调节阀的腐蚀原因分析与微观分析

1 阀芯的断裂原因分析

    在进口的两台调节阀中，阀芯出现了断裂。在调节阀解体检查中，发现阀座和导向圈上都有螺纹，说明这两个部件是通过螺纹来连接的。螺纹很细，牙高很低，螺纹面较均匀，可推断该螺纹是受到了腐蚀而变小变平的，当螺纹小到一定的程度后，使导向圈与阀座连接产生了松动，同时由于导向圈又受到流体的向下冲击，使导向圈从阀座脱落。导向圈与阀座脱落后，阀芯下部就失去了“导向”，从该阀的阀芯和阀座的结构看，介质在阀内部的流动是激烈的湍流，这将对阀芯产生强烈的冲击，使阀芯左右摇摆，因此出现了断裂，见图4。

    2 扫描电镜的微观分析

    对表1中的第5台调节阀的阀芯和阀座进行扫描电镜的微观分析。

    阀芯 环表面即图5中的“C”区域边缘的形貌如图6所示，图左侧为凹槽“C”区，可见有孔洞状的凹坑，棱角较清晰；图右侧为柱面区，相对起伏较小，可见沙滩面的弧形波纹。显示了两种腐蚀形貌。凹槽“C”区高倍下可见隧道样孔洞平行分布，深浅不一，表面呈片状，与解理腐蚀面相关，部分孔洞中发现有团状夹杂物。柱状面在高倍下可见漩涡状花样，且以阶梯层状为基底，表明腐蚀以晶体理解面均匀发展，而且显示出腐蚀液在该表面的湍流冲刷过程。对阀芯的尾杆表面进行微观观察可见表面起伏较小，呈较均匀的弧形微坑。高倍下，可见鳞状花样以及一些平行的直线状小台阶，显示出一定流速下全面腐蚀形貌。

    阀座 环表面起伏大，蚀坑及腐蚀条纹十分清晰，呈现与冲刷相关的形貌，如图7所示。高倍下，孔洞呈现坑道形态，表面腐蚀花纹划出基体组织的晶体位向及腐蚀流向。阀座内圈表面起伏较小，沟槽线条明晰，具有一定的方向性，与腐蚀性流体相关。高倍下可见层片状腐蚀覆盖物，覆盖物可见沟槽（表明晶界优先腐蚀）以及腐蚀小坑。

    导向圈表面有层状起伏，平行的细条纹清晰，呈现与冲涮及晶体相关的形貌。高倍下这些孔沿沟槽方向排列，表现出受腐蚀的形态。
由以上微观和宏观分析所见的形貌可推断，阀芯外表和阀座的内腔表面均发生了腐蚀，为全面腐蚀及冲涮腐蚀。在阀内圈入口 环卡处，由于压力大、流速高，使该处两表面氧化膜溶解，加速腐蚀速率，并发生孔蚀。

    3 X射线能谱分析

    对阀芯和阀座的基材进行X射线能谱分析，阀芯的成分：Ti（99.88%）、Fe（0.02%）；阀座的成分：Ti（99.63%）、Fe（0.23%）、Pd（0.15%）。

    对阀芯 环表面孔洞内夹杂物进行X射线能谱分析，可见成分S（约50%）、Mo（约45.7%）及Ti（约4.2%）的峰线，表明为Mo的硫化物。

    阀座 环表面对腐蚀面进行X射线能谱分析，可见Ti、F（约3.63%）、S（约0.12%）、Cl（约0.10%）、Fe（约1.03%）；导向圈的腐蚀面除Ti外，还含有C（约16.9%）、F（约3.63%）等。

    从以上分析看出，阀芯阀座基材的主要元素符合相关技术要求。在腐蚀面上发现了F元素，由于钛性氟化物在溶液中不耐腐蚀，可推断调节阀LCV-2203腐蚀主要是由于氟离子的作用。