Stress corrosion cracking
স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং (এস. সি. সি) হল একটি ক্ষয়কারী পরিবেশে ফাটল গঠনের বৃদ্ধি। এটি সাধারণত নমনীয় ধাতব মিশ্র ধাতুগুলির অপ্রত্যাশিত এবং আকস্মিক ব্যর্থতার কারণ হতে পারে যা একটি প্রসার্য চাপের শিকার হয়, বিশেষ করে উচ্চ তাপমাত্রায়। এস. সি. সি অত্যন্ত রাসায়নিকভাবে সুনির্দিষ্ট যে নির্দিষ্ট কিছু মিশ্র ধাতু শুধুমাত্র অল্প সংখ্যক রাসায়নিক পরিবেশের সংস্পর্শে এলেই এস. সি. সি-র মধ্য দিয়ে যাওয়ার সম্ভাবনা থাকে। যে রাসায়নিক পরিবেশ একটি প্রদত্ত মিশ্রধাতুতে এস. সি. সি সৃষ্টি করে তা প্রায়শই ধাতুটির জন্য সামান্য ক্ষয়কারী হয়। অতএব, মাইক্রোস্কোপিক ফাটল দিয়ে ভরাট করার সময় গুরুতর এস. সি. সি সহ ধাতব অংশগুলি উজ্জ্বল এবং চকচকে দেখায়। এই কারণটি এসসিসির ব্যর্থতার আগে সনাক্ত না হওয়া সাধারণ করে তোলে। এস. সি. সি প্রায়শই দ্রুত অগ্রসর হয় এবং বিশুদ্ধ ধাতুগুলির তুলনায় মিশ্র ধাতুগুলির মধ্যে এটি বেশি দেখা যায়। নির্দিষ্ট পরিবেশ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, এবং বিপর্যয়কর ফাটল তৈরি করতে কিছু অত্যন্ত সক্রিয় রাসায়নিকের খুব কম ঘনত্বের প্রয়োজন হয়, যা প্রায়শই বিধ্বংসী এবং অপ্রত্যাশিত ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে। চাপগুলি চাপের ঘনত্বের কারণে ফাটলের লোডের ফল হতে পারে, অথবা সমাবেশের ধরণ বা মনগড়া থেকে অবশিষ্ট চাপের কারণে হতে পারে (যেমন। ঠান্ডা কাজ); অবশিষ্ট চাপ অ্যানিলিং বা অন্যান্য পৃষ্ঠ চিকিত্সা দ্বারা উপশম করা যেতে পারে। রাসায়নিক প্রক্রিয়া সরঞ্জামের অপ্রত্যাশিত এবং অকাল ব্যর্থতা, উদাহরণস্বরূপ, স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিংয়ের কারণে কর্মীদের নিরাপত্তা, অপারেটিং সুবিধা এবং পরিবেশের ক্ষেত্রে একটি গুরুতর বিপদ গঠন করে। এই ধরনের সরঞ্জামের নির্ভরযোগ্যতা দুর্বল করে, এই ধরনের ব্যর্থতা উৎপাদনশীলতা এবং লাভজনকতার উপরও বিরূপ প্রভাব ফেলে। প্রক্রিয়া স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং মূলত ধাতু এবং ধাতব মিশ্র ধাতুগুলিকে প্রভাবিত করে। একটি তুলনামূলক প্রভাব যা পরিবেশগত চাপ ক্র্যাকিং নামেও পরিচিত, পলিমার, সিরামিক এবং কাচের মতো অন্যান্য উপকরণকেও প্রভাবিত করে। ধাতু নিম্ন পিএইচ এবং নিম্ন প্রয়োগকৃত রেডক্স সম্ভাব্যতা এসসিসি প্রক্রিয়া চলাকালীন হাইড্রোজেনের বিবর্তন এবং সমৃদ্ধকরণকে সহজতর করে, এইভাবে এসসিসির তীব্রতা বৃদ্ধি করে। কিছু অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল এবং অ্যালুমিনিয়াম মিশ্র ধাতু ক্লোরাইডের উপস্থিতিতে ফেটে যায়। এটি উপরের তাপমাত্রায় ক্লোরাইডের প্রতি মিলিয়ন