Η κατανόηση των μηχανισμών κατάρρευσης των μετάλλων είναι κρίσιμη για τους επαγγελματίες των μη καταστροφικών δοκιμών (NDT).Ο τεχνικός αυτός οδηγός καλύπτει έξι τύπους πρωτογενών καταγμάτων με στρατηγικές πρόληψης για βιομηχανικές εφαρμογές.
Τραυματισμός από διάβρωση από άγχος
Χαρακτηριστικά
Το κάταγμα διά διάβρωσης από άγχος είναι ένα κάταγμα που εμφανίζεται υπό τη συνδυασμένη δράση της έντασης και ειδικών διαβρωτικών μέσων.Η επιφάνεια του σπασμού παρουσιάζει γενικά εύθραυστα χαρακτηριστικά σπασμού, αλλά μπορεί μερικές φορές να συνοδεύεται από μικρή πλαστική παραμόρφωση..
Όταν το μέταλλο υποβάλλεται σε εφελκυστικό στρες, το φιλμ του προϊόντος διάβρωσης σπάει, εκθέτοντας φρέσκια μεταλλική επιφάνεια.Η φρέσκια μεταλλική επιφάνεια διαβρώνεται γρήγοραΑυτός ο κύκλος επαναλαμβάνεται, προκαλώντας ρωγμές να εξαπλώνονται συνεχώς μέσα στο μέταλλο, προκαλώντας τελικά κάταγμα.
Παράγοντες που Επηρεάζουν
Η κατάσταση άγχους, τα διαβρωτικά μέσα και η ευαισθησία του υλικού είναι οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν το κάταγμα διά διά διάβρωσης από άγχος.Διαφορετικά διαβρωτικά μέσα έχουν διαφορετικές επιδράσεις διαβρωτικής ρύπανσης σε διαφορετικά μεταλλικά υλικάΟρισμένα μεταλλικά υλικά έχουν υψηλή ευαισθησία σε συγκεκριμένα διαβρωτικά μέσα.
Μέτρα πρόληψης
Η σωστή επιλογή των υλικών, με την επιλογή υλικών που δεν είναι ευαίσθητα στη διάβρωση από άγχος.
μειώνει τα επίπεδα άγχους των συστατικών, χρησιμοποιώντας αναψύκωση και άλλες διαδικασίες για την εξάλειψη των υπολειπόμενων άγχων·
βελτίωση των περιβαλλοντικών συνθηκών, όπως η μείωση της συγκέντρωσης διαβρωτικών μέσων και ο έλεγχος της θερμοκρασίας·
να χρησιμοποιούν μέτρα προστασίας της επιφάνειας, όπως επικάλυψη και ηλεκτροπληγήση.
Προτεινόμενη μέθοδος NDT
Δοκιμασία διείσδυσης υγρού, ανίχνευση ρωγμών με υπερήχους
Τραυματισμός
Χαρακτηριστικά
Το σπάσιμο με σπρώξιμο είναι η αργή πλαστική παραμόρφωση και σπάσιμο που συμβαίνει με την πάροδο του χρόνου υπό υψηλή θερμοκρασία και σταθερή πίεση.στάδιο ορμητικής ροής σταθερής κατάστασηςΗ επιφάνεια του σπασμού είναι γενικά τραχιά με εμφανές χρώμα οξείδωσης.
Σε περιβάλλον υψηλών θερμοκρασιών, η ατομική δραστηριότητα μέσα στο μέταλλο αυξάνεται, και οι εκτοπίσεις ανέβουν και γλιστράνε εύκολα.προκαλώντας αργή πλαστική παραμόρφωση του μετάλλουΜε την πάροδο του χρόνου, η παραμόρφωση συσσωρεύεται, και όταν φτάνει σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο, προκαλεί το σχηματισμό ρωγμών και την εξάπλωση, οδηγώντας τελικά σε κάταγμα.
