籃式過(guò)濾器法蘭主要起密封作用,保證過(guò)濾器在正常壓力狀態(tài)下密封良好,從而能夠正常使用。籃式過(guò)濾器法蘭變形會(huì)導(dǎo)致過(guò)濾器密封不嚴(yán)、漏氣或是漏液,影響其正常使用,嚴(yán)重的還會(huì)污染環(huán)境。
某燃?xì)庥邢薰臼褂玫?/span>DN800籃式過(guò)濾器的法蘭和法蘭密封連接處存在泄露現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查找,發(fā)現(xiàn)是籃式過(guò)濾器的法蘭存在變形,經(jīng)多次調(diào)試均未能解決泄露問(wèn)題,導(dǎo)致過(guò)濾器無(wú)法正常使用。今年7月7日,該公司委托我公司對(duì)該過(guò)濾器法蘭變形的原因進(jìn)行質(zhì)量鑒定。
7月22日,我公司技術(shù)人員對(duì)申請(qǐng)鑒定的DN800籃式過(guò)濾器法蘭進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)。該籃式過(guò)濾器法蘭為長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭,焊接在DN800過(guò)濾器筒體上,焊縫位置距離法蘭頂部170mm;法蘭蓋直徑800mm,厚110mm;法蘭內(nèi)徑800mm,厚82mm?,F(xiàn)場(chǎng)用油石對(duì)法蘭、法蘭蓋密封面進(jìn)行打磨,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)補(bǔ)焊的痕跡,排除了焊接應(yīng)力引起的變形的可能。隨后我公司技術(shù)部對(duì)該過(guò)濾器進(jìn)行理化檢驗(yàn):
(1)變形量測(cè)量
將φ800過(guò)濾器法蘭倒置在平板上,用塞尺測(cè)量法蘭密封面與平板的間隙(如表1)。
表1(mm)
最大間隙 | 與最大間隙相距180°處的間隙 |
0.80 | 0.35 |
把法蘭蓋放置在該過(guò)濾器法蘭上,測(cè)量法蘭蓋密封面與法蘭密封面的間隙ai;將法蘭蓋旋轉(zhuǎn)90°再安放在該過(guò)濾器法蘭上,測(cè)量法蘭蓋密封面與法蘭密封面的間隙aj(如表2)。
表2
測(cè)量部位 | 測(cè)量值ai | 測(cè)量值aj |
法蘭蓋與法蘭連接處的最大間隙 | 0.78 | 0.82 |
法蘭蓋與法蘭連接處的最大間隙相差180°處的間隙 | 0.37 | 0.40 |
由表1可以看出,φ800過(guò)濾器法蘭確實(shí)存在變形,而且變形位置對(duì)稱呈現(xiàn),最大變形量為0.8mm。
由表2可以看出,法蘭蓋基本沒(méi)有變形。所以,在進(jìn)行理化檢驗(yàn)取樣時(shí),法蘭蓋沒(méi)有取樣。
用硬度計(jì)對(duì)DN800籃式過(guò)濾器法蘭密封面進(jìn)行多次測(cè)量并計(jì)算平均值,測(cè)量結(jié)果(如表3)。
表3(HB)
標(biāo)準(zhǔn)值 | 實(shí)測(cè)值 |
121-178 | 123 |
硬度值符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
(2)化學(xué)成分檢測(cè)
在DN800籃式過(guò)濾器法蘭上取樣,制成試樣進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果(如表4)。
表4(wt%)
項(xiàng)目名 | 標(biāo)準(zhǔn)要求 | 實(shí)測(cè)值 |
P | ≤0.030 | 0.015 |
Mn | 1.20-1.60 | 1.36 |
Si | 0.20-0.60 | 0.27 |
Cr | ≤0.30 | 0.03 |
Ni | ≤0.30 | 0.003 |
Cu | ≤0.25 | 0.006 |
C | 0.13-0.19 | 0.14 |
