गैर-विनाशकारी परीक्षण (एनडीटी) पेशेवरों के लिए धातु फ्रैक्चर तंत्र को समझना महत्वपूर्ण है। यह तकनीकी गाइड औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए रोकथाम रणनीतियों के साथ छह प्राथमिक फ्रैक्चर प्रकारों को शामिल करता है।
तनाव संक्षारण फ्रैक्चर एक फ्रैक्चर है जो तन्य तनाव और विशिष्ट संक्षारक मीडिया की संयुक्त कार्रवाई के तहत होता है। फ्रैक्चर प्रक्रिया में आमतौर पर कोई स्पष्ट चेतावनी संकेत नहीं होते हैं और अचानक होता है। फ्रैक्चर की सतह आम तौर पर भंगुर फ्रैक्चर विशेषताओं को दिखाती है, लेकिन कभी -कभी मामूली प्लास्टिक विरूपण के साथ हो सकती है।
संक्षारक मीडिया में, धातु की सतह पर एक संक्षारण उत्पाद फिल्म बनती है। जब धातु को तन्य तनाव के अधीन किया जाता है, तो जंग उत्पाद फिल्म टूट जाती है, ताजा धातु की सतह को उजागर करती है। ताजा धातु की सतह तेजी से corroded है, जिससे नई संक्षारण उत्पाद फिल्म बनती है। यह चक्र दोहराता है, जिससे दरारें धातु के अंदर लगातार प्रसार करती हैं, अंततः फ्रैक्चर को ट्रिगर करती हैं।
तनाव की स्थिति, संक्षारक मीडिया और सामग्री संवेदनशीलता तनाव संक्षारण फ्रैक्चर को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं। तनाव संक्षारण फ्रैक्चर शुरू करने के लिए तन्यता तनाव एक आवश्यक शर्त है; विभिन्न संक्षारक मीडिया में विभिन्न धातु सामग्री पर अलग -अलग संक्षारण प्रभाव होते हैं; कुछ धातु सामग्री में विशिष्ट संक्षारक मीडिया के लिए उच्च संवेदनशीलता होती है।
उचित रूप से सामग्री का चयन करें, तनाव जंग के लिए असंवेदनशील सामग्री का चयन करें;
घटक तनाव के स्तर को कम करें, अवशिष्ट तनाव को खत्म करने के लिए एनीलिंग और अन्य प्रक्रियाओं का उपयोग करना;
पर्यावरणीय स्थितियों में सुधार, जैसे कि संक्षारक मीडिया एकाग्रता को कम करना और तापमान को नियंत्रित करना;
कोटिंग्स और इलेक्ट्रोप्लेटिंग जैसे सतह सुरक्षा उपायों का उपयोग करें।
तरल मर्मज्ञ परीक्षण, अल्ट्रासोनिक दरार का पता लगाना
रेंगना फ्रैक्चर धीमा प्लास्टिक विरूपण और फ्रैक्चर है जो उच्च तापमान और निरंतर तनाव के तहत समय के साथ होता है। रेंगने की प्रक्रिया में आमतौर पर तीन चरण होते हैं: प्रारंभिक रेंगना चरण, स्थिर-राज्य रेंगना चरण, और त्वरित रेंगना चरण। रेंगना फ्रैक्चर की सतह आम तौर पर स्पष्ट ऑक्सीकरण रंग के साथ खुरदरी होती है।
उच्च तापमान वाले वातावरण में, धातु के भीतर परमाणु गतिविधि बढ़ जाती है, और अव्यवस्थाएं आसानी से चढ़ती हैं और ग्लाइड करती हैं। निरंतर तनाव के तहत, अव्यवस्था लगातार आगे बढ़ती है, जिससे धातु का धीमा प्लास्टिक विरूपण होता है। समय के साथ, विरूपण जमा हो जाता है, और एक निश्चित स्तर तक पहुंचने पर, यह दरार के गठन और प्रसार को ट्रिगर करता है, अंततः फ्रैक्चर के लिए अग्रणी होता है।
तापमान, तनाव और समय रेंगने के फ्रैक्चर को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं। उच्च तापमान धातु रेंगने की दर बढ़ाते हैं; ग्रेटर स्ट्रेस के परिणामस्वरूप अधिक स्पष्ट रेंगना विरूपण होता है; लंबे समय तक रेंगना फ्रैक्चर की संभावना बढ़ जाती है। इसके अतिरिक्त, सामग्री रासायनिक संरचना और माइक्रोस्ट्रक्चर भी रेंगना गुणों को प्रभावित करते हैं।
उच्च तापमान प्रतिरोधी और रेंगना प्रतिरोधी सामग्री का चयन करें;
तर्कसंगत रूप से काम करने वाले तापमान और तनाव के स्तर को नियंत्रित करते हैं, लंबे समय तक उच्च तापमान और उच्च-तनाव वाले राज्यों से बचते हैं;
