กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

การแตกร้าวจากการรับน้ำหนักอย่างต่อเนื่อง

การแตกร้าวจากการรับน้ำหนักอย่างต่อเนื่อง หรือ SLC เป็นปรากฏการณ์ทางโลหะวิทยาที่เกิดขึ้นเป็นครั้งคราวในภาชนะรับแรงดันและส่วนประกอบโครงสร้างภายใต้ความเครียดเป็นระยะเวลานาน [ 1 ]

การแตกร้าวจากการรับน้ำหนักอย่างต่อเนื่อง

การแตกร้าวจากการรับน้ำหนักอย่างต่อเนื่องหรือSLCเป็นปรากฏการณ์ทางโลหะวิทยาที่เกิดขึ้นเป็นครั้งคราวในภาชนะรับแรงดันและส่วนประกอบโครงสร้างภายใต้ความเครียดเป็นระยะเวลานาน[ 1 ]

โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะสังเกตได้ในภาชนะรับแรงดันอะลูมิเนียม เช่นถังดำน้ำ[ 2 ] [ 3 ]

การแตกร้าวจากการรับน้ำหนักต่อเนื่องไม่ใช่ข้อบกพร่องจากการผลิต แต่เป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับโลหะผสมบางชนิดและสภาวะการใช้งานบางอย่าง:

  • โลหะผสมอลูมิเนียม 6351 [ 2 ]
  • ความเครียดเกินเนื่องจากแรงดันการเติมที่มากเกินไป[ 2 ]
  • การละเมิดและความเสียหายทางกล[ 2 ]

การเกิดขึ้น

Luxfer ซึ่ง เป็นผู้ผลิตถังแรงดันสูงอะลูมิเนียมรายใหญ่รายงานว่าการเติบโตของรอยแตกนั้นช้ามาก[ 4 ]รายงานว่ารอยแตกจะค่อยๆ พัฒนาในช่วงระยะเวลาประมาณ 8 ปีหรือมากกว่านั้นก่อนที่จะถึงขั้นที่ถังมีแนวโน้มที่จะรั่ว ซึ่งทำให้ผู้ตรวจสอบที่ได้รับการฝึกฝนอย่างเหมาะสมสามารถตรวจพบได้ทันท่วงทีโดยใช้อุปกรณ์ตรวจจับรอยแตกแบบกระแสไหลวน[ 5 ]

ตรวจพบรอยแตก SLC ในถังแก๊สที่ผลิตโดยผู้ผลิตหลายราย รวมถึง Luxfer, Walter Kidde และ CIG gas cylinders

รอยแตกส่วนใหญ่พบในบริเวณคอและไหล่ของทรงกระบอก แม้ว่าจะมีรายงานรอยแตกบางส่วนในส่วนทรงกระบอกด้วยก็ตาม[ 1 ]

ประวัติศาสตร์

ปรากฏการณ์นี้ถูกสังเกตครั้งแรกในปี 1983 ในกระบอกโลหะผสมอะลูมิเนียมเสริมใยแบบพันรอบ ซึ่งแตกขณะใช้งานในสหรัฐอเมริกา โลหะผสมดังกล่าวคือ 6351 ที่มีปริมาณตะกั่วค่อนข้างสูง (400 ppm) แต่แม้หลังจากลดปริมาณตะกั่วลง ปัญหาก็ยังเกิดขึ้นซ้ำ และต่อมาก็ตรวจพบปัญหานี้ในกระบอกอะลูมิเนียมแบบโมโนลิธิก[ 6 ] [ 5 ]รายงานการเกิดรอยแตก SLC ครั้งแรกในส่วนทรงกระบอกของกระบอกเกิดขึ้นในปี 1999 [ 1 ]

การตรวจจับ

รอยแตกที่คอสามารถสังเกตได้ง่ายในระหว่างการตรวจสอบ แต่รอยแตกที่ตัวและไหล่จะตรวจจับได้ยากกว่า[ 1 ]รอยแตกที่เกลียวคอสามารถทดสอบได้โดยไม่ทำลายโดยใช้อุปกรณ์ตรวจจับรอยแตกแบบกระแสไหลวน มีรายงานว่าวิธีนี้มีความน่าเชื่อถือสำหรับโลหะผสม 6351 แต่มีรายงานผลบวกเท็จสำหรับการทดสอบกับโลหะผสม 6061 [ 5 ]

ปัจจัยที่ส่งผลต่อ

การเกิดรอยแตกทุกรูปแบบเหล่านี้เป็นผลมาจากการที่กระบอกสูบได้รับแรงดันสูงเป็นเวลานาน รอยแตกเป็นแบบระหว่างเกรนและเกิดขึ้นที่ขอบเกรน ไม่มีหลักฐานของการกัดกร่อนจากความเค้นหรือความล้า[ 1 ] [ 5 ]

