ما هي ظاهرة فشل الزحفالسحابات?
1، الزحف هو ظاهرة فشل تتعرض فيها الأجزاء المعدنية للتشوه تحت ضغط طويل الأمد ودرجة حرارة عالية. إن التشوه الناتج عن انزلاق الحبوب على طول حدود الحبوب هو الآلية الرئيسية للزحف. عندما ترتفع درجة حرارة التشوه إلى 0.35~0.7 Tm (Tm هي درجة حرارة نقطة الانصهار)، تخضع منطقة الطبقة الرقيقة القريبة من حدود الحبوب للانتعاش والتليين، وتشكل فترة انتقالية. وبعد التشوه يحدث التشوه مرة أخرى، لذلك يجب ترميمه وتنعيمه مرة أخرى للحفاظ على التشوه في هذه المناطق، وهو ما يسمى انزلاق حدود الحبوب. نظرًا لدرجة الحرارة والوقت اللازمين للتعافي، لا يمكن أن يحدث انزلاق حدود الحبوب إلا في ظل ظروف أعلى من درجة حرارة معينة.
ينقسم منحنى زحف الشد المعدني إلى ثلاث مراحل:
في المرحلة الأولى يتباطأ معدل الزحف تدريجياً من السريع، وهو ما يتعلق بإعادة توزيع العيوب البلورية.
وفي المرحلة الثانية يشير إلى أن آليتي التصلب والانتعاش في حالة توازن مع معدل زحف ثابت. تمثل هذه المرحلة نسبة كبيرة من عملية الزحف بأكملها.
في المرحلة الثالثة، يتجلى ذلك على شكل زيادة في معدل الزحف، وعند هذه النقطة لم يعد تصلب التشوه للمعدن كافيًا لمنع التشوه، كما أن انخفاض المقطع العرضي الفعال يعزز زيادة معدل الزحف، مما يؤدي إلى الكسر .
لا تظهر جميع المواد المراحل الثلاث المذكورة أعلاه في منحنى الزحف الخاص بها. وتسمى ظاهرة الفشل الناتجة عن التغيرات في حجم الأجزاء المشدودة أثناء عملية الزحف بالاسترخاء الحراري. قد تطول البراغي المستخدمة لتثبيت حواف أوعية الضغط بسبب الزحف تحت التأثيرات طويلة المدى لدرجة الحرارة والإجهاد، مما يؤدي إلى انخفاض في التحميل المسبق واحتمال التسبب في تسرب وعاء الضغط.
2، السمة الرئيسية والحكم على الزحف هو أن سرعة التشوه بطيئة جدًا. يمكن تحليلها بناءً على ظروف العمل المحددة للأجزاء لتحديد ما إذا كانت هناك ظروف للزحف (درجة الحرارة والضغط والوقت). بدون درجة حرارة مناسبة ووقت كافي، لن يحدث كسر زحف أو زحف. في منطقة الكسر النهائية للكسر الزاحف، لا تكون حافة التمزق واضحة كما هي الحال في كسر الشد في درجة حرارة الغرفة. تحت المجهر الإلكتروني الماسح، لا يُظهر الشكل الحبيبي بالقرب من الكسر المزحف في كثير من الأحيان استطالة، بينما عند التكبير العالي، يمكن أحيانًا رؤية الفراغات الزاحفة.
3، طرق تحديد فشل الزحف هي الاسترخاء الحراري والتشوه البلاستيكي، وكلاهما لهما تشوه متبقي على المستوى العياني ويمكن الخلط بينهما بسهولة. من السهل الخلط بين الكسر البلاستيكي والكسر المستمر (أو الكسر الزاحف) لأنه، من الناحية المجهرية، هناك تشوه قبل الكسر وعنق بالقرب من سطح الكسر. ويمكن النظر في الاختلافات من الجوانب التالية.
