فاسٹینر بولٹ فریکچر کی عام وجوہات کا تجزیہ

بولٹ فریکچر کی مختلف وجوہات ہیں۔بندھن. عام طور پر بولٹ کا نقصان تناؤ کے عنصر، تھکاوٹ، سنکنرن، اور ہائیڈروجن کی خرابی کی وجہ سے ہوتا ہے۔

بولٹ فریکچر

1. تناؤ کا عنصر
حد سے زیادہ روایتی تناؤ (اوور اسٹریس) کسی ایک یا قینچ، تناؤ، موڑنے اور کمپریشن کے امتزاج کی وجہ سے ہوتا ہے۔
زیادہ تر ڈیزائنرز پہلے ٹینسائل لوڈ، پری لوڈ فورس، اور اضافی عملی بوجھ کے امتزاج پر غور کرتے ہیں۔ پری ٹائٹننگ فورس بنیادی طور پر اندرونی اور جامد ہوتی ہے جو مشترکہ اجزاء کو سکیڑتی ہے۔ عملی بوجھ بیرونی ہوتے ہیں، عام طور پر سائیکلک (دوسری) قوتیں جو فاسٹنرز پر لگائی جاتی ہیں۔
تناؤ کا بوجھ مشترکہ اجزاء کو کھلنے سے روکنے کی کوشش کرتا ہے۔ جب یہ بوجھ بولٹ کی پیداوار کی حد سے زیادہ ہو جاتے ہیں، تو بولٹ لچکدار اخترتی سے پلاسٹک کی اخترتی میں بدل جاتا ہے، جس کے نتیجے میں بولٹ کی مستقل خرابی ہوتی ہے۔ لہذا، جب بیرونی بوجھ کو ہٹا دیا جاتا ہے تو اسے اس کی اصل حالت میں بحال نہیں کیا جا سکتا. اسی طرح کی وجوہات کی بناء پر، اگر بولٹ پر بیرونی بوجھ اس کی حتمی تناؤ کی طاقت سے زیادہ ہو جائے تو، بولٹ ٹوٹ جائے گا۔
بولٹ سختی پری لوڈ فورس کے ساتھ گھما کر حاصل کی جاتی ہے۔ تنصیب کے دوران، ضرورت سے زیادہ ٹارک زیادہ سخت ہونے کا باعث بنتا ہے اور فاسٹنرز کی محوری تناؤ کی طاقت کو زیادہ دباؤ کا نشانہ بنا کر کم کر دیتا ہے۔ دوسرے لفظوں میں، مسلسل ٹارشن کا نشانہ بننے والے بولٹ کی براہ راست تناؤ اور تناؤ کا نشانہ بننے والے بولٹ کے مقابلے میں کم پیداوار کی قدر ہوتی ہے۔ اس طرح، بولٹ متعلقہ معیار کی کم از کم تناؤ کی طاقت تک پہنچنے سے پہلے حاصل کر سکتا ہے۔ ایک بڑا ٹارک بولٹ کی سختی سے پہلے کی قوت کو بڑھا سکتا ہے اور اسی طرح جوڑ کے ڈھیلے پن کو کم کر سکتا ہے۔ لاکنگ فورس کو بڑھانے کے لیے، پہلے سے سخت کرنے والی قوت عام طور پر اوپری حد پر رکھی جاتی ہے۔ اس طرح، جب تک کہ پیداوار کی طاقت اور حتمی تناؤ کی طاقت کے درمیان فرق کم نہ ہو، بولٹ عام طور پر ٹارشن کی وجہ سے پیدا نہیں ہوں گے۔
