Аналіз перелому втоми в болтових суглобах

У болтових з'єднаннях виникає тип відмови, відомий як перелом втоми. Цей перелом зазвичай виникає у вібраційних умовах встановлення і належить до раптових режимів відмови, таких як розгортання водню. Оскільки нинішня технологія не може заздалегідь передбачити переломи втоми, профілактика повинна починатися з початкових етапів проектування та виготовлення.

 

Усі болти мають життя обмеженого обслуговування. Хочболтиє компонентами багаторазового використання, їх неможливо використовувати на невизначений термін. Коли болти піддаються тривалому перевантаженню в певних умовах, ймовірність перелому втоми значно зростає. Такі збої можуть завдати серйозної шкоди виробничому обладнанню і навіть призвести до випадків безпеки.

1. Механізм формування перелому втоми

 

Широко прийняте пояснення перелому втоми болта є:

 

МАЛАСТИНА МІЗНА міжболтта компоненти спаровування

Геометричні варіації встановлених рухомих деталей

Концентрація стресу від надмірного перед напругою

Циклічне навантаження, що перевищує межі витривалості матеріалу

 

Процес перелому передбачає:

 

Ініціація мікро-креки в точках концентрації стресу

Прогресивне поширення тріщин при циклічному навантаженні

Раптова катастрофічна невдача при критичному розмірі тріщин

2, ключові фактори, що впливають

2.1 Механічні фактори

 

Концентрація стресу при ниткових коренях та підкладках

Величина та частота циклічного навантаження

Сила попереднього натягу, що перевищує межі проектування

2.2 Фактори навколишнього середовища

 

Екстремальні коливання температури (-40 ступінь до 400 градусів)

Корозійні атмосфери (сольовий спрей, кисле середовище)

Vibration amplitudes >0. 5 мм

2.3 Матеріальні фактори

 

Неадекватний баланс силості

Неправильна термічна обробка (наприклад, переробка)

Поверхневі дефекти виробничих процесів

3. Стратегії профілактики та пом'якшення

3.1 Оптимізація дизайну

 

RADIUS Thread Roots (Min. 0. 1 мм)

Радіус філе під вищими витратами більше або дорівнює 1,5 мм

Використовуйте часткове-болти нитки(Непоточна частина хвостовика)

3.2 Покращення процесів

 

Потопка після нагрівання

Постріл на залишковий стрес

Електропірування з полегшенням водню

3.3 Оперативні практики

 

Контроль крутного моменту в межах ± 10% толерантності

Регулярне ультразвукове тестування (кожні 5, 000 цикли)

Заміна після 70% передбачила термін втоми

4. Методи тестування та оцінки

4.1 Тестування матеріалу

 

Тестування на розрив (ASTM A370)

Тестування на втому (метод обертання вигину)

Вимірювання міцності на переломи (J-інтеграційний метод)

4.2 Екологічне моделювання

 

Термічний цикл (-50 ступінь до 200 градусів)

Тест на розпилення солі (ASTM B117)

Тестування на втому вібрації (метод резонансу)