Breuk
Gedurende een groot deel van de levensduur is aan de oppervlakte niets zichtbaar, voordat breuk als gevolg van vermoeiing daadwerkelijk optreedt. Wel gaat scheurgroei zeer snel bij hoge frequentie. Een bijzonder geval van materiaalbreuk is draadbreuk, waarbij kabels deels of helemaal gebroken zijn.
Hele machinewerken kunnen middels bv. CPB-metingen periodiek of continu bewaakt worden. Het spectrum van veranderen bij het optreden van bijvoorbeeld een lager fout, een defect in een tandwiel of een onbalans. Als dit optreedt is er aanleiding voor verder onderzoek.
Een werkgever/beheerder is wettelijk verplicht om:
- In haar Risico inventarisatie en Evaluatie (RI&E) aan te geven hoe zij omgaat met hijs- en hefmiddelen
- Minimaal 1x per jaar haar hijs- en hefmiddelen te (laten) inspecteren
- Ervoor te zorgen dat hijs- en hefmiddelen identificeerbaar en traceerbaar zijn.
Zo nodig, dient er volgens de wet vaker te worden geïnspecteerd of te worden beproefd, al naar gelang de situatie, de intensiteit van het gebruik, de vakkundigheid van de gebruiker etc. De wetgever doet hier geen uitspraak over. Van de werkgever wordt verwacht dat hij dit bepaalt (Zorgplicht). In geval van schade, letsel wordt achteraf door wettelijke instanties, rechters en verzekeraars beoordeeld of de werkgever alles heeft gedaan om dit te voorkomen. Hierbij komt aan de orde hoe er geïnspecteerd is, dient deskundigheid te worden aangetoond etc. Bovenstaande houdt in dat inspectie van staalkabels (bijvoorbeeld bij hefbruggen) moet worden overgelaten aan specialisten.
Wel kan navraag gedaan worden of bovengenoemde werkwijze door de beheerder wordt gevolgd, wat de (gerapporteerde) toestand van de kabels is en de leeftijd van de kabels.
[ link ]
Figuur 32: Kabelbreuk
Inspectie
Draadbreuken zijn soms moeilijk te zien, vooral bij voorgevormde kabels. Zij worden echter gemakkelijk waarneembaar door de kabel op de plaatsen waar draadbreuken kunnen worden verwacht schoon te maken en te buigen (voor zover dit mogelijk is). Draadbreuken tussen de strengen onderling of tussen de strengen en de staalkern zijn niet of nauwelijks waarneembaar. Voor de beoordeling van een staalkabel is het aantal zichtbare draadbreuken bepalend.
Voor in- en uitwendig onderzoek naar draadbreuk kan gebruik worden gemaakt van Magnetisch Inductief onderzoek. Hierbij wordt er een magneetveld aangebracht met behulp van grote magneten rond de kabel, waarmee fouten aan of dicht onder het oppervlak worden aangetoond. Fouten als haarscheurtjes en vermoeiingsscheuren aan het oppervlak evenals poreusheid en metallische insluitingen in het werkstuk worden zichtbaar.
Een andere manier van inspectie is met behulp van radiografisch onderzoek waarbij een object wordt doorstraald met ioniserende elektromagnetische straling (röntgen en gammastralen). Hiermee zijn defecten aan het oppervlak en inwendige fouten te detecteren. Deze inspectiemethode wordt voornamelijk toegepast bij belangrijke lassen in hoofddraagconstructies, bij hoofddraaipunten van beweegbare bruggen en bij natbreuk in de voet van de tand van een tandwiel bij heugels en reductiekasten. Een aandachtspunt bij deze methode is veiligheid. Beschermende kleding en het ontruimen van niet-essentieel personeel is noodzakelijk om het menselijk lichaam tegen schadelijke straling te beschermen. Hoewel de methode zeer nauwkeurig is, brengt het hoge kosten met zich mee.
[ link ]
Figuur 33: waarschuwingsbord radioactiviteit
Diagnose
Breuk door vermoeiing loopt in drie stappen:
- Initiatie: de scheur begint vaak ter plaatse van een spanningsconcentratie (insluitsels, kerf, las, enz.). Indien deze spanningsconcentratie niet aanwezig is, kan vermoeiing nog steeds optreden, zij het vaak pas na langere tijd.
- Propagatie: de scheur breidt zich door de dynamische belasting steeds verder uit. Dit proces gaat in het begin zeer langzaam. Naarmate de scheur groter wordt, wordt de belasting op het gedeelte dat niet bezweken is en verloopt het proces steeds sneller.
- Terminatie: hier breekt het materiaal veelal bros. Het materiaal bezwijkt wel degelijk aan zijn breukspanning, maar door de lopende scheur werd de weerstand biedende doorsnede te klein.
Voor kabelbreuk geldt dat het aantal zichtbare gebroken buitendraden geteld dient te worden en te worden gewaardeerd, tezamen met de mate van slijtage en corrosie van de draden over een kabellengte van 30 maal de kabel middellijn. Binnen dit beschouwde kabelstuk mag nergens een deel ter lengte van 6x d worden aangetroffen, waarin meer dan de helft van het toelaatbare aantal zichtbare draadbreuken voor 30x d voorkomt
Prognose
Wanneer breuk geconstateerd is en twee onderdelen door de breuk gescheiden zijn, is er geen vervolgproces. Als echter een scheur wordt geconstateerd, bevindt het proces zich in de propagatie-fase en breidt de scheur zich uit over het oppervlak. Bij een brug blijft het na het constateren van een scheur een afweging of de scheur gemonitord wordt of dat er direct moet worden ingegrepen.