En las conexiones atornilladas suele producirse un tipo de fallo conocido como fractura por fatiga. La fractura por fatiga ocurre principalmente en condiciones de vibración. Al igual que la fragilización por hidrógeno, se trata de una falla repentina y la tecnología actual no puede predecir de antemano cuándo se fracturará un perno debido a la fatiga. Por ello, debemos tomar medidas preventivas desde el primer momento.
Cada perno tiene una vida útil. Aunque los pernos son reutilizables, no están diseñados para ciclos de uso ilimitados. Cuando los pernos se someten constantemente a cargas pesadas o alternas en determinados entornos, la probabilidad de fractura por fatiga aumenta significativamente. Estas fracturas pueden causar graves daños a los equipos de producción e incluso provocar accidentes de seguridad.
¿Por qué se produce la fractura por fatiga en los pernos? La explicación ampliamente aceptada en la industria es: debido a las diferencias entre el entorno de servicio de latornilloy el material base de las piezas conectadas, así como las variaciones en la forma y el tamaño de los componentes móviles, una precarga excesiva del perno puede dar como resultado una distribución local desigual de la tensión. Bajo cargas alternas continuas y con una ductilidad insuficiente del material, se forman gradualmente microfisuras en el interior del perno. Cuando estas grietas invisibles alcanzan un punto crítico, el perno se rompe repentinamente. A simple vista parece una ruptura instantánea, pero en realidad se desarrolla lentamente con el tiempo. El proceso es el siguiente: se crean puntos de concentración de tensiones durante la instalación, el material base del perno se rompe gradualmente, aparecen pequeñas grietas después de un período de tiempo y se produce una fractura repentina una vez que se alcanza el estado crítico.
Esta es una de las razones por las que se requieren pruebas de resistencia a la tracción antes de utilizar los pernos. Aunque una prueba de tracción no lleva mucho tiempo, permite una evaluación básica del perno en función de la ubicación de la fractura y la fuerza de rotura. Si el par de rotura es demasiado bajo durante la prueba, no se recomienda el uso de este lote de pernos. Otro factor importante es el cambio de temperatura en el medio ambiente. Si la temperatura de funcionamiento es excesivamente alta o baja, o fluctúa bruscamente, la vida útil del perno se acortará considerablemente. Combinado con el efecto corrosivo del aire, el riesgo de fractura por fatiga se vuelve muy alto.
Estos factores de fallo se deben principalmente a una adaptabilidad insuficiente del material al medio ambiente. Podemos mejorar adecuadamente los procesos de producción para reducir el riesgo de fractura por fatiga. Si las condiciones lo permiten, los pernos pueden-tratarse térmicamente antes del laminado del hilo (el proceso estándar es el laminado del hilo primero y luego el tratamiento térmico). Alternativamente,pernos completamente roscadosSe pueden sustituir por unos parcialmente roscados, ya que la sección de vástago lisa tiene una resistencia a la fatiga mucho mayor que la sección roscada.