रेंगना प्रतिरोध में सुधार करने के लिए सामग्री माइक्रोस्ट्रक्चर का अनुकूलन करें।
थकान फ्रैक्चर एक फ्रैक्चर है जो बारी -बारी से तनाव के तहत एक निश्चित संख्या में चक्रों के बाद होता है। फ्रैक्चर प्रक्रिया में आमतौर पर तीन चरण होते हैं: दरार दीक्षा, दरार प्रसार और अंतिम फ्रैक्चर। थकान फ्रैक्चर की सतह में आम तौर पर चिकनी और खुरदरी क्षेत्र होते हैं, जहां चिकनी क्षेत्र धीमी दरार प्रसार का क्षेत्र है और खुरदरा क्षेत्र अंतिम रैपिड फ्रैक्चर का क्षेत्र है।
बारी -बारी से तनाव के तहत, धातु की सतह पर कुछ कमजोर क्षेत्र, जैसे कि अनाज की सीमाएं और समावेश किनारों, छोटे दरारें पैदा करते हैं - दरार दीक्षा। जैसे -जैसे चक्र संख्या में वृद्धि होती है, दरारें लगातार तनाव के तहत विस्तार करती हैं, जिससे मैक्रोस्कोपिक दरारें बनती हैं। जब दरारें कुछ हद तक फैलती हैं, तो शेष क्रॉस-सेक्शन बाहरी बल का सामना नहीं कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप अंतिम फ्रैक्चर होता है।
तनाव आयाम, मतलब तनाव, चक्र संख्या और भौतिक थकान सीमा थकान फ्रैक्चर को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं। उच्च तनाव आयाम और मतलब तनाव दरार के प्रसार को तेज करता है और थकान जीवन को कम करता है; अधिक चक्र थकान फ्रैक्चर की संभावना को बढ़ाते हैं; उच्च सामग्री थकान सीमा थकान फ्रैक्चर के लिए मजबूत प्रतिरोध को इंगित करती है।
तनाव एकाग्रता को कम करने के लिए तर्कसंगत रूप से डिजाइन घटक संरचनाएं; उच्च थकान सीमाओं के साथ सामग्री का चयन करें;
सतह को मजबूत करने वाले उपचार जैसे कि शॉट पीनिंग और रोलिंग जैसे सतह की थकान की ताकत में सुधार;
भौतिक थकान सीमा से अधिक से बचने के लिए नियंत्रण भार परिमाण और चक्र संख्या को नियंत्रित करें।
भंगुर फ्रैक्चर एक फ्रैक्चर मोड है जहां धातु फ्रैक्चर से पहले लगभग कोई स्पष्ट प्लास्टिक विरूपण से गुजरती है। फ्रैक्चर प्रक्रिया अचानक होती है, एक सपाट और चिकनी फ्रैक्चर सतह के साथ, अक्सर क्रिस्टलीय या हेरिंगबोन पैटर्न दिखाती है, धातु की चमक के साथ।
भंगुर फ्रैक्चर मुख्य रूप से धातु के अंदर दरारें या दोष की उपस्थिति के कारण होता है। बाहरी बल के तहत, क्रैक टिप्स पर तनाव एकाग्रता होती है। जब तनाव एकाग्रता सामग्री की फ्रैक्चर क्रूरता तक पहुंचती है, तो दरार तेजी से फैल जाती है, जिससे धातु के फ्रैक्चर हो जाते हैं। यह फ्रैक्चर मोड आमतौर पर सामग्री क्रिस्टल संरचना, अशुद्धता सामग्री और तनाव की स्थिति से संबंधित है।
सामग्री भंगुरता विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है। उच्च कार्बन सामग्री और अशुद्धता सामग्री धातु की कठोरता को कम करती है और भंगुरता को बढ़ाती है; कम तापमान वाले वातावरण धातु क्रिस्टल संरचना को बदलते हैं, क्रूरता को कम करते हैं; ट्रायक्सियल तन्यता तनाव राज्य भी भंगुर फ्रैक्चर को बढ़ावा देते हैं।
सामग्री रासायनिक संरचना को सख्ती से नियंत्रित करें और अशुद्धता सामग्री को कम करें;
माइक्रोस्ट्रक्चर में सुधार करने और क्रूरता बढ़ाने के लिए उचित गर्मी उपचार करें;
तर्कसंगत रूप से डिज़ाइन घटक संरचनाएं त्रिकोणीय तन्यता तनाव राज्यों से बचने के लिए;
कम तापमान वाले वातावरण में उपयोग किए जाने पर प्रीहीटिंग उपायों को लागू करें।
डक्टाइल फ्रैक्चर एक फ्रैक्चर मोड है जहां धातु फ्रैक्चर से पहले स्पष्ट प्लास्टिक विरूपण से गुजरती है। फ्रैक्चर प्रक्रिया के दौरान, धातु सामग्री पहले गर्दन की घटना का अनुभव करती है, जहां स्थानीय क्रॉस-सेक्शन काफी कम हो जाता है, इसके बाद नेकिंग स्थान पर फ्रैक्चर होता है। फ्रैक्चर की सतह आमतौर पर रेशेदार या कप-एंड-कोन के आकार का दिखाई देती है, जिसमें सुस्त रंग और कोई स्पष्ट चमक नहीं होती है।