Παράγοντες που Επηρεάζουν
Η θερμοκρασία, το άγχος και ο χρόνος είναι οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν το κάταγμα με έλξη.Οι μεγαλύτερες ώρες αυξάνουν την πιθανότητα σπασμάτων με σέρμανσηΕπιπλέον, η χημική σύνθεση και η μικροδομή του υλικού επηρεάζουν επίσης τις ιδιότητες της σύρματος.
Μέτρα πρόληψης
Επιλέξτε υλικά ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες και ανθεκτικά σε σύρσεις.
ορθολογικός έλεγχος της θερμοκρασίας εργασίας και των επιπέδων άγχους, αποφεύγοντας μακροχρόνιες καταστάσεις υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης·
βελτιστοποίηση της μικροδομής του υλικού για τη βελτίωση της αντοχής σε σύρση.
Προτεινόμενη μέθοδος NDT
Υπερήχθη μέτρηση πάχους, μεταλλικογραφική ανάλυση
Τραυματισμός από κόπωση
![Cours_M_Rupture_3eme_GIM_S6 [Mode de compatibilité]](/photo/flaw-detectors/editor/20250801141625_40049.jpeg)
Χαρακτηριστικά
Το σπάσιμο λόγω κόπωσης είναι ένα σπάσιμο που εμφανίζεται μετά από ορισμένο αριθμό κύκλων υπό εναλλασσόμενη πίεση.και τελικό κάταγμαΗ επιφάνεια του σπασμού λόγω κόπωσης αποτελείται γενικά από ομαλές και τραχές ζώνες, όπου η ομαλή ζώνη είναι η περιοχή της αργής εξάπλωσης των ρωγμών και η τραχτή ζώνη είναι η περιοχή της τελικής ταχείας κατάρρευσης.
Υπό εναλλασσόμενη πίεση, ορισμένες αδύναμες περιοχές στην επιφάνεια του μετάλλου, όπως τα όρια των κόκκων και οι άκρες της ένταξης, παράγουν μικροσκοπικές ρωγμές - εκκίνηση ρωγμών.Οι ρωγμές επεκτείνονται συνεχώς υπό πίεσηΌταν οι ρωγμές εξαπλώνονται σε κάποιο βαθμό, η υπόλοιπη διατομή δεν μπορεί να αντέξει εξωτερικές δυνάμεις, με αποτέλεσμα την τελική κατάρρευση.
Παράγοντες που Επηρεάζουν
Το εύρος άγχους, το μέσο άγχος, ο αριθμός των κύκλων και το όριο κόπωσης του υλικού είναι οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν το κάταγμα κόπωσης.Το υψηλότερο εύρος έντασης και το μέσο άγχος επιταχύνουν την εξάπλωση των ρωγμών και συντομεύουν τη διάρκεια ζωής της κόπωσης· περισσότεροι κύκλοι αυξάνουν την πιθανότητα κατάρρευσης λόγω κόπωσης· υψηλότερο όριο κόπωσης υλικού δείχνει ισχυρότερη αντοχή σε κατάρρευση λόγω κόπωσης.
Μέτρα πρόληψης
Ορθολογικός σχεδιασμός δομών κατασκευαστικών στοιχείων για τη μείωση της συγκέντρωσης άγχους. Επιλογή υλικών με υψηλά όρια κόπωσης.
εκτελούν επεξεργασίες ενίσχυσης της επιφάνειας, όπως το σφαιρίδιο και το κυλίνδριο, για τη βελτίωση της αντοχής στην κόπωση της επιφάνειας·
να ελέγχει το μέγεθος φορτίου και τον αριθμό των κύκλων για να αποφεύγει την υπέρβαση των ορίων κόπωσης του υλικού.
Προτεινόμενη μέθοδος NDT
Δοκιμασία κυκλικού ρεύματος, επιθεώρηση μαγνητικών σωματιδίων
Τραγικό κάταγμα
Χαρακτηριστικά
Το εύθραυστο κάταγμα είναι ένα είδος κάταγματος στο οποίο το μέταλλο δεν υφίσταται σχεδόν καμία προφανή πλαστική παραμόρφωση πριν από το κάταγμα.Συχνά παρουσιάζουν κρυσταλλικά ή ελιγγιώδη πρότυπα, με μεταλλική λάμψη.