قینچ کا بوجھ کے طول بلد محور پر عمودی قوت کا اطلاق ہوتا ہے۔بولٹ. شیئر اسٹریس کو سنگل شیئر اسٹریس اور ڈبل شیئر اسٹریس میں تقسیم کیا گیا ہے۔ تجرباتی اعداد و شمار سے، حتمی واحد قینچ کا تناؤ حتمی تناؤ کے تناؤ کا تقریباً 65% ہے۔ بہت سے ڈیزائنرز قینچ کے بوجھ کو ترجیح دیتے ہیں کیونکہ وہ بولٹ کی تناؤ اور قینچ کی طاقت کا استعمال کرتے ہیں۔ وہ بنیادی طور پر ڈول کی طرح کام کرتے ہیں، جو قینچ کا نشانہ بننے والے فاسٹنرز کے لیے نسبتاً آسان کنکشن بناتے ہیں۔ نقصان یہ ہے کہ قینچ کنکشن میں ایپلی کیشنز کی ایک محدود رینج ہوتی ہے اور انہیں اکثر استعمال نہیں کیا جا سکتا، کیونکہ انہیں زیادہ مواد اور جگہ کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہم جانتے ہیں کہ مواد کی ساخت اور درستگی بھی فیصلہ کن کردار ادا کرتی ہے۔ تاہم، مادی ڈیٹا جو تناؤ کے تناؤ کو قینچ کے بوجھ میں تبدیل کرتا ہے اکثر دستیاب نہیں ہوتا ہے۔
فاسٹنرز کی پہلے سے سخت کرنے والی قوت قینچ کنکشن کی سالمیت کو متاثر کرتی ہے۔ پری لوڈ فورس جتنی کم ہوگی، بولٹ کے رابطے میں مشترکہ پرت کے لیے پھسلنا اتنا ہی آسان ہوگا۔ قینچ کے بوجھ کی گنجائش کا حساب ٹرانسورس طیاروں کی تعداد کو ضرب دے کر کیا جاتا ہے (ایک قینچ والے طیارے کو سنگل شیئر کہا جاتا ہے، اور دو شیئر پلین کو ڈبل شیئر کہا جاتا ہے)، جو بغیر تھریڈڈ بولٹس کے کراس سیکشن ہونے چاہئیں۔ ہم دھاگوں کے ذریعے قینچ کو ڈیزائن کرنے کی وکالت نہیں کرتے، کیونکہ جب کراس سیکشن تبدیل ہوتا ہے تو فاسٹنرز کی قینچ کی طاقت کو دباؤ کے ارتکاز سے دور کیا جا سکتا ہے۔ فاسٹنرز کی قینچ کی طاقت کا تعین کرتے وقت، کچھ ڈیزائنرز تناؤ کے دباؤ والے علاقے کا استعمال کرتے ہیں، جبکہ دوسرے چھوٹے قطر والے حصوں کو ترجیح دیتے ہیں۔ اگر قینچ کنکشن میں بولٹ کو مخصوص قدر میں موڑا جاتا ہے (جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے)، رابطہ کی تہہ کی ملاوٹ کی سطح اس وقت تک پھسلنا شروع نہیں کر سکتی جب تک کہ یہ باہر کی رگڑ کی مزاحمت سے زیادہ نہ ہو جائے۔ ملاوٹ کی سطحوں کے درمیان رگڑ کو بڑھانا کنکشن کی مجموعی سالمیت کو بہتر بنا سکتا ہے۔ بعض اوقات، پرزوں کے سائز اور ڈیزائن کی ضروریات کی وجہ سے، استعمال کیے جانے والے بولٹ کی تعداد محدود ہو سکتی ہے۔

شکل 2: اس سے قطع نظر کہ کنیکٹنگ پرزنٹ سنگل کٹ ہو یا ڈبل ​​کٹ، کٹنگ سطح کو فاسٹنر کے تھریڈ والے حصے سے نہیں گزرنا چاہیے۔
تناؤ اور قینچ کے بوجھ کے علاوہ، موڑنے کا تناؤ ایک اور بوجھ ہے جو بولٹ کا تجربہ کرتا ہے، جو بیرونی قوتوں کی وجہ سے ہوتا ہے جو بولٹ کے طول بلد محور پر کھڑے نہیں ہوتے ہیں اور بیئرنگ اور میٹنگ سطحوں پر واقع ہوتے ہیں۔ مجموعی طور پر، فاسٹنر کنکشن جتنا آسان ہوگا، اس کی سالمیت اور وشوسنییتا اتنی ہی زیادہ ہوگی۔