1. الاختلافات في ظروف العمل معروفة. يحدث تشوه البلاستيك وكسر البلاستيك تحت ضغط الشد، مع عملية أسرع ودرجة حرارة أقل. يعد الاسترخاء الحراري والكسر المستمر من عمليات الفشل التي تلعب فيها درجة الحرارة والوقت أدوارًا مهمة. تعد درجات حرارة التشغيل المرتفعة وأوقات الخدمة الأطول من الشروط الضرورية لوضع الفشل هذا. لفهم ظروف العمل، بالإضافة إلى استشارة المواد المكتوبة، تحقق مباشرة مما إذا كانت هناك آثار لدرجة الحرارة العالية، مثل لون الأكسدة، على الحطام. عند تحليل ظروف العمل، ينبغي للمرء أن يكون حذرا للغاية. على سبيل المثال، وعاء ضغط ذو درجة حرارة عالية يعمل عند ضغط منخفض لفترة طويلة، وفجأة يرتفع الضغط، مما يسبب الاتصالالبراغيلكسر. فقط من خلال الفهم الدقيق للضغط ودرجة الحرارة ووقت الخدمة ذي الصلة في ظل ظروف عمل مختلفة، يمكن تحديد ما إذا كان هناك فشل في الزحف.
2. الفرق في شكل الكسر هو أن الدمامل اللينة على سطح الكسر البلاستيكي تكون واضحة جدًا، والمناطق التي يكون فيها تجمع المسام الصغيرة حادة نسبيًا. تحت المجهر الإلكتروني الماسح، تظهر هذه المناطق كخطوط بيضاء ناصعة. على سطح الكسر الزاحف، تكون المناطق التي تتجمع فيها المسام الدقيقة باهتة نسبيًا، وتحت المجهر الإلكتروني الماسح، لا توجد خطوط بيضاء مشرقة واضحة في هذه المناطق. على سطح الكسر الزاحف، يمكن ملاحظة لون الأكسدة، وفي بعض الأحيان يمكن أيضًا رؤية المسام الزاحفة.
3. زحف البنية المجهرية بالقرب من سطح الكسر هو في الغالب كسر بين الحبيبات، في حين أن الكسر اللدن هو في الغالب كسر بين الحبيبات. في العينات التي خضعت للزحف، من الممكن رؤية مسام الزحف. بالإضافة إلى ذلك، يبقى الفولاذ الكربوني عند درجات حرارة عالية لفترة طويلة، وتخضع الكربيدات لدرجة معينة من طحن الحجر.
4، تدابير لتحسين مقاومة الزحف
1. فيما يتعلق بالتصميم، من الضروري اختيار المواد بشكل صحيح وتحديد أبعاد الأجزاء بناءً على خصائص المنتج. في السنوات الأخيرة، تم تطوير العديد من المواد الجديدة لتلبية المتطلبات المتزايدة لدرجة حرارة المنتج والحمل، ولكن بيانات أداء الزحف التي يمكن توفيرها للمصممين ليست كافية. في هذه الحالة، من ناحية، قد يحدث الفشل المبكر بسبب ارتفاع مستوى الضغط في التصميم. من ناحية أخرى، من الممكن أيضًا أن يكون التصميم متحفظًا للغاية، مما يؤدي إلى هدر غير ضروري. على سبيل المثال، يبلغ العمر التصميمي لمحطة الطاقة الحرارية بشكل عام 100000 ساعة. في الصين، العديد من خطوط أنابيب البخار الرئيسية بـ 540 درجة، غلايات الضغط العالي لمحطة توليد الطاقة 10MPa قد وصلت على التوالي إلى عمرها التصميمي. ومع ذلك، وفقًا لتقديرات العمر الأخيرة، من الممكن بثقة تمديد عمر خدمة هذه الغلايات إلى 200000 ساعة.
بشكل عام، يتطلب وضع الفشل هذا وقتًا طويلاً، مما يؤدي إلى سرعة استجابة بطيئة. الإجراء الفعال هو إجراء مزيد من الدراسة والتحديد بناءً على اختبار وتراكم خصائص زحف المواد.
2. يتم تنفيذ إدارة الجودة الصارمة في التصنيع لتجنب تجميع المنتجات بأجزاء لا تلبي المواصفات الفنية، وهو أمر مهم بشكل خاص للمنتجات ذات دورات الفشل الأطول. وبطبيعة الحال، ينبغي تشكيل تدابير محددة على أساس تحليل الفشل أثناء خدمة المنتج.
3. التدابير المتخذة أثناء الاستخدام: التحميل الزائد هو سبب شائع لفشل الزحف في المنتجات. ولذلك، فإن التحكم الصارم في ظروف الاستخدام أثناء الاستخدام هو إجراء مهم للغاية لتحسين عمر المنتج وموثوقيته. يعد تعزيز مراقبة حالة جودة المنتجات في الخدمة والمكونات الرئيسية إجراءً فعالاً لضمان موثوقية المنتج.
