Lei de Paris

Mecanismo de ação físico-químico

Na ponta da trinca, a cada ciclo de carga, forma-se uma pequena zona plástica. A trinca abre e fecha, crescendo uma fração mínima. A lei de Paris descreve esse processo com a fórmula: da/dN = C * (ΔK)^m. ΔK é a diferença entre o fator de intensidade de tensão máximo e mínimo. Em uma representação de dupla escala logarítmica, obtém-se uma linha reta. A inclinação m, para aço, fica geralmente entre 2 e 4. Abaixo de um valor limite ΔK_th, a trinca praticamente não cresce.

Relevância metalúrgica e riscos na soldagem

Cordões de solda quase sempre contêm pequenos defeitos: poros, inclusões de escória, falta de fusão. Eles agem como trincas iniciais. Além disso, as tensões residuais de soldagem geram tensões de tração que mantêm a trinca aberta. Isso reduz o valor limite ΔK_th, e o crescimento da trinca começa mais cedo. O efeito de entalhe no cordão aumenta a tensão local e, portanto, ΔK. Se o crescimento for ignorado, um pequeno defeito pode se tornar uma trinca crítica e causar fratura súbita.

Prática de oficina e instruções de ação

Determine o tamanho inicial da trinca com ensaio não destrutivo: ultrassom (UT) ou partículas magnéticas (MT). Estime ΔK por análise de tensões ou tabelas. Calcule a vida útil integrando da/dN do tamanho inicial ao tamanho crítico. Valor limite típico para aço: ΔK_th ≈ 5–6 MPa√m (para R = 0,1). Se ΔK estiver abaixo do valor limite, a trinca não cresce. Reduza ΔK com menores amplitudes de tensão, melhor geometria do cordão (lixar a transição, tratamento TIG) e tensões residuais de compressão (ex.: martelamento). Defina intervalos de inspeção por cálculo, não arbitrariamente. Os intervalos devem ser menores que o tempo para uma trinca detectável crescer até o tamanho crítico. Constantes do material: para aço estrutural, m ≈ 3, e C, dependendo da unidade, está na faixa de 10^-11 a 10^-13 (com da/dN em m/ciclo, ΔK em MPa√m). Use apenas valores de fontes verificadas.