Η εύθραυστη κατάρρευση προκαλείται κυρίως από την παρουσία ρωγμών ή ελαττωμάτων στο εσωτερικό του μετάλλου.Όταν η συγκέντρωση άγχους φτάνει την αντοχή του υλικού σε σπάσιμοΗ κατάσταση αυτή της κατάρρευσης σχετίζεται συνήθως με την κρυσταλλική δομή του υλικού, την περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες και την κατάσταση άγχους.
Παράγοντες που Επηρεάζουν
Η εύθραυστη φύση του υλικού επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες: η υψηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα και ακαθαρσίες μειώνουν την αντοχή του μετάλλου και αυξάνουν την εύθραυστη φύση του.χαμηλών θερμοκρασιών αλλάζουν τη δομή των μεταλλικών κρυστάλλων, μειώνοντας την αντοχή· οι τριάξονες καταστάσεις ελαστικής πίεσης προάγουν επίσης εύθραυστο κάταγμα.
Μέτρα πρόληψης
Ελέγχουν αυστηρά τη χημική σύνθεση του υλικού και μειώνουν την περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες.
να εκτελεί κατάλληλη θερμική επεξεργασία για τη βελτίωση της μικροδομής και την αύξηση της αντοχής·
ορθολογικό σχεδιασμό δομών κατασκευαστικών στοιχείων για την αποφυγή τριαξικών καταστάσεων εφελκυστικής πίεσης·
να εφαρμόζει μέτρα προθερμοποίησης όταν χρησιμοποιείται σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας.
Προτεινόμενη μέθοδος NDT
Δοκιμή ηχητικών εκπομπών, υπερήχων φάσης
Τραυματισμός του νυχτερινού
Χαρακτηριστικά
Η ευκαμψία είναι ένα είδος κάταγματος όπου το μέταλλο υποβάλλεται σε προφανή πλαστική παραμόρφωση πριν από το κάταγμα.όπου η τοπική διατομή μειώνεται σημαντικάΗ επιφάνεια του σπασμού εμφανίζεται συνήθως ινώδης ή σε σχήμα κύπελλου και κώνου, με ένα θολό χρώμα και χωρίς εμφανή λάμψη.
Όταν το μέταλλο υποβάλλεται σε εξωτερικές δυνάμεις, οι εκτοξεύσεις γλιστράνε σε επίπεδα γλιστρίσματος.προκαλούν πλαστική παραμόρφωση των κρυστάλλωνΚαθώς η παραμόρφωση συνεχίζεται, οι εκτροπές μπλέκονται και συσσωρεύονται, σχηματίζοντας τοιχώματα εκτροπών και όρια υποσφαιρίων.πυροδοτεί το σχηματισμό και την ανάπτυξη μικροσωμάτωνΗ διασύνδεση των μικροσωμάτων οδηγεί τελικά σε κάταγμα μετάλλου.
Παράγοντες που Επηρεάζουν
Η χημική σύνθεση, η μικροδομή και η θερμοκρασία των υλικών έχουν σημαντικές επιδράσεις στο εύκαμπτο κάταγμα.το χάλυβα που περιέχει κατάλληλα στοιχεία κράματος έχει συνήθως καλύτερη αντοχή;
η δομή των λεπτών κόκκων μπορεί να βελτιώσει την αντοχή του μετάλλου·
ενώ σε περιβάλλον χαμηλών θερμοκρασιών, η αντοχή του μετάλλου μειώνεται σημαντικά, καθιστώντας πιο πιθανό το εύκαμπτο κάταγμα.
Μέτρα πρόληψης
Διάλεξε σωστά τα υλικά για να εξασφαλίσεις καλή αντοχή.
