉంది. వాల్వ్లు A మరియు B తుప్పు ఉత్పత్తులతో కప్పబడి ఉన్నాయి. వాల్వ్లు A మరియు B వంపుల వద్ద పగిలిపోయాయి, వంపు యొక్క బయటి భాగం వాల్వ్ పొడవునా ఉంది, వాల్వ్ రింగ్ మౌత్ B చివరి వైపు పగిలింది, మరియు వాల్వ్ A ఉపరితలంపై పగిలిన భాగాల మధ్య తెల్లని బాణం గుర్తించబడింది. పై నుండి, పగుళ్లు అన్నిచోట్లా ఉన్నాయి, పగుళ్లు చాలా పెద్దవిగా ఉన్నాయి, మరియు పగుళ్లు అన్నిచోట్లా ఉన్నాయి.
ఒక విభాగంటైర్ వాల్వ్వంపు నుండి A, B, మరియు C నమూనాలను కత్తిరించారు, మరియు ఉపరితల స్వరూపాన్ని ZEISS-SUPRA55 స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్తో పరిశీలించారు, మరియు సూక్ష్మ-ప్రాంత కూర్పును EDS తో విశ్లేషించారు. చిత్రం 2 (a) వాల్వ్ B ఉపరితలం యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని చూపుతుంది. ఉపరితలంపై అనేక తెల్లని మరియు ప్రకాశవంతమైన కణాలు ఉన్నాయని చూడవచ్చు (చిత్రంలో తెల్లని బాణాలతో సూచించబడింది), మరియు తెల్లని కణాల EDS విశ్లేషణలో S యొక్క అధిక పరిమాణం ఉంది. తెల్లని కణాల శక్తి స్పెక్ట్రం విశ్లేషణ ఫలితాలు చిత్రం 2(b)లో చూపబడ్డాయి.
పటాలు 2 (c) మరియు (e) అనేవి వాల్వ్ B యొక్క ఉపరితల సూక్ష్మ నిర్మాణాలను చూపుతాయి. పటం 2 (c) నుండి ఉపరితలం దాదాపు పూర్తిగా తుప్పు ఉత్పత్తులతో కప్పబడి ఉందని చూడవచ్చు, మరియు శక్తి వర్ణపట విశ్లేషణ ప్రకారం తుప్పు ఉత్పత్తులలోని క్షయకారక మూలకాలలో ప్రధానంగా S, Cl మరియు O ఉన్నాయి, కొన్ని స్థానాలలో S యొక్క పరిమాణం ఎక్కువగా ఉంది, మరియు శక్తి వర్ణపట విశ్లేషణ ఫలితాలు పటం 2(d)లో చూపబడ్డాయి. పటం 2(e) నుండి వాల్వ్ A యొక్క ఉపరితలంపై వాల్వ్ రింగ్ వెంబడి సూక్ష్మ పగుళ్లు ఉన్నాయని చూడవచ్చు. పటాలు 2(f) మరియు (g) అనేవి వాల్వ్ C యొక్క ఉపరితల సూక్ష్మ స్వరూపాలను చూపుతాయి, పటం 2(e) మాదిరిగానే, దీని ఉపరితలం కూడా పూర్తిగా తుప్పు ఉత్పత్తులతో కప్పబడి ఉంది, మరియు క్షయకారక మూలకాలలో కూడా S, Cl మరియు O ఉన్నాయి. వాల్వ్ ఉపరితలంపై జరిగిన తుప్పు ఉత్పత్తి విశ్లేషణ ప్రకారం, ఈ పగుళ్లకు కారణం స్ట్రెస్ కరోషన్ క్రాకింగ్ (SCC) కావచ్చు. పటం 2(h) అనేది వాల్వ్ C యొక్క ఉపరితల సూక్ష్మ నిర్మాణం కూడా. ఉపరితలం సాపేక్షంగా శుభ్రంగా ఉందని చూడవచ్చు, మరియు EDS ద్వారా విశ్లేషించబడిన ఉపరితలం యొక్క రసాయన కూర్పు రాగి మిశ్రమలోహాన్ని పోలి ఉంటుంది, ఇది వాల్వ్ తుప్పు పట్టలేదని సూచిస్తుంది. మూడు వాల్వ్ ఉపరితలాల సూక్ష్మ స్వరూపాన్ని మరియు రసాయన కూర్పును పోల్చడం ద్వారా, పరిసర వాతావరణంలో S, O మరియు Cl వంటి తుప్పు పట్టించే మాధ్యమాలు ఉన్నాయని చూపబడింది.
