調(diào)節(jié)閥的腐蝕原因分析與微觀分析

1 閥芯的斷裂原因分析

    在進(jìn)口的兩臺(tái)調(diào)節(jié)閥中，閥芯出現(xiàn)了斷裂。在調(diào)節(jié)閥解體檢查中，發(fā)現(xiàn)閥座和導(dǎo)向圈上都有螺紋，說(shuō)明這兩個(gè)部件是通過(guò)螺紋來(lái)連接的。螺紋很細(xì)，牙高很低，螺紋面較均勻，可推斷該螺紋是受到了腐蝕而變小變平的，當(dāng)螺紋小到一定的程度后，使導(dǎo)向圈與閥座連接產(chǎn)生了松動(dòng)，同時(shí)由于導(dǎo)向圈又受到流體的向下沖擊，使導(dǎo)向圈從閥座脫落。導(dǎo)向圈與閥座脫落后，閥芯下部就失去了“導(dǎo)向”，從該閥的閥芯和閥座的結(jié)構(gòu)看，介質(zhì)在閥內(nèi)部的流動(dòng)是激烈的湍流，這將對(duì)閥芯產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，使閥芯左右搖擺，因此出現(xiàn)了斷裂，見(jiàn)圖4。

    2 掃描電鏡的微觀分析

    對(duì)表1中的第5臺(tái)調(diào)節(jié)閥的閥芯和閥座進(jìn)行掃描電鏡的微觀分析。

    閥芯 環(huán)表面即圖5中的“C”區(qū)域邊緣的形貌如圖6所示，圖左側(cè)為凹槽“C”區(qū)，可見(jiàn)有孔洞狀的凹坑，棱角較清晰；圖右側(cè)為柱面區(qū)，相對(duì)起伏較小，可見(jiàn)沙灘面的弧形波紋。顯示了兩種腐蝕形貌。凹槽“C”區(qū)高倍下可見(jiàn)隧道樣孔洞平行分布，深淺不一，表面呈片狀，與解理腐蝕面相關(guān)，部分孔洞中發(fā)現(xiàn)有團(tuán)狀?yuàn)A雜物。柱狀面在高倍下可見(jiàn)漩渦狀花樣，且以階梯層狀為基底，表明腐蝕以晶體理解面均勻發(fā)展，而且顯示出腐蝕液在該表面的湍流沖刷過(guò)程。對(duì)閥芯的尾桿表面進(jìn)行微觀觀察可見(jiàn)表面起伏較小，呈較均勻的弧形微坑。高倍下，可見(jiàn)鱗狀花樣以及一些平行的直線狀小臺(tái)階，顯示出一定流速下全面腐蝕形貌。

    閥座 環(huán)表面起伏大，蝕坑及腐蝕條紋十分清晰，呈現(xiàn)與沖刷相關(guān)的形貌，如圖7所示。高倍下，孔洞呈現(xiàn)坑道形態(tài)，表面腐蝕花紋劃出基體組織的晶體位向及腐蝕流向。閥座內(nèi)圈表面起伏較小，溝槽線條明晰，具有一定的方向性，與腐蝕性流體相關(guān)。高倍下可見(jiàn)層片狀腐蝕覆蓋物，覆蓋物可見(jiàn)溝槽（表明晶界優(yōu)先腐蝕）以及腐蝕小坑。

    導(dǎo)向圈表面有層狀起伏，平行的細(xì)條紋清晰，呈現(xiàn)與沖涮及晶體相關(guān)的形貌。高倍下這些孔沿溝槽方向排列，表現(xiàn)出受腐蝕的形態(tài)。
由以上微觀和宏觀分析所見(jiàn)的形貌可推斷，閥芯外表和閥座的內(nèi)腔表面均發(fā)生了腐蝕，為全面腐蝕及沖涮腐蝕。在閥內(nèi)圈入口 環(huán)卡處，由于壓力大、流速高，使該處兩表面氧化膜溶解，加速腐蝕速率，并發(fā)生孔蝕。

    3 X射線能譜分析

    對(duì)閥芯和閥座的基材進(jìn)行X射線能譜分析，閥芯的成分：Ti（99.88%）、Fe（0.02%）；閥座的成分：Ti（99.63%）、Fe（0.23%）、Pd（0.15%）。

    對(duì)閥芯 環(huán)表面孔洞內(nèi)夾雜物進(jìn)行X射線能譜分析，可見(jiàn)成分S（約50%）、Mo（約45.7%）及Ti（約4.2%）的峰線，表明為Mo的硫化物。

    閥座 環(huán)表面對(duì)腐蝕面進(jìn)行X射線能譜分析，可見(jiàn)Ti、F（約3.63%）、S（約0.12%）、Cl（約0.10%）、Fe（約1.03%）；導(dǎo)向圈的腐蝕面除Ti外，還含有C（約16.9%）、F（約3.63%）等。

    從以上分析看出，閥芯閥座基材的主要元素符合相關(guān)技術(shù)要求。在腐蝕面上發(fā)現(xiàn)了F元素，由于鈦性氟化物在溶液中不耐腐蝕，可推斷調(diào)節(jié)閥LCV-2203腐蝕主要是由于氟離子的作用。