2. تھکاوٹ
فی الحال کوئی خاص قانون سازی نہیں ہے جو سپلائرز کو کلیدی اجزاء خریدنے کی ہدایت کرے جو صنعتی فاسٹنرز کے لیے متعلقہ ضوابط میں صنعتی معیارات کے مطابق ہوں، خاص طور پر فاسٹنر کی ناکامی کی بنیادی وجہ - تھکاوٹ کا ذکر کیے بغیر۔ فاسٹنر کی ناکامیوں کی کل تعداد کا 85 فیصد تک تھکاوٹ سے ہونے والے نقصان کا تخمینہ لگایا گیا ہے۔
بولٹ میں تھکاوٹ سائیکلک ٹینسائل بوجھ کا مسلسل عمل ہے، جس کا نتیجہ ہوتا ہے۔بولٹنسبتاً چھوٹی پری لوڈ فورسز اور متبادل ورکنگ بوجھ کا نشانہ بننا۔ لمبے عرصے تک اس طرح کے دوہری بوجھ کے حالات میں، بولٹ اس وقت ناکام ہو جائیں گے جب ان کی ریٹیڈ ٹینسائل طاقت سے کم ہو۔ تھکاوٹ کی زندگی کا تعین تناؤ کے چکروں کی تعداد اور طول و عرض سے ہوتا ہے۔ کچھ کمپریسڈ کنیکٹر، جیسے پریس، سٹیمپنگ کا سامان، اور مولڈنگ مشینری، بھی تھکاوٹ کے فریکچر کا تجربہ کر سکتے ہیں۔ آپریشن کے دوران پاور اور پری لوڈ کے درمیان متعدد جامع تناؤ پیدا ہوتے ہیں۔ بار بار کھینچنے والی حرکتوں میں، تناؤ کی تبدیلیوں کی تعداد اور طول و عرض تھکاوٹ اور نقصان کی ڈگری سے متاثر ہوتے ہیں۔
عام صنعتی فاسٹنرز، جیسے ہیکس سکرو، مسلسل لمبا ہوتے ہیں اور لچک کی ایک خاص حد کے اندر اپنی اصل شکل میں واپس آتے ہیں۔ اگر وہ معمول سے باہر اور لچکدار رینج سے باہر کشیدگی کا نشانہ بنتے ہیں، تو وہ مستقل طور پر خرابی سے گزریں گے جب تک کہ وہ بالآخر ٹوٹ نہ جائیں۔ توسیع اور توسیع شدہ حالت میں واپس آنے کے طرز عمل کو سائیکل کہا جاتا ہے۔ ایک ہیکساگونل ساکٹ اسکرو تقریباً 240-10 ڈگری سائیکل فی دن (زیادہ سے زیادہ) برداشت کر سکتا ہے جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔

شکل 3 بہتر گڈمین ڈایاگرام

نقطے والا اخترن 10 ملین سائیکلوں کے 90% امکان کے ساتھ متبادل سکرو لوڈ کی اوسط قدر کی نشاندہی کرتا ہے۔ اصل ترچھی لکیر ظاہر کرتی ہے کہ جب سکرو پری ٹائٹننگ فورس 100ksi تک پہنچ جاتی ہے تو متحرک بوجھ اور اوسط تناؤ کے درمیان زیادہ سے زیادہ انحراف 12ksi ہوتا ہے۔
چوٹی سے چوٹی تک بار بار تناؤ کے چکروں کی وجہ سے فاسٹنر بالآخر ٹوٹ جائیں گے۔ فریکچر عام طور پر فاسٹنر کے سب سے زیادہ کمزور مقام پر ہوتا ہے، جسے انجینئرز "زیادہ سے زیادہ تناؤ کے ارتکاز کا علاقہ" کہتے ہیں۔ ایک بار جب مائیکرو کریکس تناؤ کے ارتکاز کے مقام پر واقع ہو جاتے ہیں اور دباؤ کا شکار ہوتے رہتے ہیں، تو دراڑیں تیزی سے پھیلتی ہیں، جس سے فاسٹنر کو تھکاوٹ کا نقصان ہوتا ہے۔ صنعتی استعمال کے لیے فاسٹنرز بنانے والے ادارے مسلسل نئے مولڈنگ کے عمل کو تلاش کر رہے ہیں اور مینوفیکچرنگ کے نئے طریقے ڈیزائن اور تیار کر رہے ہیں جو مذکورہ مہلک کمزوریوں پر قابو پا سکتے ہیں۔
