腐蝕失效分析的三個(gè)階段
失效分析可以幫助腐蝕工程師確定組件或設(shè)備失效的原因,并防止相同類型的故障發(fā)生。失效分析是一個(gè)廣闊的概念,它包括像電子、機(jī)械、冶金、腐蝕等等不同的領(lǐng)域。然而,對(duì)于腐蝕工程師來說,失效分析則是研究因腐蝕或機(jī)械腐蝕而引起的部件或設(shè)備故障的具體案例、確定故障的根本原因、防止將來類似失效的發(fā)生的這一過程。
根據(jù)工業(yè)需要進(jìn)行腐蝕失效分析有幾個(gè)重要的原因:
● 確定工業(yè)過程中的腐蝕機(jī)理
失效分析是理解腐蝕過程的一個(gè)初步過程。
● 提出可行的指導(dǎo)原則和補(bǔ)救措施,避免類似腐蝕失效的重復(fù)發(fā)生
● 法醫(yī)分析
在某些情況下,我們需要對(duì)化學(xué)事故、火災(zāi)、泄漏或環(huán)境污染對(duì)金屬部件的破壞進(jìn)行失效分析。
失效分析過程一般分為三個(gè)步驟:
1. 獲取和收集與零件或設(shè)備相關(guān)的歷史信息。
2. 對(duì)失效部件進(jìn)行詳細(xì)的檢查。
3. 討論導(dǎo)致失效的原因。
下面,我們將討論這些腐蝕失效分析階段的詳細(xì)內(nèi)容。
一、創(chuàng)建零件和設(shè)備背景記錄
關(guān)于失效零件和零件所處工作環(huán)境的詳細(xì)信息對(duì)于失效分析是必要的。事實(shí)上,沒有足夠的資料與數(shù)據(jù),失效分析是無法進(jìn)行的。了解失效零件的化學(xué)成分、微觀結(jié)構(gòu)、連續(xù)性、機(jī)械變形和熱處理歷史等冶金數(shù)據(jù)是非常重要的。零件的工作環(huán)境是在這一分析階段必須考慮的另一個(gè)條件。在確定化學(xué)成分、溫度、流體速度和強(qiáng)度等必須的基本信息時(shí),也不應(yīng)忽視一些更詳細(xì)的信息。例如,在對(duì)某海水泵進(jìn)行第一次調(diào)查時(shí)可知,此連續(xù)泵出海水的泵中出現(xiàn)點(diǎn)蝕是的可能性是非常小的,這是因?yàn)樵谝苿?dòng)的溶液中不會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕。然而,這些記錄可能會(huì)顯示一個(gè)簡單的檢修或另一個(gè)足以引發(fā)腐蝕的情況。因此,了解環(huán)境的變化(如成分、溫度等的變化)是非常重要的。另外,僅僅參考數(shù)據(jù)表并不足以收集數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下,當(dāng)運(yùn)行條件偏離初始設(shè)計(jì)條件時(shí)才會(huì)發(fā)生腐蝕。例如,某埋地管道因腐蝕被破壞,但探測(cè)此段管道與土壤的電化學(xué)電位卻顯示管道進(jìn)行了陰極保護(hù)并且并未失效。那失效是如何發(fā)生的呢?這可能是由附近新設(shè)的高壓輸電線引起的交流腐蝕導(dǎo)致的,而工程師們可能并未考慮到這一因素。因此,應(yīng)仔細(xì)考慮周圍環(huán)境的任何變化。檢查報(bào)告和相關(guān)日期也是重要因素。了解最后一次調(diào)查零件并且沒有發(fā)現(xiàn)明顯腐蝕的時(shí)間是非常重要的。這將有助于確定發(fā)生腐蝕的大致時(shí)間范圍。
二、檢查失效的部件
在這個(gè)階段中,我們要做的是檢查故障組件,并在某些情況下檢查相鄰組件,以獲取有關(guān)故障的更多信息。有必要通過記錄筆記和照片來記錄整個(gè)過程中的所有觀察。這個(gè)文檔為工程師們提供了回顧和討論所需信息。一般情況下,工業(yè)設(shè)備中的腐蝕部件會(huì)被送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行更詳細(xì)的調(diào)查。為了保存樣品的原始形貌,并盡量減少樣品的損壞,最小化對(duì)于樣品的損壞,需要非常仔細(xì)的取樣和切片操作。在運(yùn)往實(shí)驗(yàn)室之前,所有的樣品都應(yīng)該被確認(rèn)完畢并放在合適的包裝中。在實(shí)驗(yàn)室里,研究人員可以使用各種各樣的儀器工具來檢查腐蝕的樣品。最簡單的方法是從視覺檢查開始。視覺檢查時(shí),應(yīng)集中觀察腐蝕的類型和強(qiáng)度。樣品的腐蝕類型往往影響著一些重要的判斷。例如,分析點(diǎn)腐蝕時(shí),在此步驟中應(yīng)對(duì)坑的形狀和密度進(jìn)行評(píng)估。然而,對(duì)于侵蝕腐蝕來說,了解磨損的形式和深度是非常重要的。光學(xué)或掃描電子顯微鏡能被用于獲得更詳細(xì)的信息。有時(shí),對(duì)腐蝕樣品截面的檢查可以為腐蝕背后原因的揭示提供有用的線索。對(duì)試樣進(jìn)行微觀檢驗(yàn),是確定腐蝕深度、凹陷特征、裂紋類型(晶間或穿晶等)的好方法。
測(cè)定腐蝕產(chǎn)物的形貌、體積和化學(xué)成分,對(duì)于發(fā)現(xiàn)腐蝕的根本原因也很有幫助。例如,有幾種腐蝕產(chǎn)物可以沉積在埋地管道表面,且每一種都在特定的條件下形成。像菱鐵礦(FeCO3)就會(huì)在含有碳酸鹽的高ph、無氧溶液中形成。然而,當(dāng)在相同的條件下,溶液中含有少量硫時(shí),綠銹(一種復(fù)雜的氫氧化鐵和碳酸鹽成分)卻會(huì)更穩(wěn)定。在另一個(gè)例子中,通過硫酸鹽還原菌識(shí)別鋼結(jié)構(gòu)的微生物誘導(dǎo)腐蝕(MIC)方法之一便是檢測(cè)作為腐蝕產(chǎn)物的微量鐵礦(FeS)。
有許多方法可以識(shí)別腐蝕產(chǎn)物的組成和結(jié)構(gòu),包括x射線衍射、x射線熒光、能量色散x射線光譜、傅里葉變換紅外光譜和拉曼光譜。如果是機(jī)械方面的原因(如磨損或斷裂)導(dǎo)致失效的話,就需要對(duì)樣品進(jìn)行力學(xué)測(cè)試。在大多數(shù)情況下,硬度試驗(yàn)以及金相組織觀察能夠?yàn)槲覀兲峁┙饘贅悠吩诟g失效分析中所需力學(xué)性能方面的足夠信息。
三、報(bào)告數(shù)據(jù),推斷結(jié)論,提出建議
當(dāng)所有的信息都被收集齊時(shí),腐蝕工程師應(yīng)該以合理的方式分析數(shù)據(jù)。重要的是要考慮所有的數(shù)據(jù)以避免誤讀。這一步需要足夠的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),以防止由于分析人員的無能而產(chǎn)生新的失效或額外的費(fèi)用。
四、夢(mèng)能服務(wù)與支持
1、免費(fèi)樣品
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夢(mèng)能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理,從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢(mèng)能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì),以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì),每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器,儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn),以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。
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