Устойчивое растрескивание под нагрузкой - Sustained load cracking

Устойчивое растрескивание под нагрузкой, или же SLC, это металлургическое явление, которое иногда возникает в сосудах высокого давления и конструктивных элементах, находящихся под напряжением в течение продолжительных периодов времени.[1]

Это особенно заметно в алюминиевых сосудах высокого давления, таких как баллоны для дайвинга.[2][3]

Продолжительное растрескивание под нагрузкой не является производственным дефектом; это явление, связанное с определенными сплавами и условиями эксплуатации:

  • 6351 алюминиевый сплав[2]
  • Перенапряжение из-за чрезмерного давления наполнения[2]
  • Жестокое обращение и механические повреждения[2]

Вхождение

Сообщается, что рост трещин происходит очень медленно. Luxfer, крупный производитель алюминиевых баллонов высокого давления.[4] Сообщается, что трещины развиваются в течение периодов порядка 8 или более лет до достижения стадии, когда в цилиндре может произойти утечка, что позволяет своевременно обнаруживать надлежащим образом обученные инспекторы с использованием оборудования для обнаружения вихретоковых трещин.[5]

Трещины SLC были обнаружены в баллонах, произведенных несколькими производителями, включая Luxfer, Walter Kidde и газовые баллоны CIG.

Большинство трещин наблюдалось в области шейки и плеча цилиндров, хотя сообщалось также о некоторых трещинах в цилиндрической части.[1]

История

Это явление было впервые замечено в 1983 году в цилиндрах из армированного волокном алюминиевого сплава с кольцевой намоткой, которые разорвались в США. Сплав 6351 с относительно высоким содержанием свинца (400 частей на миллион), но даже после снижения содержания свинца проблема повторялась, и впоследствии проблема была обнаружена в монолитных алюминиевых цилиндрах.[6][5] О первом возникновении трещины SLC в цилиндрической части цилиндра сообщалось в 1999 году.[1]

Обнаружение

Трещины на шее легко обнаруживаются при осмотре, но трещины на теле и плечах обнаружить труднее.[1] Трещины на резьбе на шейке можно проверить неразрушающим методом с помощью вихретокового оборудования для обнаружения трещин. Сообщается, что это надежно для сплава 6351, но при испытаниях сплава 6061 были зарегистрированы ложные срабатывания.[5]

Способствующие факторы

Все эти формы развития трещин являются результатом длительного воздействия на цилиндр высокого давления. Трещины межзеренные и возникают по границам зерен. Нет свидетельств коррозии под напряжением или усталости.[1][5]

Наличие относительно высокого содержания свинца было определено как способствующий этому фактор. Растрескивание на границах зерен ускоряется в присутствии свинца. Предполагается, что также способствует присутствие висмута.[1]

Было обнаружено, что состав сплава также играет важную роль. Сплав 6061 показал хорошую стойкость к SLC, как и сплавы 5283 и 7060. Было показано, что производственные дефекты, такие как складки на внутренней поверхности, являются вредными, особенно для цилиндров с параллельной резьбой. Было показано, что размер зерна имеет относительно небольшое значение. .[1][5]

Состав сплава

Код материала[1]
Элемент
(мас.%)		Сплав 6082 †Сплав 6351 †Сплав 6061Сплав 5283Сплав 7060
Кремний0.7–1.30.7–1.30.4–0.8Макс 0,30Макс 0,15
УтюгМакс 0,50Макс 0,50Макс 0,70Макс 0,30Макс 0,20
МедьМакс 0,10Макс 0,100.15–0.40Макс 0,031.8–2.6
Марганец0.40–1.00.40–0.80Макс 0,150.5–1.0Макс 0,20
Магний0.6–1.20.40–0.800.8–1.24.5–5.11.3–2.1
ХромМакс 0,25-0.04–0.35Макс 0,050.15–0.25
ЦинкМакс 0,20Макс 0,20Макс 0,25Макс 0,106.1–7.5
ТитанМакс 0,10Макс 0,20Макс 0,15Макс 0,03Макс 0,05
Остальные каждый *Макс 0,05Макс 0,05Макс 0,05Макс 0,05Макс 0,05
Другие всегоМакс 0,15Макс 0,15Макс 0,15Макс 0,15Макс 0,15
АлюминийОстатокОстатокОстатокОстатокОстаток
* В дополнение к этому пределу необходимо ограничить содержание свинца и висмута до 0,003% макс.
† Сплав 6351 по существу находится в пределах сплава 6082.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час Бартелеми, Эрве; Берч, Давид; Дёрнер, Вольфганг; Эрландссон, Йорген; Габриэли, Джорджио; Крис, Александр; Вандерервен, Эльс; Уэбб, Энди (2004). Рекомендации по предотвращению длительного растрескивания цилиндров из алюминиевого сплава под нагрузкой, IGC Doc 57/11 / E, Revision IGC Doc 57/04 / E. Брюссель: Европейская ассоциация промышленных газов AISBL. Получено 1 сентября 2012.
  2. ^ а б c d Газовые баллоны Luxfer (2015). «Растрескивание при длительной нагрузке - какие типы цилиндров наиболее восприимчивы к разрывам, связанным с SLC?». Газовые баллоны Luxfer. Получено 6 октября 2018.
  3. ^ Высокий, Билл. «Трещины и разрывы алюминиевых баллонов автономного дыхательного аппарата и акваланга, изготовленных из сплава 6351 (архивная копия)» (PDF). PSI, Inc. Архивировано с оригинал (PDF) на 2015-12-26. Получено 2015-10-09. первоначально доступ 30 августа 2012 г.
  4. ^ Газовые баллоны Luxfer (2015). «Растрескивание при длительной нагрузке - как быстро растут трещины?». Газовые баллоны Luxfer. Получено 6 октября 2018.
  5. ^ а б c d е «Растрескивание под действием длительной нагрузки (SLC) в разорванном баллоне акваланга из алюминиевого сплава 6351 (архивная копия)». 22 октября 2007 г. Архивировано с оригинал на 2015-06-17. Получено 2015-10-09.
  6. ^ Поковки цельные, без армирования нитями.