W połączeniach przykręconych istnieje rodzaj awarii znany jako złamanie zmęczeniowe. Złamanie to zwykle występuje w wibrujących środowiskach instalacyjnych i należy do trybów nagłej awarii, takich jak kruchość wodoru. Ponieważ obecna technologia nie może wcześniej przewidzieć złamań zmęczeniowych, zapobieganie musi rozpocząć się od początkowego etapu projektowania i produkcji.
Wszystkie śruby mają skończone życie na służbie. Chociażśrubysą składnikami wielokrotnego użytku, nie można ich używać w nieskończoność. Gdy śruby są poddawane długotrwałym przeciążeniu w niektórych środowiskach, prawdopodobieństwo złamania zmęczenia znacznie wzrasta. Takie awarie mogą powodować poważne uszkodzenie sprzętu produkcyjnego, a nawet prowadzić do incydentów bezpieczeństwa.
1. Mechanizm formowania złamania zmęczenia
Powszechnie akceptowane wyjaśnienie złamania zmęczenia śrubowego jest:
Materialny niedopasowanie międzyśrubai komponenty krycia
Geometryczne zmiany w zainstalowanych ruchomych częściach
Stężenie stresu z nadmiernego napięcia
Obciążenie cykliczne przekraczające granice wytrzymałości materiału
Proces złamania obejmuje:
Inicjacja mikroprzepuszona w punktach stężenia naprężeń
Progresywna propagacja pęknięcia przy obciążeniu cyklicznym
Nagła katastrofalna awaria przy krytycznym rozmiarze pęknięcia
2. Kluczowe czynniki wpływające
2.1 Czynniki mechaniczne
Stężenie stresu w korzeniach nici i podważnych filetach
Wielkość i częstotliwość obciążenia cyklicznego
Siła wstępna przekraczająca limity projektowe
2.2 Czynniki środowiskowe
Ekstremalne zmiany temperatury (-40 do 400 stopnia)
Atmosfery korozyjne (spray solne, kwaśne środowiska)
Vibration amplitudes >0. 5 mm
2.3 Czynniki materialne
Nieodpowiednia równowaga siły
Niewłaściwe obróbka cieplna (np. Nadmierna temperatura)
Wady powierzchniowe z procesów produkcyjnych
3. Strategie zapobiegania i łagodzenia
3.1 Optymalizacja projektowania
RADIUS NICTOR NICS (min. 0. 1 mm)
Pokręt podważony filet większy lub równy 1,5 mm
Użyj częściowegośruby gwintu(Niemokreana część Shank)
3.2 Ulepszenia procesu
Przewrotka po podgrzewaniu nić leczenia
Peening na resztkowe naprężenie ściskające
Galwanizacja z ulgą do kruchości wodoru
3.3 Praktyki operacyjne
Kontrola momentu obrotowego w ± 10% tolerancji
Regularne testy ultradźwiękowe (co 5, 000 cykle)
Wymiana po 70% przewidywała żywotność zmęczeniową
4. Metody testowania i oceny
4.1 Testowanie materiałowe
Testy wytrzymałości na rozciąganie (ASTM A370)
Testowanie żywotności zmęczeniowej (metoda gięcia obrotowego)
Pomiar wytrzymałości pęknięć (metoda J-ENTEGRAL)
4.2 Symulacja środowiskowa
Cyklowanie termiczne (-50 do 200 stopni)
Testowanie w sprayu solnym (ASTM B117)
Testowanie zmęczeniowe wibracji (metoda rezonansu)
