Notifications

You are here

อีบุ๊ค

การลดการกัดกร่อนแบบสุญเสียธาตุผสมในแมงกานีสอะลูมิเ...

TNRR

Description
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของกรรมวิธีทางความร้อนต่อโครงสร้างจุลภาคและการกัดกร่อนของวัสดุใบจักรแมงกานีสอะลูมิเนียมบรอนซ์ที่ผ่านการเชื่อมซ่อม เพื่อเลือกสภาวะที่เหมาะสมของกรรมวิธีทางความร้อนที่สามารถลดการกัดกร่อนไปใช้กับใบจักรดังกล่าว โดยสภาวะของกรรมวิธีทางความร้อนใช้การอบที่อุณหภูมิ 500oC เป็นเวลา 2 หรือ 5 ชั่วโมง แล้วเย็นตัวในน้ำหรือในก๊าซไนโตรเจน จากนั้นนำชิ้นงานมาศึกษาการกัดกร่อนโดยการแช่ในสารละลาย 3.5% NaCl เป็นเวลา 30 วัน ในน้ำกร่อยและน้ำทะเลเป็นเวลา 78 วัน ผลการวิเคราะห์พบว่าบริเวณตอนบนของใบจักรซึ่งมีความหนามากจะมีปริมาณเฟส Beta ที่เป็นเฟสเริ่มต้นของการกัดกร่อนมากกว่าในบริเวณที่มีความหนาน้อยกว่า จึงทำให้บริเวณนี้มีโอกาสเกิดการกัดกร่อนและนำไปสู่การแตกหักได้ เมื่อโลหะได้รับความร้อนจากการเชื่อมซ่อม บริเวณกระทบร้อน(HAZ) ซึ่งเป็นบริเวณที่ได้รับอุณหภูมิสูงจะมีปริมาณเฟส Beta มากขึ้น อีกทั้งภายในโครงสร้างจุลภาคของเฟส ? พบชั้นการแพร่ ที่ประกอบด้วยตะกอน(precipitates) และข้อบกพร่องเป็นจำนวนมาก ทำให้บริเวณนี้เป็นจุดเริ่มต้นของการกัดกร่อนหลังการเชื่อมซ่อม โดยโครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานที่ผ่านกรรมวิธีทางความร้อนในทุกสภาวะหลังการเชื่อมซ่อม พบชั้นการแพร่ในเฟส Beta ลดลง และเกิดเฟส Alpha ที่มีลักษณะเป็นเข็มแหลมจำนวนมากในเฟส Beta ซึ่งเฟส Alpha ที่เกิดขึ้นนั้นเป็นเฟสที่ทนต่อการกัดกร่อนได้มากกว่าเฟส Beta ด้วยผลดังกล่าวจึงทำให้การกัดกร่อนในบริเวณ HAZ ของชิ้นงานที่ผ่านกรรมวิธีทางความร้อนลดลง นอกจากนี้ผลการทดสอบการกัดกร่อนโดยเฉพาะในน้ำทะเล ซึ่งเป็นสภาวะที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนได้มากที่สุด โดยชิ้นงานที่ผ่านการเย็นตัวในน้ำมีความลึกของการกัดกร่อนน้อยกว่าชิ้นงานที่มีการเย็นตัวในก๊าซไนโตรเจน และเมื่อเปรียบเทียบระยะเวลาการอบพบว่าชิ้นงานที่เย็นตัวในน้ำและอบเป็นเวลา 2 ชั่วโมง มีความลึกของการกัดกร่อนน้อยกว่าการอบที่ 5 ชั่วโมง อย่างไรก็ตามความลึกของการกัดกร่อนทั้งสองสภาวะนั้นต่างกันไม่มาก และด้วยข้อจำกัดของการอบชุบในโรงงานที่ต้องควบคุมอุณหภูมิให้เท่ากันทั้งชิ้นงาน เพื่อลดการบิดงอและแตกร้าว ดังนั้นจึงเลือกใช้สภาวะการอบที่ 5 ชั่วโมงและเย็นตัวในน้ำ โดยในการอบใบจักรมีการเพิ่มอุณหภูมิในเตาจนถึงอุณหภูมิ 500oC โดยใช้เวลาประมาณ 4 ชั่วโมง หลังจากนั้นอบต่อที่อุณภูมิ 500oC เป็นเวลา 2.5 ชั่วโมง เพื่อให้อุณหภูมิทั่วถึงทั้งผิวและแกนกลางของใบจักร แล้วจึงทำให้เย็นตัวในน้ำ และเมื่อศึกษาโครงสร้างโดยการลอกลาย พบว่าที่เฟส Beta ในใบจักรมีโครงสร้างจุลภาคคล้ายกับชิ้นงานที่ผ่านกรรมวิธีทางความร้อนหลังการเชื่อม อย่างไรก็ตามด้วยข้อจำกัดของการลอกลายจึงไม่สามารถสังเกตพบเฟส Alpha ขนาดเล็กที่อยู่ในเฟส Beta จากวัสดุลอกลายได้ ดังนั้นจึงควรมีการติดตามการใช้งานของใบจักรอย่างเป็นระบบ และมีการใช้ร่วมกับระบบการป้องกันแบบแคโทดิกเพื่อเสริมประสิทธิภาพในการควบคุมการกัดกร่อนของใบจักร<br><br>This research is aimed to study the effect of heat treatment on microstructure and corrosion of manganese aluminum bronze(MAB) repair weld. The effective heat treatment