NORGREN電磁閥銹蝕原因分析及解決方法

    NORGREN電磁閥銹蝕原因分析及解決方法
    NORGREN電磁閥工作的壞會直接影響整個調節系統的工作。由于氣動調節閥在現場是與被調介質直接接觸的，工作環境十分惡劣，因此容易產生各種故障。在過程中，除了隨時排除這些故障外，還必須進行經常性的維護和定期檢修。尤其是對使用環境特別惡劣的調節閥，更應重視維護和定期檢修。NORGREN電磁閥在安裝使用時要注意以下幾方面：
    1.NORGREN電磁閥的日常維護：
    當NORGREN電磁閥采用石墨—石棉為填料時，大約三個月應在填料上添加次潤滑油，以調節閥靈活用。如發現填料壓帽壓得很低，則應補充填料，如發現聚四氟乙烯填料硬化，則應及時更換；應在巡回檢查中注意調節閥的運行情況，檢查閥位指示器和調節器輸出是否吻合；對有定位器的調節閥要經常檢查氣源，發現問題及時處理；應經常保持調節閥的衛生以及各部件完整用。
    2.常見故障及產生的原因：
    （1）調節閥不動作。故障現象及原因如下：
    a.無信號、無氣源：① 氣源未開。② 由于氣源含水在冬季結冰，導致風管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞失靈。③ 壓縮機故障。④ 氣源總管泄漏。
    b.有氣源，無信號：① 調節器故障。② 信號管泄漏。③ 定位器波紋管漏氣。④ 調節網膜片損壞。
    c.定位器無氣源：① 過濾器堵塞。② 減壓閥故障。③ 管道泄漏或堵塞。
    d.定位器有氣源，無輸出：定位器的節流孔堵塞。
    e.有信號、無動作：① 閥芯脫落，② 閥芯與閥座卡死。③ 閥桿彎曲或折斷。④ 閥座閥芯凍結或焦塊污物。⑤ 執行機構彈簧因長期不用而銹死。    （2）調節閥的動作不穩定，故障現象和原因如下：
    a.氣源壓力不穩定：① 壓縮機容量太小。② 減壓閥故障。
    b.信號壓力不穩定：① 控制系統的時間常數（T=RC）不適當。② 調節器輸出不穩定。
    NORGREN電磁閥在使用過程中出現銹蝕現象。經過金相組織分析、染色試臉、熱處理試臉、SEM等試驗分析，找到了材料銹蝕的關鍵因素是因為材料中沿晶界的碳化物析出形成貧鉻區，從而造成不不銹鋼蝶閥銹蝕。
    材質為CF8M的不銹鋼蝶閥在使用過程中出現銹蝕現象。奧氏體不銹鋼經正常熱處理后，室溫下組織應為奧氏體，耐蝕很。為了分析蝶閥的銹蝕原因，在其上取樣進行分析。
    1試驗方法
    取樣進行化學成分分析(判斷是否符合標準要求)、金相組織檢查、熱處理工藝試驗及SEM分析。
    2試驗結果及分析
    2.1化學成分
    化學成分分析結果及標準成分。
    2.2金相分析
    從出現銹蝕現象的蝶閥上切取了金相試樣，經磨制拋光后，用三氯化鐵水溶液腐蝕，在Neophot-32金相顯徽鏡上觀察分析，其金相組織由奧氏體與另種析出物組成。從理論上講奧氏體不銹鋼經正常熱處理后，應得到均奧氏體組織。組織中出現的另析出物究竟是何組織，有兩種判斷：是σ相，另種是碳化物。σ相與碳化物形成的條件不同，但都具有個共同的特點，那就是造成奧氏體不銹鋼對晶間腐蝕的敏感性。
    采用了雜色法進行σ相的鑒別。采用堿性赤血鹽水溶液(赤血鹽10g+氫氧化鉀10g+水100ml)，試樣在該試劑中煮沸2~4min后，鐵素體呈黃色，碳化物被腐蝕，奧氏體呈光亮色，σ相由褐色變為黑色。用上述方法將從蝶閥上切取的試樣在堿性赤血鹽水溶液中煮沸4min后，在顯徽鏡下觀察，析出物保持了原形貌，未發現明顯變化。因此決定采用熱處理的方法進步試臉分析。2.3熱處理試驗分析
    σ相是種鐵鉻原子比例大致相等的金屬間化合物。化學成分、鐵素體、冷變形、溫變都不同程度地對σ相形成產生影響。采用染色法試驗，在顯微鏡下觀察析出相變化不明顯，故采用了熱處理的方法來鑒別σ相。有關資料介紹，σ相通常是在500~800℃長期時效中形成的。這是因為較高的溫度下時效有利于鉻的擴散。再高溫度加熱σ相將開始溶解，溶解完畢少要在920℃以上。在高于σ相的穩定溫度加熱可使之消除。形成σ相所需時間雖然很長，但消除σ相般只要短時間加熱即可。根據這理論，制定了熱處理工藝，觀察組織中的析出相是否可以消除。將從蝶閥上切取的試樣加熱到940℃，保溫30min，然后在Neophot-32金相顯微鏡上觀察分析。經熱處理后的試樣中的析出相沒有消除，并保持原形貌，由此證明了該組織中的析出相有可能不是σ相。
    2.3SEM分析
    NORGREN電磁閥有時鋼中出現的σ相，采用任何染色的方法均無法辨別其頗色，可采用SEM的分析方法來鑒別。因為已知σ相為鐵與鉻的化合物，含鉻量為42%~48%，通過EDS定性和定量分析測出未知相的組成元素及其含量，從而確定未知相。
    NORGREN電磁閥析出物的含鉻量為33.6%，明顯高于基體中的Cr含量16.3%，而σ相的含鉻量是42%~48%，因而否認析出相為σ相。綜合染色試臉、熱處理試驗的結果，認為不銹鋼蝶閥組織中的析出相不是σ相。經SEM觀察析出相為種共晶組織，是以鉻為主的碳化物。
    不銹鋼蝶閥的材料為鎳鉻奧氏體不銹鋼，這種材料般都在固溶狀態下使用。在室溫狀態下，其組織為奧氏體，奧氏體不銹鋼在廣泛的腐蝕介質中特別是大氣中具有良的抗腐蝕能力。對不銹鋼蝶閥銹蝕的原因分析如下：
    ①綜合上述各項試驗的結果，可判定蝶閥材料組織中析出相不是σ相，故蝶閥的銹蝕現象不是由σ相引起的。
    ②通過SEM觀察，確認蝶閥的組織中析出相是以鉻為主的碳化物，這種共晶組織沿晶界分布。EDS分析結果表明這種分布在晶界上的碳化物鉻含量明顯高于基體。這種碳化物是M23C6型。隨碳化物的析出，又得不到鉻的擴散補充時，以碳化鉻的形式沿奧氏體晶界析出，在碳化物周圍形成貧鉻區，從而奧氏體不銹鋼晶界易被腐蝕。所以沿晶界析出的碳化物是造成蝶閥銹蝕的主要原因。