Paris-törvény
A Paris-törvény leírja, hogy egy fáradási repedés milyen gyorsan nő ciklusonként (da/dN). Ezt a növekedést kapcsolatba hozza a feszültségintenzitás-tényező ingadozási szélességével (ΔK). Hegesztett varratoknál ez a legfontosabb eszköz a maradék élettartam és a vizsgálati intervallumok kiszámításához.
Fizikai-kémiai hatásmechanizmus
A repedés csúcsán minden terhelési ciklusnál egy kis képlékeny zóna keletkezik. A repedés nyílik és záródik, közben apró mértékben növekszik. A Paris-törvény ezt a folyamatot a következő képlettel írja le: da/dN = C * (ΔK)^m. ΔK a maximális és minimális feszültségintenzitási tényező közötti különbség. Kettős logaritmikus ábrázolásban egyenest kapunk. Az m meredekség acélnál általában 2 és 4 között van. Egy ΔK_th küszöbérték alatt a repedés gyakorlatilag nem növekszik.
Hegesztési relevancia és kockázatok
A hegesztési varratok szinte mindig tartalmaznak apró hibákat: pórusokat, salakzárványokat, beolvadási hibákat. Ezek bemetszésként működnek. Ráadásul a hegesztési feszültségek húzófeszültségeket hoznak létre, amelyek nyitva tartják a repedést. Ez csökkenti a ΔK_th küszöbértéket, és a repedésnövekedés korábban elindul. A varrat bemetszéshatása növeli a helyi feszültséget, és így a ΔK-t. Ha a növekedést figyelmen kívül hagyjuk, egy apró hiba kritikus repedéssé válhat, és hirtelen törést okozhat.
Műhelygyakorlat és teendők
Határozd meg a kezdeti repedésméretet roncsolásmentes vizsgálattal: ultrahang (UT) vagy mágneses por (MT). Becsüld meg a ΔK-t feszültség-analízissel vagy táblázatokból. Számítsd ki az élettartamot a da/dN integrálásával a kezdeti repedésmérettől a kritikus repedésméretig. Acél tipikus küszöbértéke: ΔK_th ≈ 5–6 MPa√m (R = 0,1 esetén). Ha a ΔK a küszöbérték alatt van, a repedés nem növekszik. Csökkentsd a ΔK-t kisebb feszültségamplitúdóval, jobb varratgeometriával (varratátmenet csiszolása, TIG-utókezelés) és nyomófeszültségekkel (pl. kalapáló eljárások). Az ellenőrzési intervallumokat számítással határozd meg, ne önkényesen. Az intervallumok rövidebbek legyenek, mint az az idő, amely alatt egy felismerhető repedés kritikus méretűre növekszik. Anyagállandók: Szerkezeti acélnál m ≈ 3, C értéke az egységektől függően a 10^-11 és 10^-13 tartományban van (da/dN m/ciklus, ΔK MPa√m esetén). Csak ellenőrzött forrásokból származó értékeket használj.