धातु की थकान बाहरी कारकों के प्रभाव में धातु संरचना में सूक्ष्म क्षति के क्रमिक संचय की प्रक्रिया है, जो आगे बड़े और बड़े लोगों की ओर बढ़ती है। यह एक बार-बार होने वाली घटना है जिसके बहुत विनाशकारी परिणाम हो सकते हैं।
घटना का पता लगाना और उसका विवरण
इस घटना के अग्रदूत जर्मन खनन इंजीनियर विल्हेम अल्बर्ट थे, जिन्होंने 1829 में अपने प्रयोगों के परिणामों के आधार पर धातु के पहनने का वर्णन किया था, जिसमें उन्होंने विकसित एक प्रयोगात्मक मशीन पर खदान की जंजीरों के लिंक के बार-बार झुकने के उदाहरण का उपयोग किया था। हालांकि, शब्द "धातु थकान" केवल 1839 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक जीन-विक्टर पोंसलेट द्वारा पेश किया गया था, जिन्होंने चक्रीय तनावों के प्रभाव में इस्पात संरचनाओं की ताकत में कमी का वर्णन किया था।
थोड़ी देर बाद, जर्मन इंजीनियर ऑगस्ट वोलर ने धातु की थकान के सिद्धांत में योगदान दिया, साथ ही चक्रीय तनाव के अधीन धातु संरचनाओं के डिजाइन, 1858-1870 में बार-बार तनाव की स्थिति में लोहे और स्टील के प्रयोगों के परिणामों को प्रकाशित किया। -संपीड़न। 1874 में उनके शोध के परिणामों को जर्मन वास्तुकार लुईस स्पैंगेनबर्ग द्वारा तालिकाओं के रूप में रेखांकन के रूप में प्रस्तुत किया गया था। तब से, धातु संरचना के विनाश से पहले चक्र तनाव के आयामों और चक्रों की संख्या के बीच प्राप्त संबंध का एक दृश्य प्रतिनिधित्व वोलर आरेख कहलाता है।
तब से, धातु की थकान की घटना को इसकी स्पष्ट परिभाषा प्राप्त हुई है, जो कि वैकल्पिक (आमतौर पर चक्रीय) तनावों की कार्रवाई के तहत धातु संरचना को नुकसान के समय संचय की प्रक्रिया के रूप में होती है, जिससे संरचना के गुणों में परिवर्तन होता है। इसमें दरारें बनना, उनका प्रगतिशील विकास और बाद में सामग्री का विनाश।
धातु थकान के परिणाम
प्रगतिशील धातु थकान धातु संरचनाओं के विनाश का कारण बन सकती है। एक नियम के रूप में, यह उनके संचालन के दौरान होता है (जब तंत्र पर अधिकतम भार होता है), जिससे मानव हताहत सहित दुर्घटनाएं और आपदाएं हो सकती हैं। कुछ सबसे प्रसिद्ध घटनाओं के उदाहरण:
- 1842 में वर्साय रेलवे आपदा, जिसके परिणामस्वरूप 55 लोग मारे गए (कारण लोकोमोटिव अक्ष का थकान फ्रैक्चर था)।
- 1998 में जर्मनी में एस्किडे कम्यून के पास हाई-स्पीड इलेक्ट्रिक ट्रेन ICE की दुर्घटना, जिसके परिणामस्वरूप 101 लोग मारे गए और 88 घायल हो गए (200 किमी / घंटा की गति से ट्रेन का पहिया टायर फट गया)।
- 2009 में सयानो-शुशेंस्काया एचपीपी में एक दुर्घटना (इसका कारण टरबाइन कवर सहित स्टेशन की पनबिजली इकाई के बढ़ते बिंदुओं को थकान क्षति थी)।
धातु थकान निवारण
धातु की थकान को आमतौर पर चक्रीय लोडिंग से बचने के लिए धातु संरचना के कुछ हिस्सों को संशोधित करके या संरचना में प्रयुक्त सामग्री को कम थकान-प्रवण सामग्री के साथ बदलकर रोका जाता है। इसके अलावा, संरचना के धीरज में उल्लेखनीय वृद्धि धातुओं के रासायनिक-थर्मल उपचार के कुछ तरीकों (नाइट्राइडिंग, नाइट्रोकार्बराइजिंग, आदि) द्वारा प्रदान की जाती है। धातु की थकान को रोकने का एक अन्य तरीका थर्मल छिड़काव है, जो सामग्री की सतह पर एक संपीड़ित तनाव पैदा करता है, जो धातु के हिस्सों को फ्रैक्चर से बचाने में मदद करता है।
