क्या स्टेनलेस स्टील विफल हो गया? सामग्री बनाम अनुप्रयोग विफलता की पहचान के लिए एक फोरेंसिक इंजीनियर का मार्गदर्शिका

क्या स्टेनलेस स्टील विफल हो गया? सामग्री बनाम अनुप्रयोग विफलता की पहचान के लिए एक फोरेंसिक इंजीनियर का मार्गदर्शिका

जब स्टेनलेस स्टील के घटक विफल हो जाते हैं - चाहे दरार, गड्ढे या आकस्मिक भंग के कारण - तुरंत सवाल उठता है: क्या यह सामग्री या अनुप्रयोग की वजह से था? एक फोरेंसिक इंजीनियर के रूप में, इन कारणों के बीच अंतर करना दोष का आरोप लगाने, दोहराव को रोकने और भविष्य की सामग्री को निर्दिष्ट करने के लिए महत्वपूर्ण है। यहां मूल कारण निर्धारित करने की एक संरचित पद्धति है।

? 1. प्रारंभिक विफलता मूल्यांकन: स्थल को दस्तावेजीकृत करें

साक्ष्य सुरक्षित करें

• असफलता स्थल के कई कोणों से फोटो लें, भंग सतहों के मैक्रो और करीबी शॉट्स सहित।

• पर्यावरणीय स्थितियों को नोट करें: तापमान, पीएच, क्लोराइड सांद्रता और रसायनों के संपर्क में आना।

• संचालन तनावों को रिकॉर्ड करें: स्थैतिक भार, चक्रीय भारण या तापीय चक्रण।

नमूने इकट्ठा करें

• भंग सतहों को नुकसान पहुंचाए बिना सावधानीपूर्वक विफल घटकों को निकालें।

• तुलना के लिए संग्रहित आसन्न प्रभावित नहीं सामग्री।

⚠️ 2. स्टेनलेस स्टील में आम विफलता मोड

ए. सामग्री-आधारित विफलताएं

ये खुद स्टील में निहित दोषों से उत्पन्न होते हैं।

1. गलत ग्रेड का चयन

   • उदाहरण उच्च-क्लोराइड वाले वातावरण में 304 का उपयोग करना, जहां 316 की आवश्यकता होती है।

   • प्रमाण आक्रामक माध्यम में समान रूप से छेद (पिटिंग) या दरार (क्रेविस) संक्षारण।

2. धातु विज्ञान संबंधी दोष

   • समावेश सल्फाइड या ऑक्साइड समावेशन, तनाव केंद्रित करने वाले के रूप में कार्य करते हैं।

     • प्रमाण स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) दरार के उत्पत्ति स्थलों पर MnS स्ट्रिंगर्स को उजागर करती है।

   • सिग्मा फेज भंगुरता अनुचित ऊष्मा उपचार के कारण डुप्लेक्स ग्रेड (उदाहरण के लिए, 2205) में अवक्षेपण।

     • प्रमाण प्रभाव कठोरता (चार्पी परीक्षण) की हानि, अंतराकोशिक भंजन।

3. नकली या गलत लेबल वाली सामग्री

   • उदाहरण : 304 को 316 के रूप में बेचा गया।

   • प्रमाण : XRF विश्लेषण में मोलिब्डेनम (Mo) की कम मात्रा दिखाई दी (<316 के लिए 2.1%)।

बी. एप्लीकेशन-आधारित विफलताएं

ये सामग्री की गुणवत्ता से संबंधित बाहरी कारकों के कारण होती हैं।

1. तनाव संक्षारण दरार (SCC)

   • कारण : तन्य तनाव + क्लोराइड + तापमान का संयोजन।

   • प्रमाण : सूक्ष्मदर्शी के नीचे संक्षारण दरारें (क्लोराइड SCC के लिए सामान्य)।

2. गैल्वानिक कोरोशन

   • कारण : इलेक्ट्रोलाइट्स में अधिक एनोडिक धातु (उदाहरण: कार्बन स्टील) के साथ स्टेनलेस स्टील का युग्मन।

   • प्रमाण : संपर्क बिंदुओं पर स्थानीय संक्षारण।

3. अनुचित निर्माण

   • वेल्डिंग दोष :

     • पर्ज (पीछे की ओर शर्करा जमा) की कमी।

     • ऊष्मा रंगत (ऑक्साइड छाल) हटाया नहीं गया, जिससे क्रोमियम-न्यून क्षेत्र बन गए।

   • शीत कार्य अवशिष्ट तनाव पैदा करता है, एससीसी को बढ़ावा देता है।

4. अपर्याप्त रखरखाव

   • उदाहरण : कार्बन स्टील उपकरणों से लौह दूषण साफ नहीं हुआ, जिससे गड्ढा बन गया।

? 3. फोरेंसिक जांच तकनीकें

दृश्य और सूक्ष्म निरीक्षण

• स्टीरियो माइक्रोस्कोपी भंग टाइप (प्रत्यास्थ बनाम भंगुर) की पहचान करें।

• SEM/EDS भंग सतहों के तत्व संरचना (उदाहरण के लिए, क्लोराइड उपस्थिति) का विश्लेषण करें।

