Ventajas y desventajas de la válvula de mariposa de acero inoxidable
1. Ventajas de las válvulas de mariposa de acero inoxidable
1. Es conveniente y rápido de abrir y cerrar, ahorra mano de obra, tiene poca resistencia a los fluidos y puede operarse con frecuencia.
2. Estructura simple, tamaño pequeño y peso ligero.
3. Puede transportar lodo con una mínima acumulación de líquido en la boca de la tubería.
4. A baja presión se puede conseguir un buen sellado.
5. Buen rendimiento de ajuste. 1. La presión de funcionamiento y el rango de temperatura de funcionamiento son pequeños.
2. Mal sellado.
Las válvulas de mariposa de acero inoxidable se pueden dividir en tipo de placa desplazada, tipo de placa vertical, tipo de placa inclinada y tipo de palanca según sus formas estructurales. Según la forma de sellado, se puede dividir en dos tipos: tipo relativamente sellado y tipo de sellado duro. El tipo de sello blando generalmente usa un sello de anillo de goma y el tipo de sello duro generalmente usa un sello de anillo de metal.
Según el tipo de conexión, se puede dividir en conexión de brida y conexión de oblea; según el modo de transmisión, se puede dividir en manual, transmisión de engranajes, neumática, hidráulica y eléctrica.
Análisis y Soluciones a las Causas de Corrosión de las Válvulas de Mariposa de Acero Inoxidable
Las válvulas de mariposa de acero inoxidable sufren corrosión durante su uso. Después del análisis de la estructura metalográfica, la prueba de teñido, la prueba de tratamiento térmico, SEM y otros análisis experimentales, se encontró que el factor clave en la corrosión del material es la precipitación de carburos a lo largo de los límites de los granos en el material para formar un área empobrecida en cromo, lo que causa válvulas de mariposa de acero inoxidable para oxidarse.
La válvula de mariposa de acero inoxidable fabricada en CF8M se ha oxidado durante el uso. Después del tratamiento térmico normal, la estructura del acero inoxidable austenítico debe ser austenita a temperatura ambiente y su resistencia a la corrosión es muy buena. Para analizar la causa de la corrosión de la válvula de mariposa, se tomaron muestras para su análisis.
1. Método de prueba
Muestreo para análisis de composición química (para determinar si cumple con los requisitos estándar), inspección de estructura metalográfica, prueba del proceso de tratamiento térmico y análisis SEM.
2. Resultados de pruebas y análisis
2.1 Composición química
Resultados del análisis de composición química y composición estándar.
2.2 Análisis metalográfico
Se cortaron muestras metalográficas de las válvulas de mariposa oxidadas. Después de esmerilarlas y pulirlas, se corroyeron con una solución acuosa de cloruro férrico y se procesaron en Neophot-32. Se observaron y analizaron. En un microscopio metalográfico, la estructura metalográfica está compuesta de austenita y otro tipo de precipitado. En teoría, el acero inoxidable austenítico debería obtener una estructura austenítica uniforme después del tratamiento térmico normal. Hay dos formas de juzgar cuál es el otro precipitado que aparece en la estructura: una es la fase σ y la otra es carburo. Las condiciones para la formación de la fase σ y del carburo son diferentes, pero todas tienen la misma característica, que es la sensibilidad del acero inoxidable austenítico a la corrosión intergranular.
En primer lugar se utilizó el método de variegación para identificar la fase σ. Utilice una solución alcalina de sal roja de sangre (10 g de sal roja de sangre + 10 g de hidróxido de potasio + 100 ml de agua). Después de hervir la muestra en este reactivo durante 2 a 4 minutos, la ferrita se vuelve amarilla, los carburos se corroen y la austenita). se vuelve brillante. La fase σ cambia de marrón a negro. Usando el método anterior, la muestra cortada de la válvula de mariposa se hirvió en una solución salina alcalina de sangre roja durante 4 minutos y luego se observó bajo un microscopio. El precipitado mantuvo su forma original y no se encontraron cambios obvios. Por lo tanto, se decidió utilizar un tratamiento térmico para probar más a fondo el análisis facial. 2.3 Análisis de prueba de tratamiento térmico
La fase es un compuesto intermetálico en el que la proporción atómica de hierro a cromo es aproximadamente igual. La composición química, la ferrita, la deformación en frío y los cambios de temperatura afectan la formación de la fase σ en diversos grados. Se utilizó el método de teñido para realizar la prueba y el cambio de la fase precipitada no fue evidente cuando se observó al microscopio, por lo que se utilizó el método de tratamiento térmico para identificar la fase σ. Según información relevante, la fase σ generalmente se forma durante el envejecimiento prolongado a 500 ~ 800 °C. Esto se debe a que el envejecimiento a temperaturas más altas es beneficioso para la difusión del cromo. La fase σ comenzará a disolverse cuando se caliente a una temperatura más alta, y la disolución debe completarse al menos por encima de 920 °C. Calentar a una temperatura estable superior a la fase σ puede eliminarlo. Aunque se necesita mucho tiempo para formar la fase σ, generalmente solo se necesita un corto tiempo para calentarla y eliminarla. Con base en esta teoría, se desarrolló un proceso de tratamiento térmico para observar si se podían eliminar las fases precipitadas en la estructura. La muestra cortada de la válvula de mariposa se calentó a 940°C, se mantuvo durante 30 minutos y luego se observó y analizó en un microscopio metalográfico Nephot-32. La fase precipitada en la muestra después del tratamiento térmico no se elimina y mantiene la morfología original, lo que demuestra que la fase precipitada en la estructura puede no ser la fase σ.
