Þegar PFA hitari bilar með sprungu er nauðsynlegt að bera kennsl á undirrót -hitaþreytu eða umhverfisálagssprungu (ESC)- fyrir úrbætur. Með því að nota steríósmásjá (20–50×) eða skanna rafeindasmásjá (SEM, 500–5.000×), kemur fram greinilegur formfræðilegur munur. Hitaþreytusprungur eru beinar, samsíða og með jöfnum millibili (1–5 mm á milli), liggja í kringum hitarann. Þeir eru með oddhvassar og sýna rákir (strandmerki) frá stigvaxandi vexti. ESC sprungur eru óreglulegar, greinóttar (eins og trjárætur) og stilltar af handahófi. Þær eiga uppruna sinn í yfirborðsgöllum eða rispum og eru með skörpum oddum án ráfa. ESC sprungur sýna einnig yfirborðssprungur (ör-trefjar sem brúa sprunguna) við mikla stækkun. PFA í kring í ESC tilfellum getur verið bólginn eða mislitaður af efnaárás. Hitaþreytusprungur eiga sér stað á heitasta svæðinu (nálægt vökvalínunni eða efri hlutanum); ESC sprungur eiga sér stað hvar sem er í snertingu við árásargjarn efni. Smásjárgreining greinir þá á áreiðanlegan hátt.
Sjónræn einkenni við 20–50× stækkun
| Eiginleiki | Hitaþreyta sprungur | Umhverfisálagssprunga (ESC) |
|---|---|---|
| Sprungustefna | Ummál (í kringum ás hitara) | Tilviljunarkennd, greinótt, hvikandi |
| Sprungubil | Venjulegur (1–5 mm á milli) | Óreglulegt, ekkert mynstur |
| Sprungustígur | Bein, ekki-grein | Greining (tré-líkt), rót-líkt |
| Sprunga brúnir | Slétt, slétt | Skarp, oddhvass |
| Yfirborðsáferð nálægt sprungu | Slétt, getur haft oxunarlit (gult/brúnt) | Sprunga (fínn trefjar), geta verið efnaleifar |
| Upprunapunktur | Hátt-álagssvæði (beygja, suðu, viðmót) | Yfirborðs rispur, galli eða efnafræðilega árás blettur |
| Meðfylgjandi skemmdir | Mislitun frá hita (gult til brúnt) | Bólga, mýking, kemísk útfelling |
Smásjármyndir (lýsing)
Við 50× stækkun birtist hitaþreytasprunga sem hrein lína sem liggur hornrétt á ás hitara (í ummál). Brúnirnar eru örlítið ávalar (frá hitamýkingu). Margar samhliða sprungur eru sýnilegar, jafnt á milli. Efnið á milli sprungna er heilt.
Við 50× birtist ESC sprunga sem röndótt, greinótt mynstur. Fínir örtrefjar (0,5–2 µm þykkir) spanna sprunguopið (sprunga). Sprunguoddurinn er skarpur. Minni dóttursprungur kvíslast í 30–60 gráðu hornum. Yfirborðið getur haft hvítt eða gruggugt útlit vegna efnaárásar.
Við 500× (SEM) sýnir hitaþreyta rákir (strandmerki) á sprunguyfirborðinu, sem gefur til kynna stigvaxandi vöxt. ESC sýnir tifrað brotflöt með dregnum fjölliða þráðum og engum rákum.
Skref-fyrir-skref aðgreiningarbókun
Hreinsaðu bilaða hitarahlutannmeð ísóprópanóli til að fjarlægja laust rusl. Ekki skrúbba; skola varlega.
Skoðaðu með berum augum: Hitaþreytusprungur eru oft sýnilegar sem hringir. ESC sprungur sjást ekki án stækkunar.
Notaðu steríósmásjá á 20–30×. Leitaðu að stefnumörkun (ummáls=hitaþreyta; handahófskennd=ESC).
Athugaðu hvort það sé brjálæði: Við 50×, ef fínir trefjar spanna sprunguna, er það ESC. Ef það er slétt er það hitaþreyta.
Athugaðu uppruna: Rekja sprunguna til upphafs hennar. Ef við suðu, flans eða kalda enda, grunar hitauppstreytu. Ef þú ert með rispur eða efnisútfellingu skaltu gruna ESC.
Athugaðu nærliggjandi svæði: Mislitun (brúnt/gult)=hitaþreyta. Bólga eða mýking=ESC.
Algengar gildrur í greiningu
| Athugun | Röng greining | Rétt greining | Hvers vegna |
|---|---|---|---|
| Ummál sprunga nálægt flans | ESC | Hitaþreyta | Flans er álagsstyrkur fyrir hitauppstreymi |
| Greinandi sprunga við yfirborðs rispu | Hitaþreyta | ESC | Scratch er streituþéttari fyrir efnaárás |
| Sprunga með gulri aflitun | ESC | Hitaþreyta | Gulnun er vegna hita, ekki efna |
| Sprunga með hvítri útfellingu | Hitaþreyta | ESC | Útfelling er efnaleifar (salt, sýra) |
| Margar samhliða sprungur | ESC | Hitaþreyta | Samhliða=hitauppstreymi á hjólreiðum |
Hagnýtt dæmi
PFA hitari bilaði eftir 6 mánuði í 20% HCl tanki við 80 gráður. Smásjárskoðun (40×) leiddi í ljós greinóttar sprungur sem komu frá yfirborðsrifu, með sprungu og engin mislitun. Greining: ESC vegna sýruárásar við klóra. Lausn: Komdu í veg fyrir rispur meðan á uppsetningu stendur; slétt yfirborðsáferð.
Annar hitari bilaði í heitavatnstanki (95 gráður) eftir 2 ár. Sprungur voru á ummáli, samsíða, jafnt á milli, með gulum-brúnum hitablæ. Greining: Hitaþreyta. Lausn: Dragðu úr hitastigi eða wattaþéttleika, eða notaðu ó-jafna vinda.
Ályktun: Smásjárgreining greinir greinilega sprungutegundir
Með því að nota steríósmásjá með 20–50× stækkun, eru hitaþreytasprungur aðgreindar frá umhverfisálagssprungum með stefnu (í ummáli vs. handahófi), bili (reglubundið á móti óreglulegu), greiningu (ekki til staðar vs. til staðar) og tilvist sprungna (engin vs. smásjár). Hitaþreytusprungur eru hitatengdar-og eiga sér stað í mikilli-sveifluþjónustu; ESC sprungur eru efna-tengdar og krefjast yfirborðsspennuþykkni. Rétt greining gerir markvissar aðgerðir til úrbóta: draga úr hitauppstreymi vegna þreytu; útrýma efnafræðilegri útsetningu eða streitu fyrir ESC. Tvær sprungur, tvær orsakir, tvær lækningar. Horfðu í gegnum linsuna, sjáðu mynstrið, lagaðu vandamálið. Smásjáin lýgur ekki. Notaðu það.
