A falha do metal quando submetido à carga cíclica, sobrecarga, etc. é um fenômeno comum. A observação inicial, dados pré-existentes do metal, estudos laboratoriais e síntese de falha fazem parte de uma análise metódica de falhas.

A fadiga pode ser definida como um dano progressivo localizado devido ao estresse flutuante e as tensões nos materiais. A falha do metal ou seus componentes ocorre por razões como irregularidades no carregamento, defeitos no material, inadequações no projeto, deficiências na manutenção, deficiências na construção e devido a condições ambientais. É muito importante saber como investigar a falha do metal para poder identificar o seu motivo. Ao fazer isso, é possível tomar as medidas corretivas necessárias no projeto, manutenção e operação para evitar uma nova falha aconteça. A maioria das falhas dos componentes metálicos são devidas à fadiga que é o resultado do carregamento cíclico.

As etapas envolvidas na investigação de uma falha são as seguintes:

Observação inicial

A observação inicial da falha inclui fazer um estudo visual detalhado e análise do componente real ou partes que falharam durante a operação.

Se de reunir e registrar todos os detalhes da falha por fotografias para que possa ser usado para análise das partes com falha no futuro. A análise deve ser feita nas marcas de deformação, aparência de fratura, deterioração, etc.

Dados pré-existentes

Recolher todos os dados relacionados com especificações e desenhos, projeto do componente, fabricação do componente, qualquer reparo feito antes da falha, qualquer trabalho importante realizado antes da falha e o período de serviço do componente, bem como quaisquer problemas percebidos durante a operação desse componente ou máquina em particular.

Quando todos esses dados são coletados com precisão, é possível analisar o motivo da falha no componente.

Estudos de laboratório

Estudos de laboratório na investigação da falha de metal incluem verificação se a composição química do material que falhou está dentro dos limites especificados. Os estudos também incluem a verificação das dimensões e propriedades físicas do componente falhado.

Testes complementares devem ser feitos, se necessário, para confirmar as propriedades do componente ou das peças. Por exemplo, realizando o teste de dureza para determinar a dureza do material, determinando a microestrutura do material para verificar o tratamento térmico , verificando a dutilidade do material pelo teste de curvatura livre, realizando testes não destrutivos para verificar defeitos ou rachaduras no componente, e também verificar a composição dos produtos de corrosão no metal, etc.

Síntese da Falha

Antes de concluir a investigação, deve-se estudar todos os fatos e evidências da falha, positivo e negativo, para fornecer as respostas às questões típicas apresentadas abaixo.

  • A peça foi instalada corretamente?
  • A peça foi devidamente projetada?
  • A parte foi mantida corretamente?
  • Quanto tempo a peça esta sendo usada no serviço?
  • Qual foi a natureza do estresse no momento da falha?
  • Existe alguma vibração observada na peça antes da falha?
  • A peça estava sujeita a sobrecarga?
  • Foi submetida a abuso de serviço?
  • Houve alguma alteração no ambiente antes da falha?
  • A peça foi mantida adequadamente durante a operação?
  • A falha ocorreu devido a ductilidade, fragilidade ou uma combinação de ambos?
  • A rachadura começou recentemente ou aumentou durante muito tempo?
  • A falha começou em um ponto, ou se originou em vários pontos?
  • A falha começou acima ou abaixo da superfície?

Todas estas questões combinadas com a análise teórica deve indicar o problema que causou a falha.

Nota: quase 50% de todas as falhas podem ser atribuídas ao design defeituoso. O restante das falhas é atribuído a problemas de produção e serviço, dobrando a fadiga e problemas de superfície, tais como rachaduras, esmagamentos, rachaduras e pontuação.