Falha de juntas aparafusadas

Parte 1 : TIPOLOGIA

A falha de uma junta aparafusada (também conhecida como "ruína") pode ocorrer por :

1/ Falha súbita

2/ Falha progressiva (fadiga)

3/ Fragilização por hidrogénio

4/ Corrosão

1 : FALHA ESTÁTICA SÚBITA

Tensão de tração excessiva

As tensões são distribuídas uniformemente na secção :

* Fratura limpa perpendicular ao eixo da haste do parafuso (fratura frágil)

* Fratura com zona de iniciação e fratura final na periferia com a presença de lábios de cisalhamento (fratura dúctil)

* Fratura com formação de linhas radiais devido à presença de torneiras de endurecimento

(fratura semi-frágil).

A não ser que exista um defeito metalúrgico, um parafuso falha na primeira rosca a engatar.

Exemplo : o parafuso 10.9 falha ao apertar (sobreaperto)

Exemplo : Fratura súbita semi-frágil: localizar a origem da fratura

Tensão de torção excessiva

As tensões são distribuídas na secção com um máximo na periferia e um mínimo no núcleo.

* Pode ser observada uma deformação plástica significativa (efeito de torção) com a presença de uma fratura em vórtice vórtice de fratura

2 : FALHA POR FADIGA

Flexão por rotação

Tipicamente, este tipo de falha é caracterizado na secção do parafuso por :

* Múltiplos iniciadores periféricos com linhas de cumeeira ou radiais.

* Linhas frontais ou de paragem

* Duas zonas identificáveis: uma zona de propagação da fadiga e uma zona de rotura final súbita.

Flexão plana e flexão plana alternada

No caso da flexão plana, a iniciação ocorre num único ponto.

No caso da flexão plana alternada, o início ocorre em dois pontos diametralmente opostos.

Factores de influência

* A falha por fadiga é caracterizada por um efeito de entalhe, com a iniciação ocorrendo geralmente na superfície.

* A geometria da peça é, portanto, um fator determinante, devendo ser evitadas variações na secção transversal (limitar as ranhuras, aumentar os filetes, etc.), aumentar a conicidade, etc.)

* A superfície da zona de fratura final é representativa do equilíbrio estático do conjunto, uma vez que é obtida por superando as características mecânicas residuais.

* As zonas de maquinagem são potenciais zonas de arranque; uma rosca laminada é mais eficaz do que uma rosca cortada, do ponto de vista das propriedades mecânicas da junta. em termos de resistência à fadiga.

3 : FRAGILIZAÇÃO POR HIDROGÉNIO

Princípio e origem

Principalmente durante o tratamento de superfície (ou soldadura), o hidrogénio é absorvido na superfície e depois difundido, causando uma perda de coesão na rede metálica.

O hidrogénio é absorvido pela superfície e depois difunde-se, o que provoca uma perda de coesão na rede metálica.

Durante o tratamento eletrolítico da superfície, o risco surge em várias fases :

* Decapagem

* Desengorduramento catódico

* Eletrólise

A fratura é do tipo retardado e frágil.

O risco aumenta com as características mecânicas. A falha ocorre durante o aperto ou algumas horas após a entrada em funcionamento, mesmo na ausência de carga externa adicional.

A prevenção é conseguida através de um tratamento térmico de desgaseificação, que deve ser efectuado nas quatro horas seguintes à saída do banho eletrolítico. horas após a saída do banho eletrolítico. Ver NF EN ISO 4042, NF EN 12329 e NF EN 12330).

1/4 : CORROSÃO

A corrosão inicia-se por picadas: o estado da superfície determina este tipo de falha. Os defeitos da superfície tornam-se uma zona de concentração de tensões que pode provocar a rutura.

Parte 2: PRINCIPAIS CAUSAS

1 : POSITION ET TYPES DE CASSURE

As fracturas nas redes ocorrem frequentemente na primeira rede em contacto porque esta é uma zona de concentração máxima de tensões.

A rotura da cabeça inferior resulta principalmente de um raio de ligação insuficiente.

A fratura na haste, que é muito rara, diz respeito principalmente a parafusos com uma haste reduzida ou a parafusos parafusos.

2 : CAUSAS DE RUPTURA SÚBITA

3 : CAUSAS DA FALHA POR FADIGA

4 : PRINCIPAIS CAUSAS E PREVENÇÃO

Para além do fenómeno emblemático da fragilização pelo hidrogénio, cerca de um terço das rupturas rupturas são devidas a falhas de montagem! Podem, por conseguinte, ser evitadas sem uma nova conceção do conjunto a montagem.

Algumas recomendações :

* Certificar-se de que a classe de qualidade do parafuso está corretamente definida.

* Escolher uma porca cuja classe de qualidade seja compatível com a do parafuso.

* Evitar montagens heterogéneas (efeito de corrosão galvânica).

* Assegurar o aperto com pré-carga

* Assegurar a manutenção da pré-carga: por exemplo, uma porca de bloqueio impede o afrouxamento mas não assegura a manutenção da pré-carga. Mas não garante que o pré-esforço seja mantido

* Escolher a anilha correcta e evitar o esmagamento.