費斯托電磁閥抗腐蝕開裂能力的研究
氫腐蝕開裂試驗依據(jù)費斯托電磁閥試驗是在常溫常壓下,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裂數(shù)據(jù),將外加應(yīng)力加到屈服強度的70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%,測定試樣的斷裂時間,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25.4mm,直徑Φ6.35±0.13mm。拉伸試驗采用恒載荷設(shè)備WPM在液力測壓計下能維持恒定壓力的靜重力試驗機上進行。試驗中必須試樣與任何接觸試驗溶液的其他金屬電緣。試樣周圍的密封是電緣和氣密的,但要求在試樣位移時,密封所產(chǎn)生的摩擦力小到可以忽略不計。將整套試驗裝置浸在試驗溶液中,則試樣與夾具以及其他金屬部分必須電緣,并選用對硫化物應(yīng)力腐蝕開裂不敏感的材料聚丙烯樹脂做夾具。對開裂敏感的夾具必須用不傳導(dǎo)和不滲透的涂層*覆蓋。
(2)試驗裝置
費斯托電磁閥試驗容器采用標準腐蝕試驗箱。試驗開始前排除容器中的氧氣,在試驗期間空氣不進入容器,在硫化氫的流出線上裝個小型出口捕集器,并在試驗容器內(nèi)保持正壓,以防止氧氣通過小漏隙或從排氣管線擴散進入容器。試驗過程中,由于乙酸的消耗,pH值隨時間而增大,為使pH值增大速度相對穩(wěn)定,試驗容器的體積應(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pH4。試驗溶液的溫度應(yīng)保持在24?3℃。
(3)試驗步驟
將清洗的試樣放進試驗容器內(nèi),并接好必要的密封裝置,用惰性氣體凈化容器。試驗容器凈化后,小心加載,不得超過既定的加載水平。然后立即將脫除空氣的溶液注入試驗容器,以100~300ml/min流速通入硫化氫10~15min,使溶液為硫化氫所飽和,并記錄試驗開始時間。在試驗期間必須保持硫化氫繼續(xù)流通,以每分鐘幾個氣泡的速度通過試驗容器和出口捕集器,這樣既保持了硫化氫濃度又保持了個微正壓,從而防止空氣通過漏隙進入試驗容器。用電計時器和微動開關(guān)記錄斷裂時間??蓪⒗煸嚇蛹虞d到屈服強度的系列百分數(shù)增量。為了嚴格確定破壞和不破壞的應(yīng)力,應(yīng)追加試樣進行試驗。
3 熱處理工藝參數(shù)
3.1 固溶化處理
費斯托電磁閥保溫1h進行處理,并對熱處理后的試樣進行顯微組織觀察及硬度測試。試驗結(jié)果表明,經(jīng)過1000固溶化處理后得到的組織含鐵素體過多,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℃。
固溶化時間根據(jù)零件的形狀、尺寸和加熱溫度的高低,通過擴散理論公式和參考經(jīng)驗公式計算,選取加熱時間為試樣到溫后,保溫0.5+1.2d小時(d為零件的厚度尺寸)。
冷卻介質(zhì)以在冷卻過程中能夠抑制溶質(zhì)元素的析出,室溫獲得過飽和的固溶體為前提,可選擇20℃水作為冷卻介質(zhì)。
3.2 時效處理
費斯托電磁閥材料固溶化處理以后,進行時效處理。通過時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,而且通過析出金屬間化合物增加材料的高溫強度和硬度。
費斯托電磁閥時效加熱溫度根據(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進行處理,并對熱處理后的試樣進行測試。試驗結(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的直管段長度,應(yīng)避免在震動強度較大的場合安裝。如泵出口位置要盡量采用延長管線的辦法,以避免對調(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,同時要讓執(zhí)行機構(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空間。
般調(diào)節(jié)閥上都裝有負線,在節(jié)閥出現(xiàn)緊急情況時可切換負線,但是在安裝負線是要注意給調(diào)節(jié)閥留出定的維護空間,般為不低于50CM的距離。
5、更換閥芯、閥座。對于有手輪機構(gòu)的調(diào)節(jié)閥,把手輪機構(gòu)轉(zhuǎn)動到極限位置,用內(nèi)六角扳手松開調(diào)節(jié)閥推桿和閥芯的十字連接塊,讓執(zhí)行機構(gòu)與閥芯的連接脫開。松開上閥蓋螺絲把整個上閥蓋連同執(zhí)行機構(gòu)起拿下來。可以用工具分別把閥芯閥座換下來,然后換上新的閥芯閥座即可。
6、更換執(zhí)行機構(gòu):安裝時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。為了便于維護檢修,啟動執(zhí)行器應(yīng)安裝在靠近地面或樓板的地方。當(dāng)裝有閥門定位器或輪機構(gòu)時更應(yīng)觀察調(diào)整和操作的方便。
費斯托電磁閥的作用是:在事故情況下,可以用它來直接人工操作控制閥,而不用氣壓驅(qū)動。啟動執(zhí)行機構(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)遠離振動較大的設(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. 閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時,兩者之間應(yīng)加段異徑管。
氣動執(zhí)行機構(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,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場合時,也應(yīng)加支撐。
通過控制閥的流體方向在閥體上標明,不能反裝,正如孔板不能反裝樣。控制閥前后各裝只切斷閥,以便修理時拆下控制閥??刂崎y安裝前,應(yīng)對管路進行清理,排除污物和焊渣。
安裝后還應(yīng)再次對管道和閥門進行清理,并檢查閥門與管道連接處的密封。
當(dāng)初次通入介質(zhì)時,應(yīng)使閥門處于全開位置以免雜志卡住。