Parisov zakon

Fizikalno-kemični mehanizem delovanja

Na konici razpoke pri vsaki spremembi obremenitve nastane majhna plastična cona. Razpoka se odpira in zapira, pri tem pa zraste za drobno količino. Parisov zakon opisuje ta proces s formulo: da/dN = C * (ΔK)^m. ΔK je razlika med maksimalnim in minimalnim faktorjem intenzivnosti napetosti. V dvojno logaritemski predstavitvi dobimo premico. Naklon m je pri jeklu običajno med 2 in 4. Pod mejno vrednostjo ΔK_th razpoka praktično ne raste.

Metalurška pomembnost & tveganja pri varjenju

Varni zvari skoraj vedno vsebujejo majhne napake: pore, vključke žlindre, zlepljenja. Te delujejo kot začetne razpoke. Poleg tega varilne zaostale napetosti ustvarjajo natezne napetosti, ki držijo razpoko odprto. S tem se zniža mejna vrednost ΔK_th in rast razpoke se začne prej. Učinek zareze na zvaru poveča lokalno napetost in s tem ΔK. Če rast ignoriramo, lahko majhna napaka postane kritična razpoka in nenadno privede do zloma.

Delavniška praksa & navodila za ukrepanje

Določi začetno velikost razpoke z neporušitvenim preizkusom: ultrazvok (UT) ali magnetne delce (MT). Oceni ΔK preko analize napetosti ali tabelaričnih vrednosti. Izračunaj življenjsko dobo z integracijo da/dN od začetne velikosti razpoke do kritične velikosti razpoke. Tipična mejna vrednost za jeklo: ΔK_th ≈ 5–6 MPa√m (pri R = 0,1). Če je ΔK pod mejno vrednostjo, razpoka ne raste. Zmanjšaj ΔK z manjšimi nihanji napetosti, boljšo geometrijo zvara (brušenje prehoda zvara, TIG naknadna obdelava) in tlačnimi zaostalimi napetostmi (npr. postopek s kladivom). Določi intervale pregledov računsko, ne poljubno. Intervali morajo biti krajši od časa, v katerem prepoznavna razpoka zraste do kritične velikosti. Materialne konstante: za konstrukcijsko jeklo je m ≈ 3, C je odvisno od enote v območju 10^-11 do 10^-13 (pri da/dN v m/cikel, ΔK v MPa√m). Uporabljaj samo vrednosti iz preverjenih virov.