废气再循环单向阀阀片失效分析及腐蚀防护

作者：李亚东; 罗长增; 翟文强; 张吉贤^*

来源：表面技术, 2022, 51(09): 234-242.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.09.024

• 废气再循环
• 柴油机
• 不锈钢
• 腐蚀
• 电化学阻抗谱
• 涂层

目的 明确废气再循环（ExhaustGasRecirculation,EGR）单向阀阀片的腐蚀失效机理及防护涂层的失效过程，提高其服役寿命和可靠性。方法 利用电火花直读光谱仪、金相显微镜、体视显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等对EGR单向阀阀片断裂件进行失效分析，表征其化学成分、宏观腐蚀形貌、微观腐蚀形貌及腐蚀产物的元素分布，明确失效机制。采用电化学测试方法和浸泡试验对比研究了3种涂层防护的有效性，包括聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene,PTFE）、淬火–抛光–淬火（Quench-Polish-Quench,QPQ）+PTFE和聚酰胺酰亚胺涂层，揭示EGR单向阀阀片的腐蚀失效机理及防护涂层的失效过程。结果 EGR单向阀阀片表面及断口腐蚀严重。随着浸泡时间的延长，3种涂层的吸水率增加。涂层电容增大而电荷转移电阻减小，涂层的防护性能降低。30d的浸泡试验结果显示，聚酰胺酰亚胺涂层的耐蚀性最好，涂层剥落少，其次是PTFE涂层，而QPQ+PTFE涂层的耐蚀性最差，涂层大面积脱落且划痕处和阀片边缘出现了明显的腐蚀产物。结论 EGR单向阀阀片断裂的主要原因是腐蚀降低了单向阀阀片的承载能力，在应力作用下发生断裂而失效；受涂层厚度限制，3种涂层在浸泡24h后均发生溶液渗入涂层到达涂层/金属基体界面的过程，涂层的耐渗水性能低。聚酰胺酰亚胺涂层和PTFE涂层可以作为防护涂层，能在一定程度上提高单向阀的服役寿命。

• 单位
  潍柴动力股份有限公司