condition that mitigates corrosion will be applied to MAB propeller for corrosion mitigation. The condition for heat treatment was annealing at 500oC for 2 and 5 h, then quenching with water and gas nitrogen. The specimens were then corrosion tested in 3.5 NaCl for 30 days, in brackish water and seawater for 78 days. The results indicated that in the thick area of the propeller there were larger amount of Beta phase, the low corrosion resistance phase, than in the thinner area. It confirms the corrosion fatigue fracture that occured in this area of the propeller. Once the specimen was exposed to thermal by repair welding, the heat-affected zone(HAZ) consisted high amount of Beta phase. Moreover, the diffusion layer was observed in the Beta phase. In the diffusion layer, there were high amounts of precipitates and defects, therefore, this layer was a corrosion initiation site. After heat treatment or post weld heat treatment, not only the amount of diffusion layer in Beta phase decreased but there were high amounts of fine needle-shaped Alpha (more corrosion resistance) within the Beta phase also. This phenomenon reduced corrosion at HAZ of weld after heat treatment. For corrosion test in seawater, the most corrosive medium in this research, the specimens quenched by water showed more superficial corrosion attacks than those quenched by nitrogen gas. In comparison of annealing for 2 and 5 hours, the 2-hour annealing showed lesser attacks than those of 5 hours. Therefore, quenching with water was selected to implement with MAB propeller. Applying heat treatment condition with large structure of MAB propeller, the temperature was gradually increased to 500oC to minimize temperature differences between the outer surface and core of the propeller. This stage took about 4 hours to reach temperature of 500oC. After that, it was annealed at 500oC for 2.5 hours until the core temperature reached 500oC then quenched in water. The propeller after heat treatment did not distort or crack with this condition. The microstructure of the propeller was checked by replica technique. The microscrostructure of Beta phase in replica material was similar to that found in the testing specimen. Because of the limitation of replica technique, the fine needle-shaped Alpha phase could not be observed under microscope. Therefore, systematically follow-up of propeller usage in real conditions and incorporation with the efficeient cathodic protection system is recommended to enhance corrosion control of the propeller.

Date of Publication :

02/2023

Publisher :

สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.)

Category :

รายงานการวิจัย

Total page :

77012 pages


เว็บไซต์นี้ใช้คุกกี้

เราใช้คุกกี้ (Cookie) เพื่อใช้ในการปรับปรุงประสิทธิภาพเว็บไซต์ ท่านสามารถศึกษารายละเอียดการใช้คุกกี้ได้ที่ นโยบายคุกกี้
ยอมรับ