قانون باريس

آلية التأثير الفيزيائي-الكيميائي

عند رأس الشرخ تتكون عند كل تغير حمل منطقة لدونة صغيرة. ينفتح الشرخ وينغلق، فينمو بمقدار ضئيل جداً. يصف قانون باريس هذه العملية بالمعادلة: da/dN = C * (ΔK)^m. ΔK هو الفرق بين معامل شدة الإجهاد الأقصى والأدنى. في التمثيل اللوغاريتمي المزدوج ينتج خط مستقيم. الميل m في الفولاذ غالباً بين 2 و 4. تحت قيمة عتبة ΔK_th لا ينمو الشرخ عملياً.

الأهمية المعدنية والمخاطر في اللحام

تحتوي اللحامات دائماً تقريباً على عيوب صغيرة: مسامات، شوائب خبث، عيوب التصاق. تعمل هذه مثل شقوق ابتدائية. بالإضافة إلى ذلك، تولد الإجهادات الداخلية للحام إجهادات شد تُبقي الشرخ مفتوحاً. وبذلك تنخفض قيمة العتبة ΔK_th، ويبدأ نمو الشرخ أبكر. يزيد تأثير الحز عند اللحام الإجهاد الموضعي وبالتالي ΔK. إذا أُهمل النمو، فقد يصبح عيب صغير شرخاً حرجاً ويؤدي فجأة إلى الكسر.

ممارسة الورشة وتعليمات العمل

حدد حجم الشرخ الابتدائي بفحص غير مدمر: الموجات فوق الصوتية (UT) أو المسحوق المغناطيسي (MT). قدّر ΔK من خلال تحليل الإجهاد أو جداول مرجعية. احسب العمر بالتكامل من da/dN من حجم الشرخ الابتدائي إلى حجم الشرخ الحرج. قيمة العتبة النموذجية للفولاذ: ΔK_th ≈ 5–6 MPa√m (عند R = 0,1). إذا كان ΔK تحت العتبة، لا ينمو الشرخ. قلل ΔK بتقليل تقلبات الإجهاد، تحسين هندسة اللحام (جلخ انتقال اللحام، معالجة لاحقة TIG) وإجهادات ضغط داخلية (مثل طريقة الطرق). حدد فترات الفحص حسابياً، وليس عشوائياً. يجب أن تكون الفترات أقصر من الزمن الذي ينمو فيه شرخ مرئي إلى الحجم الحرج. ثوابت المادة: للفولاذ الإنشائي m ≈ 3، C يقع حسب الوحدة في المجال 10^-11 إلى 10^-13 (عند da/dN بالمتر/دورة، ΔK بـ MPa√m). استخدم فقط قيماً من مصادر موثوقة.