Parisov zákon

Fyzikálno-chemický mechanizmus účinku

Na čele trhliny vzniká pri každej zmene zaťaženia malá plastická zóna. Trhlina sa otvára a zatvára, pričom rastie o nepatrnú hodnotu. Parisov zákon opisuje tento proces vzorcom: da/dN = C * (ΔK)^m. ΔK je rozdiel medzi maximálnym a minimálnym faktorom intenzity napätia. V dvojlogaritmickom zobrazení dostaneme priamku. Sklon m je pri oceli väčšinou medzi 2 a 4. Pod prahovou hodnotou ΔK_th trhlina prakticky nerastie.

Metalurgická relevantnosť a riziká pri zváraní

Zvary takmer vždy obsahujú malé chyby: póry, vtrúseniny trosky, nezávar. Tieto pôsobia ako zárodky trhlín. Navyše zváracie vlastné napätia vytvárajú ťahové napätia, ktoré držia trhlinu otvorenú. Tým klesá prahová hodnota ΔK_th a rast trhliny začína skôr. Vrubový účinok na zvare zvyšuje lokálne napätie a tým aj ΔK. Ak sa rast ignoruje, malá chyba sa môže stať kritickou trhlinou a náhle viesť k lomu.

Praxe v dielni a pokyny

Urči počiatočnú veľkosť trhliny nedeštruktívnym skúšaním: ultrazvuk (UT) alebo magnetická prášková metóda (MT). Odhadni ΔK cez analýzu napätia alebo tabuľky. Vypočítaj životnosť integráciou da/dN od počiatočnej veľkosti trhliny po kritickú veľkosť trhliny. Typická prahová hodnota pre oceľ: ΔK_th ≈ 5–6 MPa√m (pri R = 0,1). Ak je ΔK pod prahovou hodnotou, trhlina nerastie. Zníž ΔK menšími rozkmitmi napätia, lepšou geometriou zvaru (brúsenie prechodov zvaru, TIG doúprava) a tlakovými vlastnými napätiami (napr. metóda kladivom). Stanov intervaly skúšok výpočtom, nie svojvoľne. Intervaly musia byť kratšie ako čas, za ktorý rozpoznateľná trhlina narastie na kritickú veľkosť. Materiálové konštanty: Pre konštrukčnú oceľ je m ≈ 3, C je podľa jednotiek v rozsahu 10^-11 až 10^-13 (pri da/dN v m/cyklus, ΔK v MPa√m). Používaj len hodnoty z overených zdrojov.