सामग्री सत्यापन

• XRF गन कुछ सेकंड में ग्रेड संरचना के सत्यापन करें।

• ऑप्टिकल उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी (OES) मिश्र धातुओं का सटीक मात्रात्मक विश्लेषण।

यांत्रिक और संक्षारण परीक्षण

• डर्डनेस परीक्षण उच्च कठोरता अनुचित ऊष्मा उपचार का संकेत दे सकती है।

• चार्पी V-नॉच : प्रभाव कठोरता का आकलन करें (कम मान भंगुरता का सुझाव देते हैं।)

• एएसटीएम जी48 परीक्षण : विवरण प्रतिरोध का आकलन करें (यदि विफलता संक्षारण से संबंधित है।)

अनुकरण परीक्षण

• सेवा स्थितियों (उदा., संचालन तापमान पर क्लोराइड के संपर्क में होना) को एक ही बैच से प्राप्त नमूनों पर दोहराएं।

? 4. निर्णय वृक्ष: सामग्री बनाम अनुप्रयोग

कारणों को संकुचित करने के लिए इस फ्लोचार्ट का उपयोग करें:

1. चरण 1: सामग्री ग्रेड की पुष्टि करें

   • यदि एक्सआरएफ गलत संरचना दर्शाता है → सामग्री विफलता .

   • यदि संयोजन सही है → चरण 2 पर जाएं।

2. चरण 2: भंग सतह की जांच करें

   • यदि तन्य डिम्पलिंग है → अतिभार (एप्लीकेशन)

   • यदि अंतरानुकणिक दरार → संवेदनशीलता (सामग्री) या SCC (एप्लीकेशन) के लिए जांच करें।

   • यदि पिटिंग है → क्लोराइड (एप्लीकेशन) या अशुद्धियों (सामग्री) के लिए जांच करें।

3. चरण 3: निर्माण इतिहास की जांच करें

   • यदि वेल्ड में प्यूर्ज गैस की कमी है या गर्मी का रंग दिखाई दे रहा है → एप्लीकेशन विफलता .

   • यदि सामग्री दोषपूर्ण स्थिति में प्राप्त हुई है (उदाहरण के लिए, टूटी हुई बिलेट) → सामग्री विफलता .

?️ 5. केस स्टडी: असफल स्टेनलेस स्टील पंप शाफ्ट

• पृष्ठभूमि : एक समुद्री अनुप्रयोग में 6 महीने बाद 316L शाफ्ट टूट गई।

• जाँच :

  • XRF ने सही रसायन विज्ञान की पुष्टि की (Mo = 2.5%)।

  • SEM ने एक गड्ढे से उत्पन्न होने वाली थकान रेखाएं दिखाई।

  • EDS ने गड्ढे के भीतर उच्च क्लोराइड का पता लगाया।

• मूल कारण : एप्लीकेशन विफलता . समुद्र के पानी से प्राप्त क्लोराइड जमा के नीचे सांद्रित हो गए, जिससे थकान दरारों की शुरुआत हुई।

• फिक्स : अक्रिय क्षेत्रों से बचने के लिए पुनर्डिज़ाइन; पिटिंग प्रतिरोध के लिए बेहतर 2205 डुप्लेक्स में अपग्रेड करें।

✅ 6. रोकथाम रणनीति

सामग्री विफलताओं के लिए

• ISO 9001 प्रमाणन के साथ मिलों से स्रोत।

• प्रत्येक बैच के लिए मिल टेस्ट रिपोर्ट (MTRs) की आवश्यकता होती है।

• आगमन निरीक्षण (XRF, कठोरता परीक्षण) करें।

अनुप्रयोग विफलताओं के लिए

• सामग्री चयन से पहले संक्षारण जोखिम मूल्यांकन का संचालन करें।

• पैसीवेशन और फैब्रिकेशन के लिए ASTM A380/A967 का पालन करें।

• स्टेनलेस-विशिष्ट प्रक्रियाओं (उदाहरण के लिए, प्यूर्ज गैस उपयोग) पर वेल्डरों को प्रशिक्षित करें।

? निष्कर्ष: एक सुव्यवस्थित दृष्टिकोण सफलता देता है

विफलताएं दुर्लभ होती हैं। अक्सर, सामग्री दोष और अनुप्रयोग की त्रुटियां एक दूसरे से जुड़ी होती हैं। कठोर निष्कर्ष विश्लेषण और उद्योग मानकों के संयोजन से, आप कारण की पहचान कर सकते हैं और प्रभावी सुधारात्मक कार्यवाही को लागू कर सकते हैं।

Pro Tip : विफलता डेटाबेस बनाए रखें - जांच की दस्तावेजीकरण भविष्य के निदान को तेज करता है और दावों की जिम्मेदारी तय करने में मदद करता है।