排泥閥閥桿變形斷裂原因分析

近期一污水處理廠給我公司打來電話咨詢，其排泥管線中某處排泥閥失效，我公司技術部通過分別對失效閥門部件做硬度及化學成分測試，觀察樣品的金相顯微組織、斷口表面宏觀和微觀形貌,并對金相樣品作了微區成分分析等，得出以下結論。

1、從化學成分上看，排泥閥符合ASTMA350LF2的標準成分要求。從力學性能上看，樣品的布氏硬度均值均遠低于197HBW，也低于圖樣中規定的上限187HBW。就兩者硬度來看，閥體的硬度平均值比閥桿高。

2、從排泥閥的金相組織特征上看，樣品顯微組織為典型的鐵素體和珠光體組織，屬于低碳鋼退火或正火組織形態。閥桿鑄造枝晶組織特征非常明顯，說明鑄造后未經熱加工或熱加工變形量很小。閥體的鑄造枝晶組織不明顯，有熱加工痕跡,晶粒較堵頭細小。二者夾雜或縮孔等冶金缺陷不明顯，夾雜細小呈圓形，不是螺紋滑絲的主要原因。

3、從失效排泥閥的宏觀、微觀形貌上看，堵頭硬度、強度較閥體低，其外螺紋在升壓過程中產生滑絲而失效，斷口呈現明顯的韌性剪切形貌特征。

由上述可知，排泥閥失效的主要原因是閥桿硬度、強度過低。閥桿的金相顯微組織顯示了硬度、強度低的主要原因是組織形態為鑄造組織退火態。閥桿由鑄造完成，鑄造后未經熱加工或熱加工變形量很小，使閥桿螺紋硬度、強度偏低，導致螺紋失效。

因此，可通過淬火加適合的高溫回火工藝，獲得主要以回火索氏體為主要組織組成的顯微組織，使硬度合適，如170~ 185HBW；也可通過高溫擴散退火消除鑄造組織形態，并細化晶粒，提高材料的強韌性。