Մետաղի հոգնածությունը արտաքին գործոնների ազդեցության տակ մետաղական կառուցվածքում մանրադիտակային վնասների աստիճանական կուտակման գործընթաց է, որոնք հետագայում անցնում են ավելի ու ավելի մեծ գործոնների: Սա հաճախակի դեպք է, որը կարող է հանգեցնել շատ աղետալի արդյունքների:
Երեւույթի հայտնաբերում և նկարագրություն
Ֆենոմենի առաջատարը հանքարդյունաբերության գերմանացի ինժեներ Վիլհելմ Ալբերտն էր, ով 1829 թ.-ին նկարագրեց մետաղի մաշվածությունը `հիմնվելով իր փորձերի արդյունքների վրա, օգտագործելով իր մշակած փորձարարական մեքենայի վրա ականի ամբարձիչների շղթաների շղթաների օղակների կրկնակի ծալումների օրինակ: Այնուամենայնիվ, «մետաղի հոգնածություն» տերմինը մտցվեց միայն 1839 թվականին ֆրանսիացի գիտնական Jeanան-Վիկտոր Պոնսելեի կողմից, որը նկարագրեց ցիկլային ստրեսների ազդեցության տակ պողպատե կոնստրուկցիաների ամրության նվազումը:
Քիչ անց գերմանացի ինժեներ Ավգուստ Վոլլերը ներդրում ունեցավ մետաղի հոգնածության տեսության մեջ, ինչպես նաև ցիկլային ստրեսների ենթարկված մետաղական կոնստրուկցիաների նախագծման մեջ ՝ 1858-1870 թվականներին հրապարակելով կրկնակի լարվածության պայմաններում երկաթի և պողպատի հետ փորձերի արդյունքները: -կոմպրեսիոն: Նրա հետազոտության արդյունքները 1874 թվականին գրաֆիկորեն ներկայացվել է սեղանների տեսքով `գերմանացի ճարտարապետ Լյուիս Սպանգենբերգի կողմից: Այդ ժամանակից ի վեր ցիկլային սթրեսի ամպլիտուդների և ցիկլերի քանակի միջև ստացված փոխհարաբերության տեսողական ներկայացումը կոչվում է Վյոլլերի դիագրամ:
Այդ ժամանակից ի վեր, մետաղի հոգնածության ֆենոմենը ստացել է իր հստակ սահմանումը `որպես փոփոխական (սովորաբար ցիկլային) սթրեսի ազդեցության տակ մետաղական կառուցվածքի վնասման ժամանակի կուտակման գործընթաց, ինչը հանգեցնում է կառուցվածքի հատկությունների փոփոխությանը, դրանում ճաքերի առաջացում, դրանց առաջադեմ զարգացում և նյութի հետագա ոչնչացում:
Մետաղների հոգնածության հետևանքները
Առաջադեմ մետաղի հոգնածությունը կարող է հանգեցնել մետաղական կառույցների ոչնչացմանը: Որպես կանոն, դա տեղի է ունենում նրանց շահագործման ընթացքում (երբ իրականացվում է մեխանիզմների առավելագույն բեռը), ինչը կարող է հանգեցնել դժբախտ պատահարների և աղետների, այդ թվում ՝ մարդկային զոհերի հետևանքով: Մի քանի ամենահայտնի միջադեպերի օրինակներ.
- Վերսալի երկաթուղային աղետը 1842 թ., որի արդյունքում զոհվեց 55 մարդ (պատճառը լոկոմոտիվի առանցքի հոգնածության կոտրվածք էր):
- 1998 թ.-ին Գերմանիայում Էշհեդ կոմունայի մոտակայքում գտնվող ICE արագընթաց էլեկտրագնացքի վթարը, որի արդյունքում 101 մարդ զոհվեց և 88-ը վիրավորվեցին (200 կմ / ժ արագությամբ անիվի անվադողը պայթեց գնացքում):
- 2009 թ.-ին Սայանո-Շուշենսկայա ՀԷԿ-ի վթար (պատճառը կայանի հիդրոէլեկտրակայանի մոնտաժային կետերի հոգնածության վնասն էր, ներառյալ տուրբինի ծածկը):
Մետաղների հոգնածության կանխարգելում
Մետաղի հոգնածությունը սովորաբար կանխվում է մետաղական կառուցվածքի մասերի փոփոխմամբ `ցիկլային բեռից խուսափելու համար, կամ կառույցում օգտագործվող նյութերը պակաս հոգնածության նյութերով փոխարինելու միջոցով: Բացի այդ, կառուցվածքի դիմացկունության նկատելի աճը ապահովվում է մետաղների քիմիական-ջերմային մշակման որոշ մեթոդներով (նիտրացում, ազոտածխաջրացում և այլն): Մետաղի հոգնածությունը կանխելու մեկ այլ մեթոդ է ջերմային հեղուկացիրը, որը նյութի մակերեսին ստեղծում է սեղմող լարվածություն, որն օգնում է պաշտպանել մետաղական մասերը կոտրվածքից:
