Brittle fracture
Đặc điểm của gãy giòn
- Lan truyền vết nứt nhanh: Các vết nứt giòn được đánh dấu bằng sự lan truyền nhanh chóng của các vết nứt qua vật liệu, thường ở tốc độ tương đương với tốc độ âm thanh trong vật liệu đó (lên đến 7000 ft / s hoặc 210 m / s trong thép)
- Biến dạng tối thiểu: Những vết nứt này xảy ra với ít hoặc không có biến dạng dẻo trước đó, có nghĩa là vật liệu không thể hiện sự uốn cong hoặc kéo dài đáng chú ý trước khi vỡ
- Bề mặt gãy: Bề mặt của vết nứt giòn thường nhẵn và có thể hiển thị các đặc điểm như “dấu sông”, cho biết hướng lan truyền vết nứt
Các yếu tố góp phần vào gãy giòn
Một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến khả năng gãy xương giòn:
- Tính chất vật liệu: Vật liệu có độ bền cao nhưng độ dẻo dai thấp dễ bị hỏng giòn hơn. Các ví dụ phổ biến bao gồm gang và một số loại thép
- Nhiệt độ: Nhiệt độ thấp hơn có xu hướng làm tăng độ giòn trong các vật liệu có thể hoạt động dễ uốn ở nhiệt độ cao hơn. Hiện tượng này thường được mô tả bằng cách sử dụng đường cong ứng suất-nhiệt độ
- Cường độ ứng suất: Sự hiện diện của các sai sót hoặc khuyết tật trong vật liệu có thể hoạt động như các bộ tập trung ứng suất, giúp các vết nứt dễ dàng bắt đầu và lan truyền hơn
- Tốc độ tải: Tỷ lệ biến dạng cao cũng có thể thúc đẩy gãy giòn, vì chúng không cho phép đủ thời gian để biến dạng dẻo xảy ra trước khi hỏng hóc
Phòng ngừa và thử nghiệm
Để giảm thiểu nguy cơ gãy giòn, các kỹ sư có thể thực hiện một số biện pháp phòng ngừa:
- Lựa chọn vật liệu: Chọn vật liệu có độ dẻo dai phù hợp cho các ứng dụng cụ thể là rất quan trọng.
- Cân nhắc thiết kế: Tránh các rãnh sắc nhọn và các thành phần thiết kế để giảm thiểu mức độ stress có thể giúp giảm rủi ro.
- Quản lý nhiệt độ: Vật liệu vận hành trên nhiệt độ chuyển tiếp độ dẻo không của chúng có thể ngăn ngừa hỏng hóc giòn
Các phương pháp thử nghiệm như thử nghiệm va đập Charpy và thử nghiệm độ bền kéo thường được sử dụng để đánh giá tính nhạy cảm của vật liệu đối với vết nứt giòn bằng cách đánh giá độ dẻo dai và khả năng hấp thụ năng lượng trước khi hỏng hóc
Gãy giòn là gãy đột ngột và nhanh chóng của một bộ phận chịu ứng suất dư hoặc ứng suất tác dụng, trong đó vật liệu hầu như không có bằng chứng về độ dẻo hoặc biến dạng dẻo có thể đo được. Theo truyền thống, tổng số trường hợp gãy giòn được ghi nhận tương đối thấp so với các loại gãy khác. Tuy nhiên, do bản chất đột ngột của chúng, gãy giòn thường gây ra hậu quả thảm khốc và gây ra rủi ro nghiêm trọng về sức khỏe và an toàn. Không thực tế khi phát hiện gãy giòn trước khi nó xảy ra, vì vậy người ta phải xác định các vết nứt giống như vết nứt tại hoặc gần mối hàn hoặc các điểm không liên tục hình học khác là tuyến phòng thủ chính trong việc định lượng rủi ro hỏng hóc tiềm ẩn. Do đó, việc hiểu được tầm quan trọng của việc phát hiện và mô tả các vết nứt giống như vết nứt một cách đáng tin cậy và chính xác trong thiết bị chịu áp suất là tối quan trọng.
Sách điện tử này đi sâu vào các khái niệm cơ bản về gãy giòn và hình thái hư hỏng điển hình liên quan đến sự đứt gãy không ổn định của thiết bị chịu áp suất. Các biến số quan trọng ảnh hưởng đến khả năng dễ gãy và ảnh hưởng đến các đơn vị/thiết bị xử lý cũng được nêu ra. Các cân nhắc đặc biệt đối với thiết bị chịu áp suất có thành dày và bản tóm tắt ngắn gọn về các vấn đề về độ bền gãy thấp trong các sản phẩm rèn thép cacbon (ví dụ: mặt bích) và phụ kiện cũng được cung cấp. Cuối cùng, một bản tóm tắt ngắn gọn về cách hiểu biết chung của ngành về các khái niệm gãy giòn đã phát triển như thế nào trong những năm qua được đưa ra.
Bản quyền © 2024 của
Inspectioneering, LLC
A Guide to Brittle Fracture Management
Tác giả: Phillip E. Prueter, P.E.
(St.)
Chia sẻ
Ý kiến bạn đọc (0)