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
| ธาตุ(ร้อยละโดยน้ำหนัก) | โลหะผสม 6082† | โลหะผสม 6351† | โลหะผสม 6061 | โลหะผสม 5283 | โลหะผสม 7060 |
|---|---|---|---|---|---|
| ซิลิคอน | 0.7–1.3 | 0.7–1.3 | 0.4–0.8 | สูงสุด 0.30 | สูงสุด 0.15 |
| เหล็ก | สูงสุด 0.50 | สูงสุด 0.50 | สูงสุด 0.70 | สูงสุด 0.30 | สูงสุด 0.20 |
| ทองแดง | สูงสุด 0.10 | สูงสุด 0.10 | 0.15–0.40 | สูงสุด 0.03 | 1.8–2.6 |
| แมงกานีส | 0.40–1.0 | 0.40–0.80 | สูงสุด 0.15 | 0.5–1.0 | สูงสุด 0.20 |
| แมกนีเซียม | 0.6–1.2 | 0.40–0.80 | 0.8–1.2 | 4.5–5.1 | 1.3–2.1 |
| โครเมียม | สูงสุด 0.25 | - | 0.04–0.35 | สูงสุด 0.05 | 0.15–0.25 |
| สังกะสี | สูงสุด 0.20 | สูงสุด 0.20 | สูงสุด 0.25 | สูงสุด 0.10 | 6.1–7.5 |
| ไทเทเนียม | สูงสุด 0.10 | สูงสุด 0.20 | สูงสุด 0.15 | สูงสุด 0.03 | สูงสุด 0.05 |
| อื่นๆ แต่ละ* | สูงสุด 0.05 | สูงสุด 0.05 | สูงสุด 0.05 | สูงสุด 0.05 | สูงสุด 0.05 |
| อื่นๆ รวมทั้งหมด | สูงสุด 0.15 | สูงสุด 0.15 | สูงสุด 0.15 | สูงสุด 0.15 | สูงสุด 0.15 |
| อะลูมิเนียม | ส่วนที่เหลือ | ส่วนที่เหลือ | ส่วนที่เหลือ | ส่วนที่เหลือ | ส่วนที่เหลือ |
| *นอกเหนือจากข้อจำกัดนี้แล้ว ยังจำเป็นต้องจำกัดปริมาณตะกั่วและบิสมัทไว้ที่ 0.003% สูงสุด† โลหะผสม 6351 โดยพื้นฐานแล้วอยู่ในขอบเขตจำกัดของโลหะผสม 6082 | |||||
ดูเพิ่มเติม
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...