費(fèi)斯托電磁閥抗腐蝕開(kāi)裂能力的研究
氫腐蝕開(kāi)裂試驗(yàn)依據(jù)費(fèi)斯托電磁閥試驗(yàn)是在常溫常壓下,將承受拉伸應(yīng)力的試樣浸在經(jīng)酸化并以硫化氫飽和的氯化鈉水溶液中,為獲得硫化氫腐蝕開(kāi)裂數(shù)據(jù),將外加應(yīng)力加到屈服強(qiáng)度的70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%,測(cè)定試樣的斷裂時(shí)間,直到720h試樣不發(fā)生斷裂的大應(yīng)力為止。
(1)試樣
試樣工作段長(zhǎng)25.4mm,直徑Φ6.35±0.13mm。拉伸試驗(yàn)采用恒載荷設(shè)備WPM在液力測(cè)壓計(jì)下能維持恒定壓力的靜重力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。試驗(yàn)中必須試樣與任何接觸試驗(yàn)溶液的其他金屬電緣。試樣周?chē)拿芊馐请娋壓蜌饷艿?,但要求在試樣位移時(shí),密封所產(chǎn)生的摩擦力小到可以忽略不計(jì)。將整套試驗(yàn)裝置浸在試驗(yàn)溶液中,則試樣與夾具以及其他金屬部分必須電緣,并選用對(duì)硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂不敏感的材料聚丙烯樹(shù)脂做夾具。對(duì)開(kāi)裂敏感的夾具必須用不傳導(dǎo)和不滲透的涂層*覆蓋。
(2)試驗(yàn)裝置
費(fèi)斯托電磁閥試驗(yàn)容器采用標(biāo)準(zhǔn)腐蝕試驗(yàn)箱。試驗(yàn)開(kāi)始前排除容器中的氧氣,在試驗(yàn)期間空氣不進(jìn)入容器,在硫化氫的流出線上裝個(gè)小型出口捕集器,并在試驗(yàn)容器內(nèi)保持正壓,以防止氧氣通過(guò)小漏隙或從排氣管線擴(kuò)散進(jìn)入容器。試驗(yàn)過(guò)程中,由于乙酸的消耗,pH值隨時(shí)間而增大,為使pH值增大速度相對(duì)穩(wěn)定,試驗(yàn)容器的體積應(yīng)能保持每平方厘米試樣面積有20~100ml溶液。容器和夾具材料應(yīng)基本是惰性的。
試驗(yàn)用試劑硫化氫、氯化鈉、冰乙酸和醋酸鈉等均采用化學(xué)純等的化學(xué)藥品,用蒸餾水配制。將50g氯化鈉和5g冰乙酸溶解于945g水中,初始酸度值應(yīng)為pH26~28,pH可能增加,但不超過(guò)pH4。試驗(yàn)溶液的溫度應(yīng)保持在24?3℃。
(3)試驗(yàn)步驟
將清洗的試樣放進(jìn)試驗(yàn)容器內(nèi),并接好必要的密封裝置,用惰性氣體凈化容器。試驗(yàn)容器凈化后,小心加載,不得超過(guò)既定的加載水平。然后立即將脫除空氣的溶液注入試驗(yàn)容器,以100~300ml/min流速通入硫化氫10~15min,使溶液為硫化氫所飽和,并記錄試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)間。在試驗(yàn)期間必須保持硫化氫繼續(xù)流通,以每分鐘幾個(gè)氣泡的速度通過(guò)試驗(yàn)容器和出口捕集器,這樣既保持了硫化氫濃度又保持了個(gè)微正壓,從而防止空氣通過(guò)漏隙進(jìn)入試驗(yàn)容器。用電計(jì)時(shí)器和微動(dòng)開(kāi)關(guān)記錄斷裂時(shí)間??蓪⒗煸嚇蛹虞d到屈服強(qiáng)度的系列百分?jǐn)?shù)增量。為了嚴(yán)格確定破壞和不破壞的應(yīng)力,應(yīng)追加試樣進(jìn)行試驗(yàn)。
3 熱處理工藝參數(shù)
3.1 固溶化處理
費(fèi)斯托電磁閥保溫1h進(jìn)行處理,并對(duì)熱處理后的試樣進(jìn)行顯微組織觀察及硬度測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)1000固溶化處理后得到的組織含鐵素體過(guò)多,組織不均勻,1040固溶化處理后的組織主要為板條狀馬氏體和微量殘余奧氏體,1080固溶化處理后的組織殘余奧氏體含量過(guò)高,晶粒粗化,硬度偏低。因此,630材料在硫化氫環(huán)境下使用,選擇固溶化加熱溫度為1040±10℃。
固溶化時(shí)間根據(jù)零件的形狀、尺寸和加熱溫度的高低,通過(guò)擴(kuò)散理論公式和參考經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,選取加熱時(shí)間為試樣到溫后,保溫0.5+1.2d小時(shí)(d為零件的厚度尺寸)。
