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2012年第6期
宝钢技术
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叠片式连轴节腐蚀失效分析
张清廉
(宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900)
摘要:通过对连轴节叠片和销轴表面形貌观察以及电子探针、红外光语对腐蚀产物的分析
可知,腐蚀介质主要来自于润滑油中的CI和烟气中的SO2、SO3等。ASI301不锈钢叠片为缝
隙腐蚀和应力腐蚀开裂,而42CrMo低合金钢销轴则是电偶腐蚀。不锈钢叠片电位高作阴极,
销轴电位低作阳极,形成牺牲阳极型阴极保护。由于叠片总表面积远大于销轴,虽然销轴被牺
牲而腐蚀,但是叠片被保护效果不良。针对上述腐蚀失效原因提出改进措施即避免使用含有
组分的润滑油以及叠片与销轴采用相同材料,避免电偶腐蚀。
关键词:叠片;销轴;鏠隙腐蚀;应力腐蚀开裂;电偶腐蚀
中图分类号:TG172.2文献标志码:B文章编号:1008-0716(2012)06-0037-04
doi:10.3969/j.issn.1008-0716.2012.06.009
Analysis of corrosion failure of laminate coupling
ZHANG Qinglian
Abstract: Surface morphology of laminates and dowels were observed, and corrosion products were
analyzed by the probe and the infrared spectroscopy. It was found out that corrosion was mainly caused
by Cl from the lubrication oil and SO, and SO, from the smoke. The laminates of Als1301 stainless steel
were attacked by crevice corrosion and stress corrosion cracking(SCC), while the dowels of 42crmo low
alloy steel were attacked by galvanic corrosion. Although the laminates and dowels were respectively the
cathode and anode of an electrolytic cell, the laminates were not effectively protected, because the total
surface area of the laminates was far larger than that of the dowels. According to the above corrosion
mechanism, two improvement measures were proposed: (1 )chlorine-containing lubrication oil should not
be used; (2) same material should be used for laminates and dowels
Key words: laminate; dowel; crevice corrosion; stress corrosion cracking( SCC); galvanic
1连轴节叠片的腐蚀状况
的叠片已经穿孔(图2)和销轴腐蚀。本文对叠片
穿孔及其销轴的腐蚀失效原因进行分析,并提出
图1所示的风机增速箱连轴节由意大利制改进措施。
造,采用27片AISI301不锈钢片叠在一起,中间
叠片
用发黑的42CrMo销轴固定,用于连接风机与电
机。此连轴节在60℃的大气环境中已运行2万h
(约2年),因轴封泄露导致少量VC46润滑油油
气及少量烟气窜入。在大修时打开连轴节发现有
张清廉高级工程师1971年生2005年毕业于日本广岛大学
图1连轴节示意图
现从事金属材料研发电话26649715
ig. 1 Schematic diagram of laminate coupling
E-mailzhangginglian(@baosteel.com
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2012年第6期
3分析结果
叠片厚约0.04mm,直径295mm,其上均布6
个24mm的固定孔,其宏观形貌如图3所示。
化学成分如表1所示,符合AISI301不锈钢成分
标准。
图2叠片的腐蚀形貌
Fig. 2 Corrosive morphology of laminate
2分析方法
对穿孔叠片和销轴进行宏观和微观形貌观
察,用湿法分析其实际化学成分,并与标准进行对
比。用电子探针分析腐蚀产物,用红外光谱对叠
片上的润滑油进行定性分析,对比分析元素差异
图3叠片宏观形貌
得出腐蚀介质来源,从而得出腐蚀失效原因。
Pig. 3 Morphology of laminate
表1叠片化学成分
Table I Chemical composition of laminate
%
Mn
P
AISI 301
≤0.15
≤2.00
≤1,00
≤0.03
≤0.04
16.00~18.00
6.00-8.00
质量分数
0.11
1.10
0.70
0.01
0.02
16.78
7,12
原子分数
0.5012
1.0958
1.3641
0.0171
0.0353
17.6620
6,6395
如图4所示,叠片连轴节的销轴由轴心和轴
头两部分组成。轴心为d24mx33mmx2mm
的空心管,轴头则为d41.6mmx16mmx
11.1mm的空心管,二者相套。用户认为销轴材
料为42CrMo,表面经发黑处理。销轴的化学成分
如表2所示,所用材料符合标准要求。
在27片叠片中并不是所有叠片都有穿孔,并
且也不是一个叠片上的6个压孔全部发生穿孔,
如图5(a)和(b)所示。穿孔的压孔损坏程度也
图4销轴形貌
不同,有的穿孔内径部分还存在(图5(c)),有的
Fig 4 Morphology of dowel
内径边缘已完全断裂丢失(图5(d)。
表2销轴化学成分
Table 2 Chemical composition of dowel
%
CB3077-19990.38-0.450.17-0.370.50~0.80
≤0.035
≤0.035
0.90~1.200.15~0.25
销轴
0.396
0.249
0.729
0.019
0.015
0.860
0.200