Legea lui Paris
Legea lui Paris descrie cât de repede crește o fisură de oboseală pe ciclu de încărcare (da/dN). Aceasta relaționează această creștere cu amplitudinea factorului de intensitate a tensiunii (ΔK). Pentru suduri, este cel mai important instrument pentru calcularea duratei de viață rămase și a intervalelor de inspecție.
Mecanism fizico-chimic de acțiune
La vârful fisurii, la fiecare ciclu de încărcare, se formează o mică zonă plastică. Fisura se deschide și se închide, crescând cu o cantitate mică. Legea lui Paris descrie acest proces cu formula: da/dN = C * (ΔK)^m. ΔK este diferența dintre factorul maxim și minim de intensitate a tensiunii. În reprezentare dublu logaritmică, rezultă o linie dreaptă. Panta m este de obicei între 2 și 4 pentru oțel. Sub o valoare de prag ΔK_th, fisura practic nu crește.
Relevanță metalurgică și riscuri la sudare
Cusăturile sudate conțin aproape întotdeauna defecte mici: pori, incluziuni de zgură, lipsă de fuziune. Acestea acționează ca inițieri de fisură. În plus, tensiunile reziduale de sudare creează tensiuni de întindere care mențin fisura deschisă. Astfel, pragul ΔK_th scade, iar creșterea fisurii începe mai devreme. Efectul de concentrare a tensiunilor la cusătură crește tensiunea locală și, implicit, ΔK. Dacă creșterea este ignorată, un defect mic poate deveni o fisură critică și poate duce brusc la rupere.
Practică de atelier și instrucțiuni de lucru
Determină dimensiunea inițială a fisurii prin încercări nedistructive: ultrasunete (UT) sau particule magnetice (MT). Estimă ΔK prin analiza tensiunilor sau din tabele. Calculează durata de viață prin integrarea da/dN de la dimensiunea inițială a fisurii până la dimensiunea critică. Prag tipic pentru oțel: ΔK_th ≈ 5–6 MPa√m (la R = 0,1). Dacă ΔK este sub prag, fisura nu crește. Redu ΔK prin amplitudini de tensiune mai mici, geometrie mai bună a cusăturii (șlefuirea tranziției cusăturii, tratament TIG) și tensiuni de compresiune (de ex. prin procedeul de ciocănire). Stabilește intervalele de inspecție prin calcul, nu arbitrar. Intervalele trebuie să fie mai scurte decât timpul în care o fisură detectabilă crește până la dimensiunea critică. Constante de material: pentru oțel de construcție, m ≈ 3, C este în intervalul 10^-11 până la 10^-13 (cu da/dN în m/ciclu, ΔK în MPa√m). Folosește doar valori din surse verificate.