వంపు పరీక్ష ద్వారా వాల్వ్ B యొక్క పగులును తెరిచి చూడగా, ఆ పగులు వాల్వ్ యొక్క మొత్తం అడ్డుకోతలోకి చొచ్చుకుపోలేదని, వెనుక వంపు ఉన్న వైపున పగిలిందని, మరియు వాల్వ్ యొక్క వెనుక వంపుకు ఎదురుగా ఉన్న వైపున పగలలేదని కనుగొనబడింది. పగులును కంటితో పరిశీలించగా, దాని రంగు ముదురుగా ఉంది, ఇది పగులు తుప్పు పట్టిందని సూచిస్తుంది, మరియు పగులులోని కొన్ని భాగాలు ముదురు రంగులో ఉండటం వలన ఆ భాగాలలో తుప్పు మరింత తీవ్రంగా ఉందని తెలుస్తుంది. వాల్వ్ B యొక్క పగులును స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ కింద పరిశీలించగా, అది పటం 3లో చూపబడింది. పటం 3 (ఎ) వాల్వ్ B పగులు యొక్క స్థూల స్వరూపాన్ని చూపుతుంది. వాల్వ్ సమీపంలోని బయటి పగులు తుప్పు ఉత్పత్తులతో కప్పబడి ఉందని చూడవచ్చు, ఇది పరిసర వాతావరణంలో తుప్పు పట్టించే మాధ్యమం ఉందని మరోసారి సూచిస్తుంది. శక్తి స్పెక్ట్రం విశ్లేషణ ప్రకారం, తుప్పు ఉత్పత్తి యొక్క రసాయన భాగాలు ప్రధానంగా S, Cl మరియు O, మరియు S మరియు O ల పరిమాణం సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉంది, ఇది పటం 3(బి)లో చూపబడింది. పగులు ఉపరితలాన్ని పరిశీలించగా, పగులు పెరుగుదల సరళి స్ఫటిక రకానికి అనుగుణంగా ఉందని కనుగొనబడింది. పటం 3(సి)లో చూపిన విధంగా, పగులును అధిక మాగ్నిఫికేషన్తో పరిశీలించడం ద్వారా పెద్ద సంఖ్యలో ద్వితీయ పగుళ్లను కూడా చూడవచ్చు. ఈ ద్వితీయ పగుళ్లను పటంలో తెల్లని బాణాలతో గుర్తించారు. పగులు ఉపరితలంపై ఉన్న తుప్పు ఉత్పత్తులు మరియు పగుళ్ల పెరుగుదల నమూనాలు స్ట్రెస్ కరోషన్ క్రాకింగ్ యొక్క లక్షణాలను మరోసారి చూపిస్తున్నాయి.
వాల్వ్ A యొక్క పగులు తెరవబడలేదు, వాల్వ్ యొక్క ఒక భాగాన్ని (పగిలిన స్థానంతో సహా) తొలగించి, వాల్వ్ యొక్క అక్షసంబంధ విభాగాన్ని గ్రైండ్ చేసి పాలిష్ చేశారు, మరియు Fe Cl3 (5 గ్రా) +HCl (50 మి.లీ) + C2H5OH (100 మి.లీ) ద్రావణాన్ని ఉపయోగించి ఎచింగ్ చేశారు, మరియు జీస్ యాక్సియో అబ్జర్వర్ A1m ఆప్టికల్ మైక్రోస్కోప్తో మెటలోగ్రాఫిక్ నిర్మాణం మరియు పగుళ్ల పెరుగుదల స్వరూపాన్ని గమనించారు. చిత్రం 4 (ఎ) వాల్వ్ యొక్క మెటలోగ్రాఫిక్ నిర్మాణాన్ని చూపుతుంది, ఇది α+β ద్వంద్వ-దశ నిర్మాణం, మరియు β సాపేక్షంగా సూక్ష్మంగా మరియు కణికలుగా ఉండి α-దశ మాతృకపై పంపిణీ చేయబడింది. పరిధీయ పగుళ్ల వద్ద పగుళ్ల వ్యాప్తి నమూనాలు చిత్రం 4(ఎ), (బి) లలో చూపబడ్డాయి. పగుళ్ల ఉపరితలాలు తుప్పు ఉత్పత్తులతో నిండి ఉన్నందున, రెండు పగుళ్ల ఉపరితలాల మధ్య అంతరం విశాలంగా ఉంటుంది, మరియు పగుళ్ల వ్యాప్తి నమూనాలను వేరు చేయడం