水電設備啟閉液壓故障_ 活塞桿鍍鉻層非正常失效

    此處的非正常失效主要是指活塞桿在使用一年內即產生銹蝕及鍍鉻層的破壞。

(1)鍍鉻層的正常失效

①由針孔及孔隙造成的銹蝕  鍍雙層鉻（先鍍乳白鉻后鍍硬鉻）不可避免地會出現孔隙，使用時，水氣通過針孔及孔隙到達母材，時間長了就逐漸銹蝕，銹蝕面積大了、嚴重了就進，步造成鍍鉻層剝落，這種失效在褪鍍后蝕坑邊緣是圓滑的。

②磨損造成的鍍層減薄  當鍍層全部被磨損就會產生銹蝕。

（2）鍍鉻基的幾種非正常失效

    ①銹蝕部位在褪鍍后蝕坑邊緣是非圓形的 （有折角），出現裂紋或麻絲狀，其尾部是尖的。這是比較典型的由內部應力造成的失效。

②活塞桿涂有油脂的外伸部位在油脂層未損壞情況下不到一個月的時間就銹蝕了。

    ③在對返修的活塞稈進行褪鍍前檢測時，用藍點法（貼濾紙法）測試孔隙未測出藍點，而褪鍍后發現該處有裂紋或蝕坑。

④褪鍍后經加工的表面還有疏松，有的經油浸后留有油跡（擦不掉但用砂布能磨掉）。凡留有油跡的地方必有灰點等缺陷。

(3)鍍鉻層非正常失效的原因分析

    ①未進行鍍前消應和鍍后去氫是非正常失效的原因之一  GB 11379—89（《金屬覆蓋層工程用鉻電鍍層》）及GB/T 12611-90《<金屬零件鍍覆前質量控制技術要求》)規定凡鋼件的抗拉強度大于1050MPa的都要在鍍前消除加工應力并在鍍后去氫，因此，專家認為凡是抗拉強度達到800MPa（已屬于高強鋼）的就要去氫。對40Cr活塞桿只規定抗拉強度大予630MPa而沒規定上限是不夠的，至少要限制上限在800MPa以下。非正常失效的活塞桿抗拉強度多數達到800～900MPa，有的已超過900MPa。對于大件（可認為直徑大于300mm，長度大于12m的屬于大件）盡管抗拉強度未達到800MPa，專家認為也應進行鍍前消應、鍍后去氫。導流底孔活塞桿因為鍍前采取停置(7d)時效消應和鍍后去氫才未銹蝕（泄洪深孔活塞桿卻未進行鍍前消應和鍍后去氫）。

    關于鍍前不消應及鍍后不去氫的壞處分析如下。鍍鉻時20%的電流用在鍍鉻上，還有20%的電流用在還原六價鉻上，而其余60%的電流用于析氫。電鍍時、必然會析出鍍液中的氫，析出的氫一部分進入大氣，也有一部分進入母材中，如果未及時地將進入到母材中的氫驅除掉，就會在以后的加工過程中或安裝及使用中產生氫脆裂紋，這些裂紋將破壞鍍層的結合力，造成鍍層剝落。因此，去氫應在鍍后3h內及時進行。電鍍前，機械加工會使像40Cr這樣的對應力敏感的材質產生加工應力，故也要進行消應處理，有應力存在就可能隨時釋放出來影響鍍鉻質量。

②活塞桿材質存在缺陷是非正常失效的原因之—

    a. 活塞桿表面存在一定量的雜質及疏松，這些缺陷用鍛件標準衡量可能不超標，但對電鍍件卻是嚴重的問題（尤其是這些缺陷不是單個的而是集中在一處）。電鍍液中含有酸，電鍍時，這些酸浸入到雜質及疏松部位中，鍍件表面雖然被覆蓋上了，但卻是搭橋過去的，中間是空的。鍍后由于浸入的酸在作怪，鍍件很快就會從里向外腐蝕并使其表面成塊剝落。有缺陷的表面在電鍍過程中使氫析出，形成氣泡，造成鍍層結合不牢。這就能很好解釋為什么有的活塞桿外部涂有油脂，水氣一時無法侵入，但不到一個月又銹蝕的原因；也能很好解釋為什么用藍點法測試時無孔隙而褪鍍后基體上有蝕坑、裂紋的原因。

b．鍛件鍛造比過大也有可能造成材質缺陷。鍛件鍛造比一般要求大于或等于3，而有問題的活塞桿鍛造比則達到8以上，因為鋼錠存在偏析是不可避免的，所以過大的鍛造比就要求鋼錠中心線和鍛件軸線的一致性較高，以避免鋼錠的心部缺陷外露。當我們將有問題的活塞桿返修褪鍍又將桿徑車小后，發現桿的表面或多或少都存在缺陷，其中有大量的亮線及灰點，也有明顯的疏松及裂紋，更有甚者是返修時未褪鍍前用砂輪打磨銹蝕處發現基體上就已經存在有裂紋了。而GB/T 112611-90標準明確規定待鍍件表面不允許有氧化皮、斑點、凹坑等缺陷。

    c．還有一種材質缺陷也是由加工造成的，有些鍛件加工余量過大將表面密實部分加工掉了而露出了鋼錠心部的缺陷。鍛件校直不夠，加工時為了找正只好一邊多車一邊少車，結果多車那邊將密實部分車掉了，而少車那邊可能黑皮才剛車掉，這都是不正常的，都會對電鍍質量造成不良影響。

    d．鍛造專家認為對直徑大的40Cr鍛件選用520℃的回火溫度偏低（專家建議回火溫度不低于550℃），不能很好地消除鍛件中的應力，并且還應隨爐冷卻以便進一步地降低鍛件表面的殘余應力。殘余應力是產生微裂紋的根源之一，其不良后果是同鍍前不消應鍍后不去氫是一樣的。

    材質存在的上述缺陷是造成電鍍層非正常失效的主要原因，這種先天不足是不能用后天的電鍍來彌補的。

(4)返修后又很快失效的原因分析

    ①返修后又很快失效的主要原因是褪鍍后少了去氫工序。褪鍍液中含有較濃的酸，酸造成氫脆，因此，應在褪鍍后3h之內進行去氫。褪鍍后去氫不只是對40Cr這種對氫敏感的材質，對35鋼、45鋼及所有褪鍍件都必須去氫。褪鍍后不去氫可能在下一步電鍍過程中就會造成不良影響，這是不能用鍍后去氫加以彌補的。

    ②另一個造成返修后很快失效的原因是返修時增加了電鍍時的電流密度。在無實踐經驗的情況下輕易改變在水工行業用了幾十年、電鍍過近10萬根活塞桿的工藝是有風險的。