Les pièces forgées pour la construction sont largement utilisées dans l’industrie de la construction, telles que les ponts, les immeubles de grande hauteur, les grands projets hydrauliques, etc. En raison de la complexité de l’environnement de service, ces pièces forgées présentent souvent des fissures de fatigue qui ont une incidence sur la sécurité structurale. Par conséquent, l’étude de la propagation des fissures de fatigue et des techniques d’arrêt des fissures dans les pièces forgées utilisées dans la construction est importante pour garantir la sécurité et la stabilité des bâtiments.
Actuellement, les recherches nationales et internationales sur les techniques de propagation des fissures de fatigue et d’arrêt des fissures forgées pour la construction portent principalement sur les propriétés des matériaux, les mécanismes d’apparition et de propagation des fissures de fatigue, les prévisions de durée de vie et les méthodes d’arrêt des fissures. En ce qui concerne la propagation des fissures de fatigue, les chercheurs se sont surtout préoccupés de l’amorçage des fissures, de leur taux de propagation et des facteurs qui influencent leur trajectoire; En ce qui concerne la technologie d’arrêt de fissuration, il étudie principalement le principe d’arrêt de fissuration, la technologie et l’effet, etc.
Mécanisme de formation et de propagation des fissures de fatigue: les pièces forgées utilisées dans la construction sont sujettes à des contraintes cycliques. À mesure que le nombre de cycles augmente, les microfissures se développent et convergent progressivement pour former des macrofissures. Au cours de la propagation de la fissure, la répartition des contraintes à l’intérieur du matériau change, ce qui entraîne une incertitude quant à la direction de la propagation de la fissure.
Principe d’arrêt de fissuration: la technique d’arrêt de fissuration ralentit ou arrête la propagation de la fissure principalement en appliquant une résistance sur le chemin de propagation de la fissure, par exemple en utilisant des matériaux polymères pour le blocage, le remplissage de matériaux métalliques, etc. Dans le même temps, en optimisant la conception de la structure des pièces forgées et en choisissant des matériaux à haute résistance, nous améliorons la résistance à la fatigue des pièces forgées elles-mêmes, afin de prolonger leur durée de vie.
Traitement préparatoire: traitement de surface des pièces forgées présentant des fissures de fatigue, y compris le nettoyage, le séchage, etc., pour améliorer l’adhérence du matériau de remplissage.
Traitement anti-fissuration: en fonction de la morphologie et de l’emplacement des fissures de fatigue, le matériau de remplissage approprié et la méthode de traitement sont choisis. Les matériaux de remplissage couramment utilisés comprennent des matériaux polymères tels que l’époxy et le polyuréthane, ainsi que des matériaux métalliques tels que les poudres métalliques et les alliages. Le processus de remplissage comprend le revêtement, l’injection, l’extrusion, etc. Selon la situation réelle, vous pouvez choisir une méthode appropriée.
Traitement final: après le remplissage, les pièces forgées sont durcies et dressées pour assurer la qualité et la sécurité des pièces forgées.
Prenons l’exemple d’une pièce forgée d’une flèche d’un grand pont qui présentait des fissures de fatigue visibles au cours de son service. Pour assurer la sécurité du pont, on a utilisé la technique de propagation de fissure de fatigue et d’arrêt de fissuration décrite dans le présent document. Le processus de restauration détaillé est le suivant:
Un traitement de surface méticuleux des pièces forgées de flèche présentant des fissures, y compris l’enlèvement de la saleté de surface, le dégraissage, etc., est effectué pour améliorer l’adhérence du matériau de remplissage.
La méthode de remplissage de la poudre métallique est appliquée aux fissures et complétée par une pression appropriée pour obtenir un remplissage serré du matériau métallique.
Le traitement de durcissement à haute température pour les pièces forgées remplies, de sorte que le matériau de remplissage et le corps de pièces forgées forment une seule entité et améliorent la résistance globale.
Les pièces forgées durcies seront testées pour s’assurer qu’elles répondent aux normes pertinentes et aux exigences d’utilisation.
Après les traitements de réparation décrits ci-dessus, ce forgeage de flèche a réussi à empêcher la propagation des fissures et à améliorer sensiblement sa résistance à la fatigue. Dans la pratique, la durée de vie de cette pièce forgée a été considérablement prolongée, ce qui garantit un fonctionnement sûr et stable du pont.
La technique de propagation des fissures de fatigue et d’arrêt des fissures dans les pièces forgées pour la construction est importante pour garantir la sécurité et la stabilité des bâtiments. Le principe de cette technologie, son déroulement et un cas d’application pratique sont décrits. La pratique a prouvé que cette technologie a un effet significatif dans la suppression de la propagation des fissures et l’amélioration de la durée de vie des pièces forgées. Toutefois, cette technique présente encore quelques lacunes, telles que les exigences élevées en matière de propriétés des matériaux de remplissage, la possibilité que le processus de mise en œuvre du procédé cause certains dommages aux pièces forgées, etc. Les recherches futures devraient donc porter sur l’optimisation des propriétés des matériaux de remplissage, l’amélioration des méthodes de traitement, une nouvelle réduction des coûts d’exploitation, etc., en vue d’une meilleure diffusion et application de cette technologie.
