Orokorra
Nekea eta zahartzea metalezko zigiluen errendimenduan eragina duten bi faktore garrantzitsu dira, eta zuzenean lotuta daude zigiluen fidagarritasunarekin eta zerbitzu-bizitzarekin. Jarraian, bi fenomeno hauen eta metalezko zigiluen errendimenduan duten eragin zehatzaren analisi sakona aurkezten da.
1. Nekearen efektuak
Nekea material bat pixkanaka kaltetzen den eta azkenean tentsio errepikatuaren pean huts egiten duen prozesua da. Metalezko zigiluen aplikazioan, nekearen efektuak batez ere alderdi hauetan islatzen dira:
1.1 Nekearen ondoriozko haustura-mekanismoa
Tentsio ziklikoa: Zigilua aldizkako karga eta deskarga jasaten du (gas edo likido-fluxuak eragindako presio-aldaketak, adibidez) lan-baldintza dinamikoetan, eta horrek mikroarrailak sortzen ditu materialaren barruan.
Mikroegitura-aldaketak: Neke-zikloa handitzen den heinean, metalaren sare-egitura alda daiteke, neke-iturriak sortuz, eta akats mikroskopiko hauek pixkanaka zabalduko dira karga errepikatuetan.
1.2 Nekearen bizitzan eragina duten faktoreak
Tentsio maila: Tentsio maila altua duten funtzionamendu baldintzek nekearen pitzaduren eraketa eta hedapena bizkortzen dituzte.
Materialen propietateak: Material ezberdinen nekearekiko erresistentzia oso aldakorra da. Adibidez, altzairu herdoilgaitzak eta nikel-oinarritutako aleazioek, oro har, nekearekiko erresistentzia hobea erakusten dute.
Gainazalaren tratamendua: Gainazalaren zimurtasunak, gainazalaren gogortzeak (adibidez, hozteak) eta estaldurak nekearen errendimenduan eragina izan dezakete; gainazalaren tratamendu onak nekearen pitzaduren agerpena murriztu dezake.
1.3 Nekearen bizitzaren ebaluazioa
Wöhler kurba: Zehaztu materialaren neke-muga eta neke-erresistentzia esperimentuen bidez.
Simulazio numerikoa: elementu finituen metodoa (FEA) erabili nekearen analisi eredu bat ezartzeko, zigiluaren nekearen bizitza lan-baldintzetan aurreikusteko.
2. Zahartze efektua
Zahartzeak denboraren eta ingurumenaren eraginpean materialen errendimenduaren degradazio prozesua adierazten du. Metalezko zigiluetan, zahartzea batez ere materialaren propietate fisiko eta kimikoen aldaketetan agertzen da. Zahartzearen efektu ohikoenen artean hauek daude:
2.1 Zahartze termikoa
Tenperaturaren eragina: Tenperatura altuko ingurune batean denbora luzez lan eginez gero, metalezko materialaren erresistentzia eta gogortasuna gutxitu egin daitezke, zigilatze-errendimenduan eraginez.
Oxidazio-erreakzioa: Metalen oxidazioa bizkortzen da tenperatura altuan, eta horrek oxido-geruza bat sortzea eragiten du metalaren gainazalean, zigilatze-gainazalaren kontaktuan eta zigilatzeari eraginez.
2.2 Zahartze kimikoa
Korrosioarekiko portaera: Metalezko zigiluak ingurune korrosiboetan (azido eta alkalietan, adibidez) funtzionatzen dutenean, materiala kimikoki erasotuko da, eta horrek bere egitura-osotasuna eta zigilatze-errendimendua kaltetuko ditu.
Olioaren zahartzea: Olio-zigiluetan, olioaren degradazioak zigilatze-materialen errendimenduan eragina izango du.
2.3 Ezaugarri mekanikoen aldaketak
Erresistentzia eta harikortasuna: Zerbitzu-denbora handitzen den heinean, metalezko materialen trakzio-erresistentzia eta harikortasuna nabarmen gutxitu daitezke, eta horren ondorioz zigilu-eraztunaren deformazioa eta haustura eragin daitezke.
2.4 Zahartze proba eta ebaluazioa
Zahartze azeleratuaren esperimentua: Metalezko zigilu-eraztunen iraunkortasuna ebaluatzen da zahartze azeleratuaren probak eginez tenperatura altuetan edo ingurune korrosiboetan.
Materialen errendimenduaren azterketa: Gogortasun-probak, trakzio-probak eta nekearen probak aldizka egiten dira materialen propietateen aldaketak ebaluatzeko.
3. Efektu konbinatuak
Nekearen eta zahartzearen arteko elkarrekintzak zigilu-eraztunaren funtzionamendu-akatsa bizkortu dezake. Adibidez, tenperatura altuko inguruneetan funtzionatzen duten metalezko zigilu-eraztunek ez dute nekearen ondorioz pitzadurarik izan behar bakarrik, baita materialaren gogortasuna murriztu ere zahartzearen ondorioz, eta azkenean zigiluaren akatsa eragin. Beraz, nekearen eta zahartzearen ondorioak kontuan hartu behar dira diseinuan eta materialen aukeraketan.
Ondorioa
Nekeak eta zahartzeak eragin handia dute metalezko zigilu-eraztunen errendimenduan. Bien arteko mekanismoak eta elkarrekintzak ulertzeak ingeniariei diseinuan eta materialen aukeraketan erabaki informatuagoak hartzen lagun diezaieke, zigilu-eraztunaren fidagarritasuna eta bizitza erabilgarria hobetzeko. Eragin negatibo horiek eraginkortasunez murriztu daitezke materialen hautaketa arrazoizkoaren, gainazalaren tratamenduaren eta aldizkako ikuskapen eta mantentze-lanen bidez.
Argitaratze data: 2024ko urriaren 30a