Parabolický zákon
Parabolický zákon popisuje, jak rychle roste únavová trhlina za jeden zatěžovací cyklus (da/dN). Dává tento růst do vztahu s rozkmitem faktoru intenzity napětí (ΔK). Pro svary je to nejdůležitější nástroj pro výpočet zbytkové životnosti a intervalů kontroly.
Fyzikálně-chemický mechanismus účinku
Na špičce trhliny vzniká při každém zatěžovacím cyklu malá plastická zóna. Trhlina se otevírá a zavírá, přičemž roste o nepatrný kousek. Parisův zákon popisuje tento proces vzorcem: da/dN = C * (ΔK)^m. ΔK je rozdíl mezi maximálním a minimálním faktorem intenzity napětí. V dvojitě logaritmickém zobrazení vzniká přímka. Směrnice m je u oceli obvykle mezi 2 a 4. Pod prahovou hodnotou ΔK_th trhlina prakticky neroste.
Metalurgická relevance a rizika při svařování
Svary téměř vždy obsahují malé vady: póry, struskové vměstky, studené spoje. Ty působí jako vruby. Navíc svařovací pnutí vytváří tahová napětí, která drží trhlinu otevřenou. Tím klesá prahová hodnota ΔK_th a růst trhliny začíná dříve. Vrubový účinek na svaru zvyšuje lokální napětí a tím ΔK. Pokud se růst ignoruje, může se malá vada stát kritickou trhlinou a náhle vést k lomu.
Praxe v dílně a pokyny
Stanov počáteční velikost trhliny nedestruktivní zkouškou: ultrazvukem (UT) nebo magnetickou práškovou metodou (MT). Odhadni ΔK pomocí analýzy napětí nebo tabulkových hodnot. Vypočítej životnost integrací da/dN od počáteční velikosti trhliny po kritickou velikost. Typická prahová hodnota pro ocel: ΔK_th ≈ 5–6 MPa√m (při R = 0,1). Leží-li ΔK pod prahovou hodnotou, trhlina neroste. Sniž ΔK menšími amplitudami napětí, lepší geometrií svaru (vybrousit přechod svaru, TIG nástřik) a tlakovými pnutími (např. kladívkování). Stanov intervaly kontrol výpočtem, ne libovolně. Intervaly musí být kratší než doba, za kterou by zjistitelná trhlina dorostla do kritické velikosti. Materiálové konstanty: Pro konstrukční ocel je m ≈ 3, C leží podle jednotek v rozsahu 10^-11 až 10^-13 (při da/dN v m/cyklus, ΔK v MPa√m). Používej pouze hodnoty z ověřených zdrojů.