βελτιστοποίηση της μικροδομής του υλικού και βελτίωση των κόκκων μέσω διαδικασιών θερμικής επεξεργασίας·
να αποφεύγεται η χρήση μεταλλικών υλικών ευαίσθητων σε χαμηλές θερμοκρασίες σε περιβάλλον χαμηλών θερμοκρασιών.
Προτεινόμενη μέθοδος NDT
Ανάλυση θερμικής απορρόφησης, υπερήχων δοκιμών
Τύποι σπασμάτων μετάλλων Συνοπτικός πίνακας
| Τύπος κάταγματος |
Χαρακτηριστικά |
Μηχανισμός σχηματισμού |
Μέθοδοι Πρόληψης |
Μέθοδοι δοκιμής NDT |
| Τρίχωμα διά διά διάβρωσης από άγχος (SCC) |
Σπαθιά εμφάνιση, ειδική για το περιβάλλον, απρόβλεπτη |
ρήξη ταινίας διάβρωσης → τοπική επίθεση → εξάπλωση ρωγμών |
Επιλογή υλικών, μείωση του στρες, έλεγχος του περιβάλλοντος |
Δοκιμασία διείσδυσης υγρού, ανίχνευση ρωγμών με υπερήχους |
| Τραυματισμός |
Ακατέργαστη οξειδωμένη επιφάνεια, χρονικά εξαρτημένη παραμόρφωση |
Ανάβαση με εκτόνωση → οδική μετατόπιση → σχηματισμός κενού |
Σύνθετα υψηλής θερμοκρασίας, μείωση των πιέσεων, αξιολόγηση ζωής |
Υπερήχθη μέτρηση πάχους, μεταλλικογραφική ανάλυση |
| Τραυματισμός από κόπωση |
Λεπτές + τραχείς ζώνες, σημάδια από την παραλία, προοδευτική βλάβη |
Αρχή ρωγμής → σταθερή ανάπτυξη → γρήγορο κάταγμα |
Σκληροποίηση της επιφάνειας, μείωση των πιέσεων, επιλογή υλικών |
Δοκιμασία κυκλικού ρεύματος, επιθεώρηση μαγνητικών σωματιδίων |
| Τραγικό κάταγμα |
επίπεδη, κρυσταλλική επιφάνεια, ελάχιστη πλαστική παραμόρφωση, ξαφνική βλάβη |
Προπαραγωγή ρωγμών από συγκέντρωση στρες σε ελαττώματα |
Μείωση ακαθαρσίας, προθέρμανση, βελτιστοποίηση της κατάστασης άγχους |
Δοκιμή ηχητικών εκπομπών, υπερήχων φάσης |
| Τραυματισμός του νυχτερινού |
Υψηλή επιφάνεια ινώδης/κονοειδούς, ορατή γωνία, σκούρα εμφάνιση |
Κίνηση εκτόξευσης → κενό πυρήνα → συγχώνευση → αποτυχία |
Επεξεργασία σιτηρών, βελτιστοποίηση κράματος, έλεγχο θερμοκρασίας |
Υπερήχθης δοκιμή, ακτινογραφική επιθεώρηση |
Αναφορά:
Ο Zhou, Hongyu & Li, Jian & Liu, Jie & Yu, Peichen & Liu, Xinyang & Fan, Zhiyang & Hu, Anqing & He, Yinsheng. (2024).Σημαντική μείωση της διάρκειας ζωής του ατμοσωλήνα P91 λόγω αλλοιωμένης μικροδομής μετά από σύντομη συντήρησηΕπιστημονικές εκθέσεις 14. 10.1038/s41598-024-55557-w.
Η Επιτροπή θεωρεί ότι οι εν λόγω διατάξεις δεν εφαρμόζονται στην περίπτωση που οι εν λόγω διατάξεις δεν εφαρμόζονται στην περίπτωση που οι εν λόγω διατάξεις δεν εφαρμόζονται.
https://www.nde-ed.org/Physics/Materials/Mechanical/NotchToughness.xhtml
https://eengineerkey.com/creep-and-creep-fracture
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!