కష్టం. ద్విశాఖీకరణ దృగ్విషయం. ఈ ప్రాథమిక పగులుపై అనేక ద్వితీయ పగుళ్లు (పటంలో తెల్ల బాణాలతో గుర్తించబడినవి) కూడా గమనించబడ్డాయి, పటం 4(సి) చూడండి, మరియు ఈ ద్వితీయ పగుళ్లు గ్రెయిన్ వెంబడి వ్యాపించాయి. ఎట్చ్ చేసిన వాల్వ్ నమూనాను SEM ద్వారా పరిశీలించగా, ప్రధాన పగులుకు సమాంతరంగా ఇతర స్థానాలలో అనేక సూక్ష్మ పగుళ్లు ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది. ఈ సూక్ష్మ పగుళ్లు ఉపరితలం నుండి ఉద్భవించి వాల్వ్ లోపలికి విస్తరించాయి. ఈ పగుళ్లు చీలికలుగా విడిపోయి గ్రెయిన్ వెంబడి విస్తరించాయి, పటం 4 (సి), (డి) చూడండి. ఈ సూక్ష్మ పగుళ్ల యొక్క వాతావరణం మరియు ఒత్తిడి స్థితి దాదాపుగా ప్రధాన పగులు యొక్క వాతావరణం మరియు ఒత్తిడి స్థితితో సమానంగా ఉన్నాయి, కాబట్టి ప్రధాన పగులు యొక్క వ్యాప్తి రూపం కూడా ఇంటర్గ్రెయిన్లర్ అని ఊహించవచ్చు, ఇది వాల్వ్ B యొక్క ఫ్రాక్చర్ పరిశీలన ద్వారా కూడా నిర్ధారించబడింది. పగులు యొక్క ఈ చీలిక దృగ్విషయం వాల్వ్ యొక్క స్ట్రెస్ కరోషన్ క్రాకింగ్ లక్షణాలను మరోసారి చూపిస్తుంది.
2. విశ్లేషణ మరియు చర్చ
సారాంశంగా చెప్పాలంటే, SO2 వలన కలిగే స్ట్రెస్ కరోషన్ క్రాకింగ్ కారణంగా వాల్వ్ దెబ్బతిందని ఊహించవచ్చు. స్ట్రెస్ కరోషన్ క్రాకింగ్కు సాధారణంగా మూడు షరతులు వర్తిస్తాయి: (1) స్ట్రెస్ కరోషన్కు సున్నితమైన పదార్థాలు; (2) రాగి మిశ్రమ లోహాలకు సున్నితమైన క్షయకారక మాధ్యమం; (3) నిర్దిష్ట ఒత్తిడి పరిస్థితులు.
సాధారణంగా స్వచ్ఛమైన లోహాలు స్ట్రెస్ కరోషన్కు గురికావని, మరియు అన్ని మిశ్రమలోహాలు వేర్వేరు స్థాయిలలో స్ట్రెస్ కరోషన్కు గురవుతాయని నమ్ముతారు. ఇత్తడి పదార్థాల విషయానికి వస్తే, సింగిల్-ఫేజ్ నిర్మాణం కంటే డ్యూయల్-ఫేజ్ నిర్మాణానికి స్ట్రెస్ కరోషన్కు గురయ్యే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుందని సాధారణంగా నమ్ముతారు. ఇత్తడి పదార్థంలో జింక్ (Zn) శాతం 20% దాటినప్పుడు, దానికి స్ట్రెస్ కరోషన్కు గురయ్యే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుందని, మరియు జింక్ శాతం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, స్ట్రెస్ కరోషన్కు గురయ్యే అవకాశం అంత ఎక్కువగా ఉంటుందని సాహిత్యంలో నివేదించబడింది. ఈ సందర్భంలో గ్యాస్ నాజిల్ యొక్క మెటలోగ్రాఫిక్ నిర్మాణం ఒక α+β డ్యూయల్-ఫేజ్ మిశ్రమలోహం, మరియు జింక్ శాతం సుమారు 35% ఉంది, ఇది 20%ను చాలా ఎక్కువగా మించిపోయింది, కాబట్టి దీనికి అధిక స్ట్రెస్ కరోషన్ సున్నితత్వం ఉంది మరియు ఇది స్ట్రెస్ కరోషన్ క్రాకింగ్కు అవసరమైన పదార్థ పరిస్థితులను కలిగి ఉంది.