2.3 Análisis SEM
En ocasiones la fase que aparece en el acero no puede identificarse mediante ningún método de teñido, y se puede utilizar el método de análisis SEM para identificarla.
Debido a que se sabe que la fase σ es un compuesto de hierro y cromo, con un contenido de cromo del 42% al 48%, los elementos componentes y el contenido de la fase desconocida se miden mediante análisis cualitativo y cuantitativo EDS, determinando así la fase desconocida. .
Los resultados del análisis EDS muestran que el contenido de cromo del precipitado es del 33,6 %, que es significativamente mayor que el contenido de Cr del 16,3 % en la matriz, mientras que el contenido de cromo de la fase σ es del 42 % al 48 %. , negando así la precipitación. La fase es la fase σ. Según los resultados de la prueba de teñido y la prueba de tratamiento térmico, se cree que la fase precipitada en la estructura de la válvula de mariposa de acero inoxidable no es la fase σ. La observación SEM muestra que la fase precipitada es un tipo de estructura cristalina, que es carburo compuesto principalmente de cromo.
El material de la válvula de mariposa de acero inoxidable es acero inoxidable austenítico de níquel-cromo, que generalmente se utiliza en estado de solución sólida. A temperatura ambiente, su estructura es austenita. El acero inoxidable austenítico tiene buena resistencia a la corrosión en una amplia gama de medios corrosivos, especialmente en la atmósfera. El análisis de las causas de la corrosión de las válvulas de mariposa de acero inoxidable es el siguiente:
① Con base en los resultados de las pruebas anteriores, se puede determinar que la fase precipitada en la estructura del material de la válvula de mariposa es no la fase σ, por lo que el fenómeno de corrosión de la válvula de mariposa no es causado por la fase σ.
② A través de la observación SEM, se confirmó que la fase precipitada en la estructura de la válvula de mariposa es carburo compuesto principalmente de cromo, y esta estructura cristalina se distribuye a lo largo de los límites de los granos. Los resultados del análisis EDS muestran que el contenido de cromo de los carburos distribuidos en los límites de grano es significativamente mayor que el de la matriz. Este carburo es del tipo M23C6. A medida que los carburos precipitan y no hay difusión de cromo, el carburo de cromo precipitará a lo largo de los límites de los granos de austenita, formando un área empobrecida en cromo alrededor de los carburos, lo que hace que los límites de los granos del acero inoxidable austenítico sean susceptibles a la corrosión. Por lo tanto, los carburos precipitados a lo largo de los límites de los granos son la causa principal de la corrosión de las válvulas de mariposa.
③ En el acero inoxidable austenítico después del tratamiento con solución sólida, dado que la mayoría de los carburos se disuelven durante el calentamiento a alta temperatura, la austenita se satura con una gran cantidad de carbono y cromo, y se satura con un enfriamiento rápido posterior. Se fija para que el material tenga una alta resistencia a la corrosión. Por lo tanto, el proceso de tratamiento térmico debe controlarse estrictamente. Durante el tratamiento en solución, la pieza de trabajo se calienta a una temperatura alta para disolver completamente los carburos y luego se enfría rápidamente para obtener una estructura austenítica uniforme. Después del tratamiento con solución, si se utiliza un enfriamiento lento, el carburo de cromo precipitará a lo largo de los límites de los granos durante el proceso de enfriamiento, lo que dará como resultado una reducción en la resistencia a la corrosión del material.