Hukum Paris

Mekanisme kerja fisikokimiawi

Di ujung retak, pada setiap siklus beban timbul zona plastis kecil. Retak membuka dan menutup, dengan demikian tumbuh sebesar jumlah yang sangat kecil. Hukum Paris menggambarkan proses ini dengan rumus: da/dN = C * (ΔK)^m. ΔK adalah selisih antara faktor intensitas tegangan maksimum dan minimum. Dalam plot log-log dihasilkan garis lurus. Kemiringan m pada baja biasanya antara 2 dan 4. Di bawah nilai ambang ΔK_th, retak praktis tidak tumbuh.

Relevansi metalurgi & risiko saat pengelasan

Las hampir selalu mengandung cacat kecil: porositas, inklusi terak, lack of fusion. Ini berfungsi seperti retak awal. Selain itu, tegangan sisa pengelasan menghasilkan tegangan tarik yang menjaga retak tetap terbuka. Akibatnya nilai ambang ΔK_th menurun, dan pertumbuhan retak dimulai lebih awal. Efek takik pada las meningkatkan tegangan lokal dan dengan demikian ΔK. Jika pertumbuhan diabaikan, cacat kecil dapat menjadi retak kritis dan tiba-tiba menyebabkan patah.

Praktik bengkel & instruksi tindakan

Tentukan ukuran retak awal dengan uji tak rusak: ultrasonik (UT) atau magnetic particle (MT). Perkirakan ΔK melalui analisis tegangan atau tabel. Hitung umur melalui integrasi da/dN dari ukuran retak awal hingga ukuran retak kritis. Nilai ambang tipikal untuk baja: ΔK_th ≈ 5–6 MPa√m (pada R = 0,1). Jika ΔK di bawah nilai ambang, retak tidak tumbuh. Kurangi ΔK dengan fluktuasi tegangan lebih kecil, geometri las lebih baik (gerinda transisi las, perlakuan lanjut TIG) dan tegangan sisa tekan (misalnya metode hammer peening). Tetapkan interval inspeksi secara perhitungan, bukan sembarangan. Interval harus lebih pendek dari waktu di mana retak yang terdeteksi tumbuh ke ukuran kritis. Konstanta material: untuk baja struktural m ≈ 3, C tergantung satuan dalam kisaran 10^-11 hingga 10^-13 (dengan da/dN dalam m/siklus, ΔK dalam MPa√m). Gunakan hanya nilai dari sumber terverifikasi.