تھکاوٹ کی ناکامی کے سب سے زیادہ عام مقامات میں جوائنٹ (یعنی پہلا بھرا ہوا دھاگہ)، جڑ کا فلیٹ، دھاگہ، اور دھاگے کا ختم ہونا شامل ہیں۔ مینوفیکچرنگ انڈسٹری میں بہتر مواد اور پیداواری طریقوں کی ترقی کے ذریعے تھکاوٹ کی طاقت میں بہتری کی وجہ سے، دھاگے فاسٹنرز کا سب سے کمزور نقطہ بن گئے ہیں اور فی الحال تھکاوٹ کی ناکامی میں نقصان کی وجوہات کا سب سے زیادہ تناسب ہے۔
ڈیزائن میں تناؤ کے متغیرات اور فاسٹنرز کی کارکردگی کی خصوصیات کے درمیان باہمی تعلق تھکاوٹ کی طاقت کے معیارات کو ایک مشکل کام بنا دیتا ہے۔ فی الحال، "فریکچر کے چکروں" کی تعداد کا تعین کرنا اور فاسٹنرز کی ایک سیریز کی نسبتہ طاقت کی پیمائش کرنا ایک پیچیدہ عمل ہے۔
3. سنکنرن
بولٹ فریکچر کی ایک اور وجہ سنکنرن ہے۔ سنکنرن کی بہت سی شکلیں ہیں، جن میں عام سنکنرن، کیمیائی سنکنرن، الیکٹرولائٹک سنکنرن، اور تناؤ کی سنکنرن شامل ہیں۔ الیکٹرولائٹک سنکنرن سے مراد مختلف نم ایجنٹوں جیسے بارش کے پانی یا تیزابی دھند کے ساتھ فاسٹنرز کی نمائش ہے، جو الیکٹرولائٹس ہیں جو فاسٹنرز کے کیمیائی سنکنرن کا سبب بن سکتے ہیں۔ دوم، فاسٹنرز کے مختلف مواد کی وجہ سے، ان کے الیکٹرولائٹک پوٹینشل مختلف ہوتے ہیں، اور ممکنہ فرق آسانی سے "مائکرو بیٹریاں" پیدا کر سکتا ہے۔ ڈیزائنرز کو چاہیے کہ دھاتوں کی مطابقت کی بنیاد پر زیادہ سے زیادہ اسی طرح کی الیکٹرولائٹک صلاحیتوں کے ساتھ مواد کا انتخاب کریں، جبکہ الیکٹرولائٹ پیدا کرنے کی شرائط کو ختم کرتے ہوئے الیکٹرولائٹک سنکنرن کی وجہ سے ہونے والے کریکنگ کو روکنا چاہیے۔
کشیدگی کی سنکنرن نسبتا محدود ہے. تناؤ کی سنکنرن ہائی ٹینسائل بوجھ کے تحت موجود ہے اور بنیادی طور پر اعلی طاقت والے مرکب اسٹیل سے بنے فاسٹنرز کو متاثر کرتی ہے۔ الائے اسٹیل سے بنے فاسٹنرز (خاص طور پر اسٹیل جس میں زیادہ مرکب مرکب ہوتا ہے) تناؤ میں پھٹنے کا شکار ہوتے ہیں۔ شروع میں، عام طور پر سطح پر دراڑیں اور گڑھے بنتے ہیں، اور پھر مزید سنکنرن ہوتا ہے، جو شگاف کے پھیلاؤ کو فروغ دیتا ہے۔ شگاف کے پھیلاؤ کی شرح کا تعین بولٹ پر دباؤ اور مواد کی فریکچر سختی سے ہوتا ہے۔ جب بقیہ مادّہ اس مقام پر کام کرتا ہے جہاں وہ لاگو دباؤ کا مقابلہ نہیں کر سکتا، تو فریکچر ہوتا ہے۔
