Qual è il fenomeno del cedimento per scorrimento viscosoelementi di fissaggio?
1, il creep è un fenomeno di guasto in cui le parti metalliche subiscono deformazione sotto stress a lungo termine e ad alta temperatura. La deformazione causata dallo scorrimento dei grani lungo i bordi dei grani è il principale meccanismo di scorrimento viscoso. Quando la temperatura di deformazione sale a 0,35~0,7 Tm (Tm è la temperatura del punto di fusione), l'area dello strato sottile vicino al bordo del grano subisce recupero e rammollimento, formando una transizione. Dopo la deformazione, la distorsione si verifica nuovamente, quindi è necessario ripristinarla e ammorbidirla nuovamente per mantenere la deformazione in queste aree, fenomeno chiamato scorrimento dei bordi dei grani. A causa della temperatura e del tempo necessari per il recupero, lo scivolamento dei bordi del grano può verificarsi solo in condizioni superiori ad una certa temperatura.
La curva di scorrimento a trazione del metallo è divisa in tre fasi:
Nella prima fase, la velocità di scorrimento rallenta gradualmente rispetto alla velocità, il che è legato alla ridistribuzione dei difetti cristallini.
Nella seconda fase indica che i due meccanismi di indurimento e recupero sono in equilibrio, con una velocità di scorrimento costante. Questa fase rappresenta una parte significativa dell’intero processo di scorrimento.
Nella terza fase, si manifesta con un aumento della velocità di scorrimento, a quel punto l'indurimento per deformazione del metallo non è più sufficiente a prevenire la deformazione, e la riduzione della sezione trasversale effettiva favorisce un aumento della velocità di scorrimento, portando alla frattura .
Non tutti i materiali presentano le tre fasi sopra descritte nella curva di scorrimento viscoso. Il fenomeno di rottura causato dai cambiamenti nelle dimensioni delle parti pretensionate durante il processo di scorrimento viscoso è chiamato rilassamento termico. I bulloni utilizzati per fissare le flange del recipiente a pressione possono allungarsi a causa dello scorrimento sotto gli effetti a lungo termine della temperatura e dello stress, con conseguente diminuzione del precarico e potenzialmente causa di perdite del recipiente a pressione.
2. La caratteristica principale e il giudizio sullo scorrimento viscoso sono che la velocità di deformazione è molto lenta. Può essere analizzato in base alle condizioni di lavoro specifiche delle parti per determinare se esistono condizioni per lo scorrimento (temperatura, stress e tempo). Senza una temperatura adeguata e un tempo sufficiente, non si verificheranno rotture da scorrimento o da scorrimento. Nella zona finale della frattura da scorrimento, la cresta di lacerazione non è così chiara come nella frattura da trazione a temperatura ambiente. Al microscopio elettronico a scansione, la forma del grano vicino alla frattura da scorrimento spesso non mostra allungamento, mentre ad alto ingrandimento a volte si possono vedere vuoti da scorrimento.
3, I metodi di identificazione del cedimento per scorrimento viscoso sono il rilassamento termico e la deformazione plastica, entrambi i quali presentano una deformazione residua a livello macroscopico e sono facilmente confusi. La frattura plastica e la frattura persistente (o frattura da scorrimento) sono facilmente confuse perché, macroscopicamente, è presente una deformazione prima della frattura e una strizione vicino alla superficie della frattura. Le differenze possono essere considerate dai seguenti aspetti.
1. Le differenze nelle condizioni di lavoro sono ben note. La deformazione plastica e la frattura plastica si verificano sotto sforzo di trazione, con un processo più veloce e con una temperatura più bassa. Il rilassamento termico e la frattura persistente sono processi di cedimento in cui la temperatura e il tempo giocano un ruolo importante. Temperature di esercizio più elevate e tempi di servizio più lunghi sono condizioni necessarie per questa modalità di guasto. Per comprendere le condizioni di lavoro, oltre a consultare materiali scritti, verificare direttamente se sui rottami sono presenti tracce di alta temperatura, come colore di ossidazione. Quando si analizzano le condizioni di lavoro bisogna essere molto cauti. Ad esempio, un recipiente a pressione ad alta temperatura ha funzionato a bassa pressione per molto tempo e improvvisamente la pressione aumenta, provocando il collegamentobullonirompere. Solo comprendendo in modo specifico la pressione, la temperatura e il tempo di servizio rilevanti in diverse condizioni di lavoro è possibile determinare se esiste un cedimento per scorrimento viscoso.
2. La differenza nella morfologia della frattura è che le fossette duttili sulla superficie della frattura plastica sono molto chiare e le aree in cui si aggregano i micropori sono relativamente taglienti. Al microscopio elettronico a scansione, queste aree appaiono come linee bianche luminose. Sulla superficie della frattura da scorrimento viscoso, le aree in cui si aggregano i micropori sono relativamente opache e, al microscopio elettronico a scansione, non sono presenti evidenti linee bianche luminose in queste aree. Sulla superficie della frattura da scorrimento viscoso si può osservare il colore dell'ossidazione e talvolta si possono vedere anche i pori da scorrimento viscoso.
3. Lo scorrimento della microstruttura vicino alla superficie della frattura è per lo più una frattura intergranulare, mentre la frattura plastica è per lo più una frattura transgranulare. Nei campioni sottoposti a creep è possibile osservare i pori di creep. Inoltre, l'acciaio al carbonio rimane a lungo a temperature elevate e i carburi subiscono un certo grado di macinazione a pietra.
4, Misure per migliorare la resistenza al creep
1. In termini di progettazione, è fondamentale selezionare correttamente i materiali e determinare le dimensioni delle parti in base alle caratteristiche del prodotto. Negli ultimi anni sono stati sviluppati molti nuovi materiali per soddisfare i crescenti requisiti di temperatura e carico del prodotto, ma i dati sulle prestazioni di scorrimento viscoso che possono essere forniti ai progettisti non sono sufficienti. In questo caso, da un lato, può verificarsi un cedimento precoce a causa dell'elevato livello di stress della struttura. D’altro canto, è anche possibile che il design sia troppo conservativo, generando inutili sprechi. Ad esempio, la durata di vita prevista di una centrale termoelettrica è generalmente di 100.000 ore. In Cina, molte condutture principali del vapore delle caldaie ad alta pressione delle centrali elettriche da 540 gradi e 10 MPa hanno successivamente raggiunto la loro durata di vita prevista. Tuttavia, secondo recenti stime di durata, è possibile estendere con sicurezza la durata di queste caldaie fino a 200.000 ore.
In generale, questa modalità di guasto richiede molto tempo, con conseguente velocità di risposta lenta. Una misura efficace è quella di studiare ulteriormente e determinare, in base ai test e all'accumulo, le proprietà di scorrimento del materiale.
2. Nella produzione viene implementata una rigorosa gestione della qualità per evitare di assemblare prodotti con parti che non soddisfano le specifiche tecniche, il che è particolarmente importante per i prodotti con cicli di guasto più lunghi. Naturalmente, dovrebbero essere formulate misure specifiche sulla base dell'analisi dei guasti durante l'assistenza del prodotto.
3. Misure adottate durante l'uso: Il sovraccarico è una causa comune di rottura da scorrimento nei prodotti. Pertanto, un controllo rigoroso delle condizioni di utilizzo durante l'uso è una misura estremamente importante per migliorare la durata e l'affidabilità del prodotto. Rafforzare il monitoraggio dello stato di qualità dei prodotti in servizio e dei componenti chiave è una misura efficace per garantire l'affidabilità del prodotto.
