Феноменът на повреда при пълзене на крепежни елементи

Какъв е феноменът на повреда при пълзене накрепежни елементи?

1, Пълзенето е явление на повреда, при което металните части претърпяват деформация при продължително напрежение и висока температура. Деформацията, причинена от плъзгане на зърното по границите на зърното, е основният механизъм на пълзене. Когато температурата на деформация се повиши до 0.35~0.7 Tm (Tm е температурата на топене), областта на тънкия слой близо до границата на зърното претърпява възстановяване и омекване, образувайки преход. След деформация отново се появява изкривяване, така че трябва да се възстанови и омекоти отново, за да се поддържа деформацията в тези области, което се нарича плъзгане по границата на зърното. Поради температурата и времето, необходими за възстановяване, плъзгане по границата на зърното може да се случи само при условия над определена температура.
Кривата на пълзене на опън на метала е разделена на три етапа:
В първия етап скоростта на пълзене постепенно се забавя от бърза, което е свързано с преразпределението на кристалните дефекти.
Във втория етап това показва, че двата механизма на втвърдяване и възстановяване са в равновесие, с постоянна скорост на пълзене. Този етап представлява значителна част от целия процес на пълзене.
В третия етап се проявява като увеличаване на скоростта на пълзене, при което деформационното втвърдяване на метала вече не е достатъчно, за да предотврати деформация, а намаляването на ефективното напречно сечение насърчава увеличаване на скоростта на пълзене, което води до счупване .
Не всички материали показват горните три етапа в тяхната крива на пълзене. Феноменът на повреда, причинен от промени в размера на предварително напрегнатите части по време на процеса на пълзене, се нарича термична релаксация. Болтовете, използвани за закрепване на фланците на съда под налягане, могат да се удължат поради пълзене при дългосрочни ефекти на температура и напрежение, което води до намаляване на предварителното натоварване и потенциално причинява изтичане на съда под налягане.
2, Основната характеристика и преценка на пълзенето е, че скоростта на деформация е много бавна. Може да се анализира въз основа на специфичните работни условия на частите, за да се определи дали има условия за пълзене (температура, напрежение и време). Без подходяща температура и достатъчно време няма да настъпи пълзене или счупване при пълзене. В крайната зона на счупване на счупването при пълзене ръбът на разкъсване не е толкова ясен, както при счупването на опън при стайна температура. При сканираща електронна микроскопия формата на зърното в близост до фрактурата при пълзене често не показва удължение, докато при голямо увеличение понякога могат да се видят кухини при пълзене.
3, Методите за идентифициране на повреда при пълзене са термична релаксация и пластична деформация, като и двете имат остатъчна деформация на макроскопично ниво и лесно се бъркат. Пластмасовата фрактура и персистиращата фрактура (или фрактурата при пълзене) лесно се бъркат, тъй като макроскопски има деформация преди фрактурата и образуване на шия близо до повърхността на фрактурата. Разликите могат да се разглеждат от следните аспекти.
1. Разликите в условията на труд са добре известни. Пластичната деформация и пластичното счупване възникват при напрежение на опън, с по-бърз процес и по-ниска температура. Термичната релаксация и постоянното счупване са процеси на повреда, при които температурата и времето играят важна роля. По-високите работни температури и по-дългите експлоатационни времена са необходими условия за този режим на повреда. За да разберете условията на работа, в допълнение към консултациите с писмени материали, проверете директно дали има следи от висока температура, като цвят на окисление, върху останките. Когато анализирате условията на труд, трябва да сте много внимателни. Например, високотемпературен съд под налягане е работил при ниско налягане дълго време и внезапно налягането се повишава, причинявайки свързванетоболтоведа се счупи. Само чрез конкретно разбиране на съответното налягане, температура и време за обслужване при различни работни условия може да се определи дали има повреда при пълзене.
2. Разликата в морфологията на фрактурата е, че пластичните вдлъбнатини върху пластичната повърхност на фрактурата са много ясни, а зоните, където се събират микропорите, са относително остри. При сканираща електронна микроскопия тези области изглеждат като ярки бели линии. На повърхността на фрактурата при пълзене зоните, където микропорите се агрегират, са относително матови и при сканираща електронна микроскопия в тези области няма очевидни бели ярки линии. На повърхността на фрактурата при пълзене може да се наблюдава окислителен цвят, а понякога също могат да се видят пори при пълзене.
3. Пълзенето на микроструктурата в близост до повърхността на фрактурата е предимно междузърнесто счупване, докато пластичното счупване е предимно трансгранулирано счупване. В проби, които са претърпели пълзене, е възможно да се видят пори за пълзене. В допълнение, въглеродната стомана остава при високи температури за дълго време, а карбидите се подлагат на известна степен на смилане на камък.
4, Мерки за подобряване на устойчивостта на пълзене
1. По отношение на дизайна е от решаващо значение да изберете правилно материалите и да определите размерите на частите въз основа на характеристиките на продукта. През последните години бяха разработени много нови материали, за да отговорят на нарастващите изисквания за температура и натоварване на продукта, но данните за ефективността на пълзене, които могат да бъдат предоставени на дизайнерите, не са достатъчни. В този случай, от една страна, може да възникне ранен отказ поради високото ниво на напрежение на дизайна. От друга страна, също е възможно дизайнът да е твърде консервативен, което води до ненужни отпадъци. Например, проектният живот на една топлоелектрическа централа обикновено е 100 000 часа. В Китай много главни тръбопроводи за пара от 540 градуса, 10 MPa котли за високо налягане на електроцентрали последователно са достигнали своя проектен живот. Въпреки това, според последните оценки на живота, е възможно уверено да се удължи експлоатационният живот на тези котли до 200 000 часа.
Най-общо казано, този режим на повреда изисква дълго време, което води до ниска скорост на реакция. Ефективна мярка е по-нататъшно проучване и определяне въз основа на изпитването и натрупването на свойствата на пълзене на материала.
2. В производството се прилага стриктно управление на качеството, за да се избегне сглобяването на продукти с части, които не отговарят на техническите спецификации, което е особено важно за продукти с по-дълги цикли на повреда. Разбира се, специфични мерки трябва да се формират въз основа на анализа на неизправностите по време на обслужване на продукта.
3. Мерки, взети по време на употреба: Претоварването е честа причина за повреда при пълзене на продуктите. Следователно стриктният контрол на условията на употреба по време на употреба е изключително важна мярка за подобряване на живота и надеждността на продукта. Засилването на мониторинга на състоянието на качеството на продуктите в експлоатация и ключовите компоненти е ефективна мярка за гарантиране на надеждността на продукта.