डक्टाइल फ्रैक्चर मुख्य रूप से धातु के भीतर अव्यवस्था आंदोलन और गुणन के कारण होता है। जब धातु को बाहरी बल के अधीन किया जाता है, तो डिसलोकेशन स्लिप विमानों पर स्लाइड करते हैं, जिससे क्रिस्टल का प्लास्टिक विरूपण होता है। जैसे -जैसे विरूपण जारी रहता है, अव्यवस्थाएं उलझ जाती हैं और संचित हो जाती हैं, जिससे अव्यवस्था की दीवारें और सबग्रेन सीमाएं बन जाती हैं। जब स्थानीय तनाव एकाग्रता एक निश्चित स्तर तक पहुंचती है, तो यह माइक्रोवॉइड के गठन और वृद्धि को ट्रिगर करता है। माइक्रोवॉइड्स का परस्पर संबंध अंततः धातु फ्रैक्चर की ओर जाता है।
रासायनिक संरचना, माइक्रोस्ट्रक्चर और सामग्रियों के तापमान का नमक फ्रैक्चर पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, उपयुक्त मिश्र धातु तत्वों वाले स्टील में आमतौर पर बेहतर क्रूरता होती है;
ठीक अनाज संरचना धातु की कठोरता में सुधार कर सकती है;
कम तापमान वाले वातावरण में, धातु की कठोरता में काफी कमी आती है, जिससे नमनीय फ्रैक्चर अधिक संभावना बढ़ जाती है।
अच्छी क्रूरता सुनिश्चित करने के लिए उचित रूप से सामग्री का चयन करें;
गर्मी उपचार प्रक्रियाओं के माध्यम से सामग्री माइक्रोस्ट्रक्चर और अनाज को परिष्कृत करें;
कम तापमान वाले वातावरण में कम तापमान-संवेदनशील धातु सामग्री का उपयोग करने से बचें।
| फ्रैक्चर प्रकार | विशेषताएँ | गठन तंत्र | रोकथाम के तरीके | एनडीटी परीक्षण विधियों |
|---|---|---|---|---|
| तनाव संक्षारण क्रैकिंग (एससीसी) | भंगुर उपस्थिति, पर्यावरण-विशिष्ट, अप्रत्याशित | संक्षारण फिल्म टूटना → स्थानीयकृत हमला → दरार प्रसार | सामग्री चयन, तनाव राहत, पर्यावरणीय नियंत्रण | तरल मर्मज्ञ परीक्षण, अल्ट्रासोनिक दरार का पता लगाना |
| रेंगना | किसी न किसी ऑक्सीकृत सतह, समय-निर्भर विरूपण | अव्यवस्था चढ़ाई → अनाज सीमा स्लाइडिंग → शून्य गठन | उच्च तापमान मिश्र, तनाव में कमी, जीवन मूल्यांकन | अल्ट्रासोनिक मोटाई माप, धातु विज्ञान विश्लेषण |
| थका हुआ फ्रैक्चर | चिकनी + खुरदरा क्षेत्र, समुद्र तट के निशान, प्रगतिशील विफलता | दरार दीक्षा → स्थिर वृद्धि → तेजी से फ्रैक्चर | सतह सख्त, तनाव में कमी, सामग्री चयन | एडी वर्तमान परीक्षण, चुंबकीय कण निरीक्षण |
| भंगुर फ्रैक्चर | फ्लैट, क्रिस्टलीय सतह, न्यूनतम प्लास्टिक विरूपण, अचानक विफलता | दोषों पर तनाव एकाग्रता से दरार प्रसार | अशुद्धता में कमी, प्रीहीटिंग, स्ट्रेस स्टेट ऑप्टिमाइज़ेशन | ध्वनिक उत्सर्जन परीक्षण, चरणबद्ध सरणी अल्ट्रासाउंड |
| धूर्त फ्रैक्चर | रेशेदार/कप-शन की सतह, दृश्यमान गर्दन, अंधेरे उपस्थिति | अव्यवस्था गति → शून्य न्यूक्लिएशन → कोलेसेंस → विफलता | अनाज शोधन, मिश्र धातु अनुकूलन, तापमान नियंत्रण | अल्ट्रासोनिक परीक्षण, रेडियोग्राफिक निरीक्षण |
झोउ, हांगयू और ली, जियान और लियू, जी और यू, पेइचेन और लियू, ज़िन्यांग एंड फैन, ज़ीयांग और हू, एनकिंग और वह, यिनशेंग। (२०२४)। पी 91 स्टीम पाइप कोहनी के रेंगने वाले जीवन में महत्वपूर्ण कमी अल्पकालिक सेवा के बाद एक अपमानजनक माइक्रोस्ट्रक्चर के कारण होती है। वैज्ञानिक रिपोर्ट। 14. 10.1038/S41598-024-55557-W।
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https://eengineerkey.com/creep-and-creep-fracture
