В данном исследовании были проведены анализы и испытания, направленные на выявление наиболее вероятных причин выхода из строя рециркуляционного клапана компрессора
- Визуальный осмотр клапана позволил установить, что отказ в работе связан с разрушением стержня рециркуляционного клапана. Анализ макроструктуры поверхности разрушения, проведенный на оптическом микроскопе Zeiss Stemi-2000 показал, что зарождение трещины произошло на внешней поверхности стержня. Наличие на поверхности излома характерных линий развития трещины позволило утверждать, что стержень вышел из строя в результате усталостного разрушения. Далее трещина развивалась в несколько этапов в течение длительного времени в результате воздействия циклических нагрузок. На противоположной стороне от очага разрушения были обнаружены следы деформирования металла, связанные с особенностями разрушения стержня.
-
Рентгенографический контроль не обнаружил внутренних дефектов стержня. Химический состав металла был определен на поверхности излома и в сечении на глубине 2 мм от поверхности разрушения. В результате была определена марка стали. Величина твердости металла стержня, полученная по методу Виккерса на микротвердомере Zwick ZHV1-M, оказалась характерной для коррозионно-стойких сталей аустенитного класса. Металлографический анализ микроструктуры, выполненный на оптическом микроскопе OLYMPUS BX51 с системой анализа изображений SIAMS-700, подтвердил тип микроструктуры аустенитной коррозионно-стойкой стали, также были обнаружены включения мелкодисперсной α-фазы и карбидов металла.
-
Анализ микроструктуры и состава поверхности разрушения стержня, выполненный на сканирующем электронном микроскопе JEOL-5400 с системой рентгеновского микроанализа NORAN System SIX не обнаружил каких-либо отличий в составе стали в очаге разрушения, на поверхности излома и в области дефекта. Микроанализ элементов микроструктуры стали подтвердил присутствие включений α-фазы и карбонитридов титана.
В результате проведенной экспертизы был сделан вывод о том, что отказ в работе клапана связан с усталостным разрушением стержня рециркуляционного клапана. Наиболее вероятной причиной разрушения стержня явилось возникновение переменных нагрузок, обусловленных перемещением механической тяги в плоскости не перпендикулярной оси вращения стержня. Для обеспечения длительной эксплуатации рециркуляционного клапана были даны соотвествующие рекомендации.