S | ≤0.020 | 0.013 |
化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
(3)取樣
針對(duì)變形量測(cè)量的結(jié)果,選擇在DN800籃式過(guò)濾器法蘭上取樣。由于法蘭變形的方向性無(wú)法確定,所測(cè)得的變形量只是相對(duì)值,變形部位也是相對(duì)部位,后面的試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了此分析。
在這里,先把塞尺所測(cè)得的最大間隙處默認(rèn)為變形部位,與最大間隙處相距90°,塞尺伸不進(jìn)去的區(qū)域?yàn)槲醋冃尾课?。取樣時(shí),在變形部位和未變形部位各取一塊樣品,進(jìn)行沖擊試驗(yàn)和金相顯微組織檢測(cè)。
(4)沖擊性能檢測(cè)
在所取的樣品中制成沖擊試樣,進(jìn)行沖擊性能試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果(如表5)。
如表5(AKV.J)
標(biāo)準(zhǔn)值 | 法蘭最大間隙部位 | 與法蘭最大間隙處相距90°的部位 |
≥31 | 105 |
由表5可以看出,試樣的沖擊性能均符合標(biāo)準(zhǔn)要求,但二者沖擊功的值相差較大。法蘭最大間隙部位的沖擊功是標(biāo)準(zhǔn)要求值的3.38倍,是與之相距90°部位沖擊功的2.28倍,說(shuō)明該部位韌性強(qiáng)、脆性弱。
(5)金相顯微組織檢測(cè)
在所取的樣品中制成金相試樣,試樣拋光后,放大100倍、200倍進(jìn)行金相顯微組織檢測(cè)。
籃式過(guò)濾器法蘭最大間隙部位的金相顯微組織如圖1、2所示。其金相顯微組織為:珠光體+鐵素體;晶粒度:(6~7)級(jí);未發(fā)現(xiàn)魏氏組織。
與過(guò)濾器法蘭最大間隙處相距90°部位的金相顯微組織如圖3、4所示。其金相顯微組織為:珠光體+鐵素體+魏氏組織;晶粒度:(2~3)級(jí);魏氏組織:(3~4)級(jí)。
從圖1、2可以看出,取樣時(shí)默認(rèn)變形部位(最大縫隙部位)的金相顯微組織均勻,晶粒細(xì)化,晶粒度等級(jí)較高,是比較理想的熱處理后的金相顯微組織。這樣的組織熱處理較為充分,組織內(nèi)部的應(yīng)力基本消除,不會(huì)引起較大的形變,系穩(wěn)定組織。
從圖3、4可以看出,取樣時(shí)認(rèn)為未變形部位(與最大間隙處相距90°部位)的金相顯微組織不均勻,晶粒粗大,晶粒度等級(jí)較低,是典型的正、回火不充分造成的;而且,該組織內(nèi)部還存在魏氏組織。
魏氏組織屬過(guò)熱組織。鍛造溫度過(guò)高造成奧氏體晶粒長(zhǎng)得非常粗大,這種粗大的奧氏體在較快的冷卻速度下會(huì)形成一種特殊的過(guò)組織,其組織特征為在一個(gè)粗大的奧氏體晶粒內(nèi)會(huì)形成許多平行的鐵素體(滲碳體)針片,在鐵素體針片之間的剩余奧氏體最后轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w,這種過(guò)熱組織稱為鐵素體(滲碳體)魏氏組織。
魏氏組織不僅晶粒粗大,而且由于大量鐵素體針片形成的脆弱面,使金屬的韌性急劇下降,脆性增加。這在之前的沖擊性能檢測(cè)中也可以看出,沒(méi)有魏氏組織的部位(即最大縫隙部位)能夠經(jīng)受的沖擊功較大,而有魏氏組織的部位(即與最大間隙處相距90°部位)所能承受的沖擊功雖然符合標(biāo)準(zhǔn)要求,但相對(duì)前者卻相差很大,甚至不是一個(gè)數(shù)量級(jí)。從這里也可以看出,魏氏組織的存在,對(duì)材料的性能影響是比較大的。
從圖1、2和圖3、4的金相顯微組織可以看出,該過(guò)濾器法蘭的組織存在嚴(yán)重的不均勻性,這種不均勻性導(dǎo)致鑄件中殘余應(yīng)力的形成。
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