4. ہائیڈروجن کی خرابی
اعلی طاقت والے اسٹیل فاسٹنرز (عام طور پر C36 یا اس سے زیادہ کی Rockwell سختی کے ساتھ) ہائیڈروجن کی خرابی کا زیادہ شکار ہوتے ہیں۔ ہائیڈروجن کی خرابی فاسٹنر فریکچر کی بنیادی وجہ ہے۔ ہائیڈروجن کی خرابی ایک ایسا رجحان ہے جس میں ہائیڈروجن کے ایٹم پورے مادی میٹرکس میں داخل ہوتے اور پھیلتے ہیں۔ جب ہائیڈروجن ایٹم مادی میٹرکس میں داخل ہوتے ہیں، تو میٹرکس جالی مسخ سے گزرتا ہے، اصل توازن کی حالت میں خلل ڈالتا ہے اور بیرونی قوتوں کے تحت ٹوٹنا آسان بنا دیتا ہے۔ جب بیرونی بوجھ پر لاگو ہوتا ہے۔پیچہائیڈروجن ایٹم انتہائی مرتکز تناؤ والے علاقے میں منتقل ہو جاتے ہیں، جس سے کرسٹل باؤنڈریز کے کناروں کے درمیان اہم تناؤ پیدا ہوتا ہے، جو فاسٹنر کے کرسٹل ذرات کے درمیان فریکچر کا باعث بنتا ہے۔
جب فاسٹنرز تنصیب سے پہلے اہم ہائیڈروجن پر مشتمل ہوتے ہیں، تو وہ عام طور پر 24 گھنٹوں کے اندر ٹوٹ جاتے ہیں۔ اگر ہائیڈروجن فاسٹنر میں داخل ہو جائے تو یہ پیش گوئی کرنا ناممکن ہے کہ یہ کب ٹوٹے گا۔ لہذا، متعلقہ فاسٹنرز استعمال کرتے وقت، ڈیزائنرز کو سپلائی کرنے والوں کے انتخاب کی وضاحت کرنی چاہیے جس میں خصوصی عمل اور کم سے کم ممکنہ ہائیڈروجن کی خرابی ہو۔
5. دیگر عوامل
کنکشن فریکچر ہمیشہ تباہ کن فاسٹنر فریکچر سے براہ راست متعلق نہیں ہوتا ہے۔ فاسٹنرز سے متعلق بہت سے عوامل، جیسے پری لوڈ کا نقصان یا فاسٹنر کنکشن کی تھکاوٹ، ٹوٹ پھوٹ کا سبب بن سکتی ہے۔ فاسٹنرز کا سینٹر آفسیٹ استعمال کے دوران شور اور رساو پیدا کر سکتا ہے، ٹوٹ پھوٹ کو روکنے کے لیے غیر منصوبہ بند دیکھ بھال کی ضرورت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، کمپن دھاگوں کی رگڑ مزاحمت کو کم کر سکتی ہے، اور تنصیب کے بعد کام کے بوجھ کے اطلاق کی وجہ سے فاسٹنر کنکشن آرام کر سکتے ہیں۔ یہ عوامل، بولٹ کے اعلی درجہ حرارت کے رینگنے کے ساتھ، پری لوڈ فورس کے نقصان کا باعث بن سکتے ہیں۔ بعض اوقات کنکشن کا فریکچر بہت بڑا یا بہت چھوٹا ہونے، بیئرنگ ایریا بہت چھوٹا، میٹریل بہت نرم، یا بوجھ بہت زیادہ ہونے کی وجہ سے گزرتا ہوا سوراخ قرار دیا جا سکتا ہے۔ ان میں سے کوئی بھی صورت حال براہ راست بولٹ فریکچر کا سبب نہیں بنے گی، لیکن اس کے نتیجے میں کنکشن کی سالمیت کا نقصان ہو گا یا بالآخر بولٹ فریکچر ہو گا۔