พบว่าปริมาณตะกั่วที่ค่อนข้างสูงเป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้เกิดการแตกร้าว การแตกร้าวที่ขอบเกรนจะเร่งตัวขึ้นเมื่อมีตะกั่วอยู่ นอกจากนี้ยังคาดว่าการมีอยู่ของบิสมัทก็เป็นปัจจัยหนึ่งด้วย[ 1 ]

พบว่าองค์ประกอบของโลหะผสมก็เป็นปัจจัยหนึ่งเช่นกัน โลหะผสม 6061 แสดงให้เห็นถึงความต้านทานที่ดีต่อ SLC เช่นเดียวกับโลหะผสม 5283 และ 7060 ข้อบกพร่องในการผลิต เช่น รอยพับบนพื้นผิวด้านใน พบว่าเป็นอันตราย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกระบอกสูบเกลียวขนาน ขนาดของเกรนพบว่ามีความสำคัญค่อนข้างน้อย[ 1 ] [ 5 ]

ส่วนประกอบของโลหะผสม

รหัสวัสดุ[ 1 ]
ธาตุ(ร้อยละโดยน้ำหนัก)โลหะผสม 6082†โลหะผสม 6351†โลหะผสม 6061โลหะผสม 5283โลหะผสม 7060
ซิลิคอน0.7–1.30.7–1.30.4–0.8สูงสุด 0.30สูงสุด 0.15
เหล็กสูงสุด 0.50สูงสุด 0.50สูงสุด 0.70สูงสุด 0.30สูงสุด 0.20
ทองแดงสูงสุด 0.10สูงสุด 0.100.15–0.40สูงสุด 0.031.8–2.6
แมงกานีส0.40–1.00.40–0.80สูงสุด 0.150.5–1.0สูงสุด 0.20
แมกนีเซียม0.6–1.20.40–0.800.8–1.24.5–5.11.3–2.1
โครเมียมสูงสุด 0.25-0.04–0.35สูงสุด 0.050.15–0.25
สังกะสีสูงสุด 0.20สูงสุด 0.20สูงสุด 0.25สูงสุด 0.106.1–7.5
ไทเทเนียมสูงสุด 0.10สูงสุด 0.20สูงสุด 0.15สูงสุด 0.03สูงสุด 0.05
อื่นๆ แต่ละ*สูงสุด 0.05สูงสุด 0.05สูงสุด 0.05สูงสุด 0.05สูงสุด 0.05
อื่นๆ รวมทั้งหมดสูงสุด 0.15สูงสุด 0.15สูงสุด 0.15สูงสุด 0.15สูงสุด 0.15
อะลูมิเนียมส่วนที่เหลือส่วนที่เหลือส่วนที่เหลือส่วนที่เหลือส่วนที่เหลือ
*นอกเหนือจากข้อจำกัดนี้แล้ว ยังจำเป็นต้องจำกัดปริมาณตะกั่วและบิสมัทไว้ที่ 0.003% สูงสุด† โลหะผสม 6351 โดยพื้นฐานแล้วอยู่ในขอบเขตจำกัดของโลหะผสม 6082

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sustained_load_cracking&oldid=1194753870 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การแตกร้าวจากการรับน้ำหนักอย่างต่อเนื่อง

การแตกร้าวจากการรับน้ำหนักอย่างต่อเนื่อง หรือ SLC เป็นปรากฏการณ์ทางโลหะวิทยาที่เกิดขึ้นเป็นครั้งคราวในภาชนะรับแรงดันและส่วนประกอบโครงสร้างภายใต้ความเครียดเป็นระยะเวลานาน [ 1 ]

การเกิดขึ้น

Luxfer ซึ่ง เป็นผู้ผลิตถังแรงดันสูงอะลูมิเนียมรายใหญ่รายงานว่าการเติบโตของรอยแตกนั้นช้ามาก [ 4 ] รายงานว่ารอยแตกจะค่อยๆ พัฒนาในช่วงระยะเวลาประมาณ 8 ปีหรือมากกว่านั้นก่อนที่จะถึงขั้นที่ถังมีแนวโน้มที่จะรั่ว...

ประวัติศาสตร์

ปรากฏการณ์นี้ถูกสังเกตครั้งแรกในปี 1983 ในกระบอกโลหะผสมอะลูมิเนียมเสริมใยแบบพันรอบ ซึ่งแตกขณะใช้งานในสหรัฐอเมริกา โลหะผสมดังกล่าวคือ 6351 ที่มีปริมาณตะกั่วค่อนข้างสูง (400 ppm) แต่แม้หลังจากลดปริมาณตะกั่วลง ปัญหาก็ยังเกิดขึ้นซ้ำ...

การตรวจจับ

รอยแตกที่คอสามารถสังเกตได้ง่ายในระหว่างการตรวจสอบ แต่รอยแตกที่ตัวและไหล่จะตรวจจับได้ยากกว่า [ 1 ] รอยแตกที่เกลียวคอสามารถทดสอบได้โดยไม่ทำลายโดยใช้อุปกรณ์ตรวจจับรอยแตกแบบกระแสไหลวน มีรายงานว่าวิธีนี้มีความน่าเชื่อถือสำหรับโลหะผสม 6351...