Page 57 - 理化检验-物理分册2023年第三期
P. 57
DOI : 10.11973 / lh jy -wl202303015
球阀表面渗碳凹坑及黑斑产生原因
于艳敏 , 车鹏程 2 , 3 , 刘 青 4
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( 1. 哈尔滨松林电站设备有限公司, 哈尔滨 150046 ; 2. 哈尔滨能创数字科技有限公司, 哈尔滨 150028 ;
3. 哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院, 哈尔滨 150001 ; 4. 哈尔滨锅炉厂有限责任公司, 哈尔滨 150036 )
摘 要: 某火电厂用316L钢球阀在表面渗碳热处理后产生凹坑及黑斑现象, 严重影响了球阀使
用过程中的密封效果。采用宏观观察、 扫描电镜及能谱分析等方法, 分析了该凹坑及黑斑的产生原
因。结果表明: 球阀在渗碳过程中, 温度和热处理时间控制不当, 导致表面碳元素形成局部偏聚, 形
和 Fe-Cr-C
成了局部黑色区域; Cr元素在表层区域形成短程扩散, 并覆盖于表层, 渗碳后以 M 23 C 6
以球状形式偏聚, 随着运行过程发生脱落, 并形成凹坑, 元素在凹坑边缘
化合物相形式析出, M 23 C 6
偏聚并析出有害相, 析出和脱落交替作用, 最终导致凹坑加速形成。
关键词: 球阀; 渗碳热处理; 凹坑; 黑斑; 元素偏聚
中图分类号: TB31 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 03-0045-05
Causesofcarburizedp itsandblacks p otsonthesurfaceofballvalve
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YUYanmin , CHEPen g chen g 2 , 3 , LIUQ in g 4
( 1.HarbinSon g linPowerStationE q ui p mentCo. , Ltd. , Harbin150046 , China ;
2.HarbinEner gy InnovationDi g italTechnolo gyCo. , Ltd. , Harbin150028 , China ;
3.Academ y ofMaterialsScienceandEn g ineerin g , HarbinInstituteofTechnolo gy , Harbin150001 , China ;
4.HarbinBoilerCo. , Ltd. , Harbin150036 , China )
Abstract : Thesurfaceof316Lsteelballvalveusedinathermal p ower p lant p roducedp itsandblacks p ots
aftercarburizin g heattreatment , whichseriousl y affectedthesealin g effectoftheballvalvedurin g use.Thecauses
ofthe p itsandblacks p otswereanal y zedb ymeansofmacrosco p icobservation , scannin gelectronmicrosco pyand
ener gy s p ectrumanal y sis.Theresultsshowthattheim p ro p ercontroloftem p eratureandheattreatmenttimeinthe
carburizin gp rocessofballvalveresultsintheformationoflocalse g re g ationofsurfacecarbonelementsandthe
formationoflocalblackareas.TheCrelementformedashort-ran g ediffusioninthesurfaceareaandcoverdthe
surfacela y er.Aftercarburization , itp reci p itatedintheform of M 23 C 6 andFe-Cr-Ccom p oundp hase.M 23 C 6
se g re g atedins p hericalformandfelloffwiththeo p eration p rocess , andformed p its.Theelementsse g re g atedatthe
ed g eofthe p itsand p reci p itatedharmful p hases.The p reci p itationandfallin g offalternate , andeventuall y ledtothe
acceleratedformationof p its.
Ke y words : ballvalve ; carburizin gheattreatment ; p it ; blacks p ot ; elementse g re g ation
球阀的主要作用是通过在阀体内的旋转作业, 弱区域, 导致球阀表面开裂, 并引发工质泄漏 [ 2 ] 。
控制电力系统中部分管道工质的流通和截止 [ 1 ] 。球 在球阀产品生产过程中, 通常会对球阀表面进
阀外壁与阀体内壁之间存在时间较长、 频次较高的 行硬化表面改性, 主要方法有等离子喷涂、 激光熔
滑动摩擦作用, 易使球阀外壁或阀体内壁产生磨损, 覆、 热喷涂、 渗碳等, 为提高批量化生产的效率, 常用
在运行过程中, 流动工质会持续冲刷已经脱落的薄 渗碳方法进行表面改性。球阀渗碳过程产生的表面
缺陷主要有两种形式, 一种是黑色块状凸起( 黑斑)
缺陷, 另一种是凹坑缺陷 [ 3 ] 。某火电厂用 316L 钢
收稿日期: 2022-07-11
作者简介: 于艳敏( 1970- ), 男, 工程师, 主要从事产品制造工作 球阀渗碳热处理后发现球阀表面局部产生凹坑及黑
斑缺陷, 严重影响了球阀在旋转过程中的密封效果
通信作者: 车鹏程, c p c1990c p c@163.com
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