一枚可靠性攻城獅(阿可)的一次攻城經(jīng)歷
故事從可靠性小工兵阿可開始,阿可自從入伍以來,就被分配到南海邊陲戍邊筑壘,擔(dān)負(fù)起了保家衛(wèi)國的重任,工作雖苦,阿可從無怨言,因?yàn)樗闹袝r(shí)刻牢記國防 “養(yǎng)兵千日,用兵一時(shí),召之即來,來之能戰(zhàn),戰(zhàn)之必勝” 的20字方針。
某年某月阿可接到上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的命令,需緊急在修建戰(zhàn)地工事和提前儲(chǔ)備足夠的彈藥糧草等軍備物資,但因本次任務(wù)緊迫,沒有時(shí)間像往常一樣從大后方運(yùn)送軍用級(jí)的材料到邊關(guān)修筑可靠的工事,他手上上只有普通的SUS304,SUS440C兩種不銹鋼材料可用,阿可雖然在南海邊陲戍邊數(shù)年,早已具備軍用級(jí)的材料建造堡壘的技能和經(jīng)驗(yàn),可本次普通的不銹鋼材料(未經(jīng)特殊工藝處理)還是首次實(shí)用,心中難免有些擔(dān)憂,于是阿可查閱相關(guān)資料,獲得基本信息如下:
304不銹鋼屬于奧氏體不銹鋼,440C不銹鋼屬于鐵素體不銹鋼,304耐腐蝕性、韌性和塑性優(yōu)于440C不銹鋼,而機(jī)械強(qiáng)度和硬度440C優(yōu)于304。
主要合金元素含量及其作用如下表所示:
基于工事需求所用材料硬度和強(qiáng)度必須要高,同時(shí)需要在該工事上用一個(gè)橡膠材料保護(hù)高精密的光學(xué)觀察掃描設(shè)備,于是阿可建議工程團(tuán)隊(duì)選用SUS440C材料來構(gòu)筑工事,可在建造完成驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)所用橡膠材料與440C不銹鋼接觸處被嚴(yán)重腐蝕了,同時(shí)還發(fā)現(xiàn)倉儲(chǔ)中的440C不銹鋼構(gòu)件本身也有局部分析現(xiàn)象,此時(shí)阿可壓力劇增,時(shí)間緊任務(wù)重,不??焖俑咝У亻_展原因調(diào)查并做有效改進(jìn)。阿可從440C構(gòu)件加工廠和橡膠選型兩方面同步開展根因調(diào)查分析工作。
調(diào)查發(fā)現(xiàn)加工廠加工完后的樣品有些已開始有腐蝕現(xiàn)象了,通過EDX發(fā)現(xiàn)腐蝕區(qū)域還有氯元素(強(qiáng)氧化性),于是下一步對(duì)加工廠的加工制程控制開展調(diào)查和分析。
該工事440C不銹鋼構(gòu)件加工流程概括如下:
而加工廠的生產(chǎn)制程環(huán)境中多個(gè)關(guān)鍵工藝控制不到位,存在引入污染物的風(fēng)險(xiǎn),主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)有:漂洗直接用自來水(含氯)且更換頻次不夠,烤箱缺乏有效保養(yǎng)和校驗(yàn),真空塑封機(jī)內(nèi)較臟,該不銹鋼構(gòu)件厚道過程生產(chǎn)人員不帶收到拿?。ㄈ耸稚嫌泻挂海?,漂洗過程中加入的除油粉成分未知等。
除油粉SEM/EDX分析結(jié)果來看,它含有Cl和S等有害元素,需對(duì)除油粉進(jìn)行優(yōu)化。
棕剛玉砂與氧化鋯砂的SEM及EDX對(duì)比分析結(jié)果來看,氧化鋯砂比棕剛玉啥純度高,且氧化鋯砂顆粒較規(guī)則而棕剛玉砂極度不規(guī)則,這樣可能導(dǎo)致構(gòu)件表面粗糙度和平面度不如氧化鋯砂來的好。
440C腐蝕不良魚骨圖分析:
2、加工廠提升改善:
2.1 增加加工車間溫濕度控制
2.2 后道工序增加抽濕機(jī),特別是包裝車間區(qū)域
2.3 漂洗改用去離子水,且需與拋光車間隔離開來
2.4 更換不含鹵素的除油粉
2.5 后道工序工人必須戴干凈的手套并明確其更換頻次
2.6 嚴(yán)格規(guī)范關(guān)鍵工序的清理清潔
3、橡膠材料調(diào)查分析:
選用的橡膠為CR氯丁橡膠,其化學(xué)分子式如下:
從其分子式可用看出CR側(cè)鏈上有Cl元素,通過一定的聚合或縮聚反應(yīng)來制備CR橡膠產(chǎn)品,但Cl是從小分子上掛到側(cè)鏈上的,如CR制備工藝控制不當(dāng)(如交聯(lián)不充分),則有可能造成氯離子殘留,氯離子具有較強(qiáng)的氧化性,同時(shí)在海邊的海水中和空氣中也含有一定的氯離子,從而導(dǎo)致氯離子對(duì)440C不銹鋼進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致不銹鋼被氧化腐蝕。
氯與不銹鋼的反應(yīng):
4、橡膠材料提升改善:將CR橡膠改為不含鹵素的熱塑型橡膠TPV
5、設(shè)計(jì)改善:
5.1 不銹鋼噴砂工藝改為QPQ工藝
5.2 不銹鋼噴砂工藝改為鈍化處理工藝
6、改善驗(yàn)證:
通過濕熱試驗(yàn)(Damp Heat)168hrs驗(yàn)證,改善后的不銹鋼工事構(gòu)件的腐蝕情況大為改觀,但仍需時(shí)間的檢驗(yàn)。
寫在最后,阿可這枚可靠性攻城獅,所面臨的問題,在我們實(shí)際產(chǎn)品工程中,時(shí)有發(fā)生,需要我們可靠性攻城獅“廣積糧,緩失效”。
寶劍鋒從磨礪出,梅花香自苦寒來,送給所有可靠性攻城獅!
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