W połączeniach śrubowych często występuje rodzaj uszkodzenia znany jako pękanie zmęczeniowe. Do pęknięć zmęczeniowych dochodzi najczęściej w warunkach wibracyjnych. Podobnie jak kruchość wodorowa, jest to nagła awaria, a obecna technologia nie jest w stanie z góry przewidzieć, kiedy śruba pęknie z powodu zmęczenia. Dlatego od samego początku musimy podjąć działania zapobiegawcze.
Każda śruba ma swój okres użytkowania. Chociaż śruby nadają się do wielokrotnego użytku, nie są przeznaczone do nieograniczonej liczby cykli użytkowania. Kiedy śruby są stale poddawane dużym lub zmiennym obciążeniom w określonych środowiskach, prawdopodobieństwo pęknięcia zmęczeniowego znacznie wzrasta. Takie złamania mogą spowodować poważne uszkodzenia sprzętu produkcyjnego, a nawet doprowadzić do wypadków związanych z bezpieczeństwem.
Dlaczego w śrubach dochodzi do pękania zmęczeniowego? Powszechnie akceptowane wyjaśnienie w branży jest następujące: ze względu na różnice między środowiskiem usługśrubai materiału podstawowego łączonych części, a także różnice w kształcie i rozmiarze ruchomych elementów, nadmierne napięcie wstępne śruby może skutkować nierównym lokalnym rozkładem naprężeń. Pod ciągłymi, zmiennymi obciążeniami i przy niewystarczającej ciągliwości materiału wewnątrz śruby stopniowo tworzą się mikropęknięcia. Kiedy te niewidoczne pęknięcia osiągną punkt krytyczny, śruba nagle pęka. Gołym okiem wydaje się, że jest to chwilowa przerwa, ale w rzeczywistości rozwija się powoli z biegiem czasu. Proces przebiega następująco: podczas montażu powstają punkty koncentracji naprężeń, materiał podłoża śruby stopniowo się rozrywa, po pewnym czasie pojawiają się drobne pęknięcia, a po osiągnięciu stanu krytycznego następuje nagłe pęknięcie.
Jest to jeden z powodów, dla których wymagane są testy wytrzymałości na rozciąganie przed oddaniem śrub do użytku. Chociaż próba rozciągania nie trwa długo, pozwala na podstawową ocenę śruby na podstawie miejsca pęknięcia i siły zrywającej. Jeśli moment zrywający jest zbyt niski podczas badania, nie zaleca się stosowania tej partii śrub. Kolejnym ważnym czynnikiem jest zmiana temperatury otoczenia. Jeśli temperatura robocza jest zbyt wysoka lub niska albo gwałtownie się waha, żywotność śruby zostanie znacznie skrócona. W połączeniu z korozyjnym działaniem powietrza ryzyko pękania zmęczeniowego staje się bardzo wysokie.
Te czynniki awarii są spowodowane głównie niewystarczającą adaptacją materiału do środowiska. Potrafimy odpowiednio usprawnić procesy produkcyjne, aby zmniejszyć ryzyko pęknięć zmęczeniowych. Jeśli warunki na to pozwalają, śruby można-poddawać obróbce cieplnej przed walcowaniem gwintów (standardowym procesem jest najpierw walcowanie gwintów, a następnie obróbka cieplna). Alternatywnie,śruby z pełnym gwintemmożna zastąpić częściami gwintowanymi, gdyż gładka część trzpienia charakteryzuje się znacznie większą wytrzymałością zmęczeniową niż część gwintowana.
