حساسیت بریدگی خستگی صفحات فشار و طراحی انطباق تنش در مناطق اتصال ریلی جوش داده شده

حساسیت بریدگی خستگی صفحات فشار و طراحی انطباق تنش در مناطق اتصال ریلی جوش داده شده

چرا صفحات فشار در نواحی اتصال ریلی جوش داده شده نسبت به بخش‌های معمولی نیازمندی‌های بسیار بالاتری برای حساسیت بریدگی ضد خستگی-دارند؟

مناطق اتصال ریلی جوش داده شده دو ویژگی تنش کلیدی را نشان می دهند: 1)تنش پسماند جوشکاری-تنش کششی در محل اتصال می‌تواند از 60 درصد استحکام تسلیم ماده بیشتر شود. 2)استرس جهش سفتی-چرخ-نیروی ضربه ریل در محل اتصال 2-3 برابر بخش های معمولی در هنگام عبور قطار است. سوراخ‌های پیچ و لبه‌های صفحات فشار، بریدگی‌های طبیعی تمرکز تنش هستند. در شرایط استرس دوگانه{6}}، صفحات با حساسیت بریدگی بالا به شدت مستعد شروع ترک خستگی هستند. سطوح تنش در مقاطع معمولی کمتر است، بنابراین تأثیر حساسیت بریدگی نسبتاً جزئی است، بنابراین، صفحات ناحیه اتصال به استانداردهای طراحی سخت‌گیرانه‌تری نیاز دارند.

چه ویژگی های ساختاری صفحات فشار به طور قابل توجهی حساسیت بریدگی خستگی آنها را افزایش می دهد؟

ویژگی های اصلی ساختاری شامل سه نکته است: 1)سوراخ‌های پیچ تیز-زاویه‌دار-سوراخ های بدون پخ یا با شعاع پخ<1mm form acute stress concentrations, drastically increasing notch sensitivity; 2) تغییرات مقطعی{0} ناگهانی(به عنوان مثال، طرح های پله ای با تغییرات ضخامت ناگهانی) باعث خم شدن خط تنش می شود و بریدگی های ثانویه را تشکیل می دهد. 3)سرد-لبه های سخت کار شده-لبه‌های ناشی از برش یا پانچ دارای ریزترک‌ها و تنش کششی باقی‌مانده هستند که به عنوان محل شروع ترک خستگی عمل می‌کنند. این ویژگی ها صفحات را به شدت در برابر شکستگی ناشی از خستگی تحت بارهای متناوب حساس می کند.

چگونه عملیات پالایش دانه مواد حساسیت بریدگی خستگی صفحات فشار را کاهش می دهد؟

پالایش دانه یک روش مواد اصلی برای کاهش حساسیت بریدگی است. افزودن عناصر میکروآلیاژی (مانند وانادیوم، تیتانیوم) یا اتخاذ فرآیندهای نورد و خنک کننده کنترل شده، اندازه دانه مواد صفحه را از درجه 5 ASTM به درجه 8 ASTM -9 اصلاح می کند. دانه های تصفیه شده به طور قابل توجهی تعداد مرز دانه ها را افزایش می دهند، که به عنوان مانعی برای انتشار ترک پس از شروع ترک های خستگی در بریدگی ها عمل می کنند. به طور همزمان، ساختار دانه ریز به طور یکنواخت تنش متمرکز را در بریدگی‌ها توزیع می‌کند، اوج تنش را کاهش می‌دهد و استحکام خستگی بالا را در مکان‌های بریدگی حفظ می‌کند - ضریب حساسیت بریدگی را می‌توان 20 تا 30 درصد کاهش داد.

چگونه فرآیند ترکیبی "انتقال فیله + لایه برداری سطحی" برای صفحات تحت فشار به طراحی تطبیقی ​​تنشی{1}} دست می یابد؟

هسته فرآیند کامپوزیت "حذف بریدگی ها و رهاسازی استرس" است. راانتقال فیلهطراحی شعاع پخ سوراخ پیچ را به 2-3 میلی‌متر افزایش می‌دهد و انتقال قوس را برای مقاطع صفحه‌ای اتخاذ می‌کند، به طور کامل نقاط تمرکز تنش حاد را حذف می‌کند و انتقال صاف تنش متناوب را در ناحیه اتصال ممکن می‌سازد. راسطح شات peeningفرآیند یک عمق 0.2-0.5 میلی متر را تشکیل می دهدلایه تنش فشاری پسماندنزدیک به بریدگی ها از طریق برخورد پرتابه با سرعت بالا-. این لایه تنش فشاری تنش کششی را در ناحیه اتصال جبران می‌کند و صفحه را در هنگام سرویس در وضعیت تنش کم نگه می‌دارد و کاملاً با محیط تنش پیچیده اتصالات ریل جوش‌شده سازگار می‌شود.

چگونه می توان علائم اولیه ترک های ناشی از خستگی در صفحات فشار را از طریق تشخیص عیب در-سایت شناسایی کرد؟

ترک‌های خستگی زودرس معمولاً از لبه‌های سوراخ پیچ یا گوشه‌های تیز صفحه شروع می‌شوند.<5mm in length, requiring high-precision flaw detection methods. The preferred method is تست آرایه فازی اولتراسونیککه می تواند مناطق پیچیده هندسی (مثلاً سوراخ های پیچ) را به دقت تعیین کند و ریزترک های بزرگتر یا مساوی 1 میلی متر را شناسایی کند. برای شناسایی سریع در سایت،-تست ذرات مغناطیسیمناسب است-پس از مغناطیس کردن صفحه، تعلیق ذرات مغناطیسی اعمال شود. ترک‌های خستگی، میدان‌های مغناطیسی نشتی را تشکیل می‌دهند و ذرات مغناطیسی را جذب می‌کنند تا نمایش‌های خطی شفاف را تشکیل دهند. فرکانس تشخیص باید با چرخه تشخیص عیب اتصالات ریلی جوش داده شده هماهنگ شود. پس از کشف ریزترک ها، صفحه باید فوراً تعویض شود تا از انتشار ترک و حوادث شکستگی جلوگیری شود.