ఇత్తడి పదార్థాల విషయంలో, కోల్డ్ వర్కింగ్ డిఫార్మేషన్ తర్వాత స్ట్రెస్ రిలీఫ్ అనీలింగ్ చేయకపోతే, తగిన ఒత్తిడి పరిస్థితులు మరియు క్షయకారక వాతావరణాలలో స్ట్రెస్ కరోషన్ ఏర్పడుతుంది. స్ట్రెస్ కరోషన్ క్రాకింగ్కు కారణమయ్యే ఒత్తిడి సాధారణంగా స్థానిక తన్యత ఒత్తిడి (లోకల్ టెన్సైల్ స్ట్రెస్) అయి ఉంటుంది, ఇది అనువర్తిత ఒత్తిడి (అప్లైడ్ స్ట్రెస్) లేదా అవశేష ఒత్తిడి (రెసిడ్యువల్ స్ట్రెస్) కావచ్చు. ట్రక్కు టైరులో గాలి నింపిన తర్వాత, టైరులోని అధిక పీడనం కారణంగా ఎయిర్ నాజిల్ యొక్క అక్షీయ దిశలో తన్యత ఒత్తిడి ఉత్పత్తి అవుతుంది, ఇది ఎయిర్ నాజిల్లో వలయాకార పగుళ్లకు కారణమవుతుంది. టైరు యొక్క అంతర్గత పీడనం వల్ల కలిగే తన్యత ఒత్తిడిని σ=p R/2t సూత్రం ప్రకారం సులభంగా లెక్కించవచ్చు (ఇక్కడ p అనేది టైరు యొక్క అంతర్గత పీడనం, R అనేది వాల్వ్ యొక్క లోపలి వ్యాసం, మరియు t అనేది వాల్వ్ యొక్క గోడ మందం). అయితే, సాధారణంగా, టైరు యొక్క అంతర్గత పీడనం వల్ల ఉత్పత్తి అయ్యే తన్యత ఒత్తిడి మరీ ఎక్కువగా ఉండదు, మరియు అవశేష ఒత్తిడి ప్రభావాన్ని కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. గ్యాస్ నాజిల్ల పగుళ్లు ఏర్పడే స్థానాలన్నీ బ్యాక్బెండ్ వద్దే ఉన్నాయి, మరియు బ్యాక్బెండ్ వద్ద అవశేష వైకల్యం ఎక్కువగా ఉండటం, అలాగే అక్కడ అవశేష తన్యత ఒత్తిడి ఉండటం స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. వాస్తవానికి, అనేక ఆచరణాత్మక రాగి మిశ్రమ లోహ భాగాలలో, స్ట్రెస్ కరోషన్ క్రాకింగ్ (SCC) అనేది డిజైన్ ఒత్తిడుల వల్ల అరుదుగా సంభవిస్తుంది, మరియు వాటిలో చాలా వరకు కనిపించని, విస్మరించబడిన అవశేష ఒత్తిడుల వల్లే ఏర్పడతాయి. ఈ సందర్భంలో, వాల్వ్ యొక్క బ్యాక్బెండ్ వద్ద, టైర్ యొక్క అంతర్గత పీడనం వల్ల ఏర్పడిన తన్యత ఒత్తిడి యొక్క దిశ, అవశేష ఒత్తిడి యొక్క దిశతో ఏకీభవిస్తుంది, మరియు ఈ రెండు ఒత్తిడుల కలయిక SCCకి అవసరమైన ఒత్తిడి పరిస్థితిని అందిస్తుంది.
3. ముగింపు మరియు సూచనలు
ముగింపు:
పగుళ్లుటైర్ వాల్వ్ఇది ప్రధానంగా SO2 వల్ల కలిగే ఒత్తిడి తుప్పు పగుళ్ల వలన సంభవిస్తుంది.
సూచన
(1) పరిసరాల్లోని తినివేసే మాధ్యమం యొక్క మూలాన్ని గుర్తించండిటైర్ వాల్వ్మరియు, చుట్టుపక్కల ఉన్న క్షయకారక మాధ్యమంతో ప్రత్యక్ష సంబంధాన్ని నివారించడానికి ప్రయత్నించండి. ఉదాహరణకు, వాల్వ్ ఉపరితలంపై తుప్పు నిరోధక పూత పొరను పూయవచ్చు.
(2) కోల్డ్ వర్కింగ్ యొక్క అవశేష తన్యత ఒత్తిడిని తగిన ప్రక్రియల ద్వారా తొలగించవచ్చు, ఉదాహరణకు బెండింగ్ తర్వాత స్ట్రెస్ రిలీఫ్ అనీలింగ్.
పోస్ట్ చేసిన సమయం: సెప్టెంబర్-23-2022