冷卻介質(zhì)以在冷卻過(guò)程中能夠抑制溶質(zhì)元素的析出,室溫獲得過(guò)飽和的固溶體為前提,可選擇20℃水作為冷卻介質(zhì)。
3.2 時(shí)效處理
費(fèi)斯托電磁閥材料固溶化處理以后,進(jìn)行時(shí)效處理。通過(guò)時(shí)效硬化處理可以消除馬氏體的應(yīng)力,增加韌性、塑性和耐腐蝕性,而且通過(guò)析出金屬間化合物增加材料的高溫強(qiáng)度和硬度。
費(fèi)斯托電磁閥時(shí)效加熱溫度根據(jù)材料的使用溫度、要求和金屬析出溫度等因素確定。分別采用480℃、550℃和620℃,保溫4h進(jìn)行處理,并對(duì)熱處理后的試樣進(jìn)行測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果表明。
1、為了確保調(diào)節(jié)閥工作的安全,應(yīng)盡量采用水平安裝,閥前后要10D的直管段長(zhǎng)度,應(yīng)避免在震動(dòng)強(qiáng)度較大的場(chǎng)合安裝。如泵出口位置要盡量采用延長(zhǎng)管線的辦法,以避免對(duì)調(diào)節(jié)閥造成損傷。2、確保調(diào)節(jié)閥與工藝管線在同直線上,同時(shí)要讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持垂直。3、螺栓要采用雙頭螺栓。墊片要使用可多次重復(fù)使用的金屬纏繞式墊片以確保調(diào)節(jié)閥的密封性4、要確保調(diào)節(jié)閥在今后使用中的足夠維護(hù)空間。
般調(diào)節(jié)閥上都裝有負(fù)線,在節(jié)閥出現(xiàn)緊急情況時(shí)可切換負(fù)線,但是在安裝負(fù)線是要注意給調(diào)節(jié)閥留出定的維護(hù)空間,般為不低于50CM的距離。
5、更換閥芯、閥座。對(duì)于有手輪機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥,把手輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)到極限位置,用內(nèi)六角扳手松開(kāi)調(diào)節(jié)閥推桿和閥芯的十字連接塊,讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥芯的連接脫開(kāi)。松開(kāi)上閥蓋螺絲把整個(gè)上閥蓋連同執(zhí)行機(jī)構(gòu)起拿下來(lái)。可以用工具分別把閥芯閥座換下來(lái),然后換上新的閥芯閥座即可。
6、更換執(zhí)行機(jī)構(gòu):安裝時(shí)要注意的是氣罐的垂直(立式)或水平度(臥室)制。氣缸上下必須自如,不能有卡澀現(xiàn)象。為了便于維護(hù)檢修,啟動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)安裝在靠近地面或樓板的地方。當(dāng)裝有閥門(mén)定位器或輪機(jī)構(gòu)時(shí)更應(yīng)觀察調(diào)整和操作的方便。
費(fèi)斯托電磁閥的作用是:在事故情況下,可以用它來(lái)直接人工操作控制閥,而不用氣壓驅(qū)動(dòng)。啟動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于+60℃和不低于-40℃的地方,并應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)較大的設(shè)備。為了避免膜片受熱老化,控制閥的上膜蓋與載熱管道或設(shè)備之間的距離應(yīng)大于200mm. 閥的公稱(chēng)通徑與管道公稱(chēng)通徑不同時(shí),兩者之間應(yīng)加段異徑管。
氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該是正立垂直安裝于水平管道上,特殊情況需要水平或傾斜安裝時(shí),除小口徑閥外,般應(yīng)加支撐。即使正立安裝,當(dāng)閥自重較大和有振動(dòng)場(chǎng)合時(shí),也應(yīng)加支撐。
通過(guò)控制閥的流體方向在閥體上標(biāo)明,不能反裝,正如孔板不能反裝樣??刂崎y前后各裝只切斷閥,以便修理時(shí)拆下控制閥??刂崎y安裝前,應(yīng)對(duì)管路進(jìn)行清理,排除污物和焊渣。
安裝后還應(yīng)再次對(duì)管道和閥門(mén)進(jìn)行清理,并檢查閥門(mén)與管道連接處的密封。
當(dāng)初次通入介質(zhì)時(shí),應(yīng)使閥門(mén)處于全開(kāi)位置以免雜志卡住。