材料界“福尔摩斯”,道破失效分析的破解奥秘

德国莱茵tuv 材料界“福尔摩斯”,道破失效分析的破解奥秘
2020年11月16日 | 工业制造

 

说到酒店,很多人除了吃喝风景的美好记忆外,可能还会有些不那么开心的回忆。日前,在TUV莱茵浪三角情报局中,工业服务与信息安全金属材料实验室的Katherine就请到了失效分析专家——人称材料界“福尔摩斯”的冯凌超,从酒店着手,全方位了解失效分析的破解奥秘。

五星级酒店停水为哪般?

直播一开始,小K就挖出了“冯查查”关于酒店的奇闻:入住五星级酒店遭遇白天停水,没过几天接到了酒店电话,竟是邀请他前去对停水事故进行失效分析。
冯查查小课堂

失效分析专家,相当于“法医”的角色,查看零部件是如何“死亡”。当然,对于失效分析领域来说,这个“死亡”指的是失效,包括常见的“轴断裂”、“钢管开裂”、“家用不锈钢水槽腐蚀”等等。所谓失效分析,就是采用很多检测分析手段,比如理化性能测试、断口分析、能谱分析等,对失效件进行检测分析,最终得出“死亡”原因,确定是“被谋杀”还是“先天性疾病”导致。

在接到申请后,冯查查和团队前往现场进行了非常细致的调查,结果发现:发生泄漏的管道都是同一批采购的碳钢管,直径都在200-600mm之间。从外表面来看,沿管道整个长度方向上可以看见一条宽度约为10mm的痕迹,呈圆孔状的泄漏点都在这个痕迹上。

经过一系列检测项目后,终于查明了供水管腐蚀泄漏的原因,简单来说就是管道存在焊缝,且焊接质量不好,从这个角度也反映出酒店建设方的采购流程和验收流程都存在问题。

 

酒店里的不锈钢材质物品腐蚀是因为不够卫生吗?

毕竟,有过住酒店遭遇停水这样经历的人并不多,但是酒店内的其他细节有时候却让住客心生不安。比如,发现酒店里的烧水壶等不锈钢材质的东西,好像被腐蚀了一样,让人忍不住在“卫生”上打个大大的问号。

“这是对不锈钢缺乏了解导致的片面且错误的看法。” 冯查查解释说,“不锈钢在一定条件下也会生锈。它之所以耐腐蚀是因为表面有一层极薄且坚固细密的、稳定的富铬氧化膜,也就是钝化膜。一旦该薄膜遭到破坏,不锈钢也会发生腐蚀。”

 

冯查查小课堂

日常生活中常见的导致不锈钢发生腐蚀的原因主要有以下几个方面:

1、不锈钢表面存积着含有其他金属元素的粉尘或异类金属颗粒的附着物,在潮湿的空气中,附着物与不锈钢间的冷凝水,将二者连成一个微电池,引发了电化学反应,保护膜受到破坏,称之谓电化学腐蚀。

2、不锈钢表面粘附有机物汁液(如瓜菜、面汤、痰等),在有水氧情况下,构成有机酸,长时间则有机酸对金属表面的腐蚀。

3、不锈钢表面粘附含有酸、碱、盐类物质(如装修墙壁的碱水、石灰水喷溅),引起局部腐蚀。

4、在有污染的空气中(如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大气),遇冷凝水,形成硫酸、硝酸、醋酸液点,引起化学腐蚀。

5、不锈钢表面粗糙不平,钝化膜必然存在薄弱部位,腐蚀介质在薄弱部位成绩容易发生腐蚀。

6、不锈钢基材有夹杂物露出表面,使得表面不能形成完整的钝化膜,从而腐蚀破坏。

 

电梯部件失效如何引发安全事故?

近年来,新闻中时有报道的电梯事故总是让人们担忧,而电梯事故原因中,电梯零部件失效也是非常重要的方面。“我们可以把电梯部件笼统地分为两部分:肉眼看得见的部件和隐藏起来看不见的部件。”冯查查说。

 

冯查查小课堂

看得见的部件中,最常见的是扶梯的踏板,现在的踏板材质几乎都是铸铝,难免有些铸造缺陷,特别是在两个支撑脚等薄弱部位如果有严重的铸造缺陷,就很容易发生断裂。看不见的部件,出现问题概率比较高的有扶梯驱动轴、轴承、链条等。

所以,大家在乘坐电梯时候,为了安全考虑,不要在扶梯上打闹、蹦跳,要减少这种冲击力;此外,不要在保持原来的“左行右立”,尽量左右对称站立。

 

家用不锈钢厨具也会失效?

生活处处有危险。直播中,冯查查提到了曾经接到的不锈钢汤锅使用3个月发生开裂失效的案子,幸好没有伤及人身安全。

失效的不锈钢汤锅锅体冲压成型,两侧手柄通过焊接与锅体连接,开裂部位就在这个焊接的锅体上。经过分析,失效模式是应力腐蚀开裂,归根结底是生产商的问题,手柄处和锅体部位没有密封好,导致有腐蚀性元素的汁液长期在手柄下方滞留。

此外,冯查查还处理过豆浆机不锈钢内胆在使用一段时间后,底部附近呈现淡蓝色,发蓝部位对应的外面是一圈加热管,加热管和杯体通过钎焊焊接,导致客户担心“铅中毒”而投诉商家。最终经过一系列的检测分析证明发蓝对人体无害,其实就是大豆中的一些磷酸盐和磷脂在制浆过程中发生了水解,产生了游离的磷酸,磷酸根离子和金属离子在一定温度和条件下 在内胆表面形成磷酸盐沉淀结晶形成磷化膜,这个磷化膜就呈现出蓝色,用食用白醋浸泡擦拭就能完全去除。

经过冯查查和小K的直播,有没有发现,生活处处都有失效分析的身影?如果还想了解更多,欢迎报名参加TUV莱茵在11月26-27号举办的失效分析培训。

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