Cum să preveniți oboseala în conexiunile cu șuruburi

În conexiunile cu șuruburi, apare adesea un tip de defecțiune cunoscut sub numele de fractură prin oboseală. Fractura de oboseală are loc mai ales în condiții de vibrație. La fel ca fragilizarea cu hidrogen, este o defecțiune bruscă, iar tehnologia actuală nu poate prezice în avans când se va fractura un șurub din cauza oboselii. Prin urmare, trebuie să luăm măsuri preventive încă de la început.

Fiecare șurub are o durată de viață. Deși șuruburile sunt reutilizabile, nu sunt destinate ciclurilor de utilizare nelimitate. Atunci când șuruburile sunt supuse în mod constant la sarcini mari sau alternative în anumite medii, probabilitatea ruperii prin oboseală crește semnificativ. Astfel de fracturi pot provoca daune grave echipamentelor de producție și chiar pot duce la accidente de siguranță.

De ce apare fractura prin oboseală în șuruburi? Explicația larg acceptată în industrie este: din cauza diferențelor dintre mediul de servicii al șurubși materialul de bază al pieselor conectate, precum și variațiile în forma și dimensiunea componentelor în mișcare, preîncărcarea excesivă a șurubului poate duce la o distribuție locală neuniformă a tensiunii. Sub sarcini alternative continue și cu o ductilitate insuficientă a materialului, în interiorul șurubului se formează treptat microfisuri. Când aceste fisuri invizibile ating un punct critic, șurubul se rupe brusc. Pentru ochiul liber, pare a fi o pauză instantanee, dar, în realitate, se dezvoltă lent în timp. Procesul este următorul: punctele de concentrare a tensiunii sunt create în timpul instalării, materialul de bază al șurubului este rupt treptat, mici fisuri apar după o perioadă de timp și se produce o fractură bruscă odată ce este atinsă starea critică.

Acesta este unul dintre motivele pentru care sunt necesare teste de rezistență la tracțiune înainte de punerea în funcțiune a șuruburilor. Deși un test de tracțiune nu durează mult, acesta permite o evaluare de bază a șurubului pe baza locației ruperii și a forței de rupere. Dacă cuplul de rupere este prea mic în timpul testării, acest lot de șuruburi nu este recomandat pentru utilizare. Un alt factor important este schimbarea temperaturii în mediu. Dacă temperatura de funcționare este excesiv de ridicată sau scăzută sau fluctuează brusc, durata de viață a șurubului va fi mult scurtată. Combinat cu efectul coroziv al aerului, riscul de fractură prin oboseală devine foarte mare.

Acești factori de defectare sunt cauzați în principal de adaptabilitatea insuficientă a materialului la mediu. Putem îmbunătăți în mod corespunzător procesele de producție pentru a reduce riscul de fractură prin oboseală. Dacă condițiile permit, șuruburile pot fi tratate termic-înainte de rularea filetului (procesul standard este mai întâi rularea filetului, apoi tratamentul termic). Alternativ,șuruburi complet filetatepot fi înlocuite cu altele parțial filetate, deoarece secțiunea tijă netedă are o rezistență la oboseală mult mai mare decât secțiunea filetată.