Nelle connessioni imbullonate, esiste un tipo di guasto noto come frattura da fatica. Questa frattura si verifica comunemente in ambienti di installazione vibrante e appartiene a modalità di guasto improvvisi come l'idrogeno. Poiché la tecnologia attuale non può prevedere in anticipo le fratture della fatica, la prevenzione deve iniziare dalle fasi iniziali di progettazione e produzione.
Tutti i bulloni hanno una vita di servizio finito. Sebbenebullonisono componenti riutilizzabili, non possono essere usati indefinitamente. Quando i bulloni sono sottoposti a sovraccarico prolungato in determinati ambienti, la probabilità di frattura della fatica aumenta in modo significativo. Tali guasti possono causare gravi danni alle attrezzature di produzione e persino portare a incidenti di sicurezza.
1. Meccanismo di formazione della frattura della fatica
La spiegazione ampiamente accettata per la frattura della fatica del bullone è:
Mancata corrispondenza materiale tra ilbullonee componenti di accoppiamento
Variazioni geometriche nelle parti in movimento installate
Concentrazione dello stress da un'eccessiva pre-tensione
Carico ciclico che superano i limiti di resistenza del materiale
Il processo di frattura prevede:
Iniziazione micro-crack nei punti di concentramento dello stress
Propagazione progressiva della crepa sotto carico ciclico
Improvviso fallimento catastrofico a dimensioni critiche della fessura
2. Fattori di influenza chiave
2.1 Fattori meccanici
Concentrazione di sollecitazione alle radici del filo e filetti di underhead
Grandezza e frequenza del carico ciclico
Forza di pre-tensione che superano i limiti di progettazione
2.2 Fattori ambientali
Variazioni di temperatura estrema (-40 grado a 400 gradi)
Atmosfere corrosive (spruzzo salino, ambienti acidi)
Vibration amplitudes >0. 5mm
2.3 Fattori materiali
Equilibrio inadeguato della tutela della forza
Trattamento termico improprio (ad es.
Difetti di superficie dai processi di produzione
3. Strategie di prevenzione e mitigazione
3.1 Ottimizzazione del design
RADIUS Thread Roots (min. 0. 1mm)
Raggio di filetto d'impegno maggiore o uguale a 1,5 mm
Usa parzialebulloni di filo(porzione di gambo non Throded)
3.2 Miglioramenti del processo
Discussione del trattamento post-calore Rolling
PEINGING STOGINO PER STRESSTRO DI COMPRESSIONE RESIDUO
Elettroplazione con sollievo con idrogeno.
3.3 Pratiche operative
Controllo della coppia entro tolleranza ± 10%
Test ultrasonici regolari (ogni 5, {1}} cicli)
Sostituzione dopo il 70% ha previsto la durata della fatica
4. Metodi di test e valutazione
4.1 Test del materiale
Testi di resistenza alla trazione (ASTM A370)
Test della vita a fatica (metodo di flessione rotante)
Misurazione della tenacità della frattura (metodo integrale J)
4.2 Simulazione ambientale
Thermal Cycling (-50 grado a 200 gradi)
Test di spruzzo salino (ASTM B117)
Test di fatica delle vibrazioni (metodo di risonanza)