অংশে কয়েক অংশের বেশি জল ধারণ করার জন্য অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের কার্যকারিতা সীমাবদ্ধ করে; ক্ষারের উপস্থিতিতে হালকা ইস্পাত ফাটল (যেমন। বয়লার ক্র্যাকিং এবং কস্টিক স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং) এবং নাইট্রেট; তামার মিশ্র ধাতু অ্যামোনিয়াকাল দ্রবণে ক্র্যাক করে (মরসুমের ক্র্যাকিং); উচ্চ-প্রসার্য ইস্পাতগুলি সম্পূর্ণ বিভিন্ন জলীয় পরিবেশে অপ্রত্যাশিতভাবে ভঙ্গুর পদ্ধতিতে ক্র্যাক করতে পরিচিত, বিশেষত যখন ক্লোরাইড উপস্থিত থাকে। পরেরটির সম্ভাব্য ব্যতিক্রম ছাড়া, যা হাইড্রোজেন ক্র্যাকিংয়ের একটি বিশেষ উদাহরণ, অন্য সবগুলিই সাবক্রিটিকাল ক্র্যাক বৃদ্ধির ঘটনা প্রদর্শন করে, অর্থাৎ। ছোট পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলি এমন পরিস্থিতিতে ছড়িয়ে পড়ে (সাধারণত মসৃণভাবে) যেখানে ফ্র্যাকচার মেকানিক্স ভবিষ্যদ্বাণী করে যে ব্যর্থতা হওয়া উচিত নয়। অর্থাৎ, একটি ক্ষয়কারী পদার্থের উপস্থিতিতে, ফাটল তৈরি হয় এবং ক্রিটিক্যাল স্ট্রেস ইন্টেন্সিটি ফ্যাক্টর ()-এর অনেক নিচে ছড়িয়ে পড়ে। চাপের তীব্রতার সাবক্রিটিকাল মান, হিসাবে মনোনীত, এর 1 শতাংশেরও কম হতে পারে। পলিমার একটি অনুরূপ প্রক্রিয়া (পরিবেশগত চাপ ক্র্যাকিং) পলিমারগুলিতে ঘটে, যখন পণ্যগুলি নির্দিষ্ট দ্রাবক বা অ্যাসিড এবং ক্ষারের মতো আক্রমণাত্মক রাসায়নিকের সংস্পর্শে আসে। ধাতুর মতো, আক্রমণ নির্দিষ্ট পলিমার এবং নির্দিষ্ট রাসায়নিকের মধ্যে সীমাবদ্ধ। এইভাবে পলিকার্বনেট ক্ষার দ্বারা আক্রমণের প্রতি সংবেদনশীল, তবে অ্যাসিড দ্বারা নয়। অন্যদিকে, পলিয়েস্টারগুলি অ্যাসিড দ্বারা সহজেই অবনমিত হয় এবং এস. সি. সি একটি সম্ভাব্য ব্যর্থ প্রক্রিয়া। পলিমারগুলি পরিবেশগত চাপ ক্র্যাকিংয়ের জন্য সংবেদনশীল যেখানে আক্রমণকারী এজেন্টগুলি রাসায়নিকভাবে উপকরণগুলিকে অবনমিত করে না। নাইলন অ্যাসিড দ্বারা অবক্ষয়ের প্রতি সংবেদনশীল, একটি প্রক্রিয়া যা হাইড্রোলাইসিস নামে পরিচিত, এবং শক্তিশালী অ্যাসিড দ্বারা আক্রান্ত হলে নাইলন ছাঁচনির্মাণগুলি ভেঙে যায়। উদাহরণস্বরূপ, একটি জ্বালানী সংযোগকারীর ফ্র্যাকচার পৃষ্ঠ অ্যাসিড আক্রমণ (সিএইচ) থেকে পলিমারের চূড়ান্ত কুস্প (সি) পর্যন্ত ক্র্যাকের প্রগতিশীল বৃদ্ধি দেখায়। এই ক্ষেত্রে ব্যর্থতা একটি গাড়ির ব্যাটারি থেকে ফুটো সালফিউরিক অ্যাসিডের সংস্পর্শে পলিমারের হাইড্রোলাইসিসের কারণে ঘটেছিল। পলিমারের সংশ্লেষণ প্রতিক্রিয়ার বিপরীত হল অবক্ষয় প্রতিক্রিয়াঃ ওজোন আক্রমণের মাধ্যমে বিভিন্ন ইলাস্টোমারগুলিতে ফাটল তৈরি হতে পারে, পলিমারগুলিতে এসসিসির আরেকটি রূপ। বাতাসে গ্যাসের ক্ষুদ্র চিহ্নগুলি রাবার চেইনের দ্বিবন্ধকে আক্রমণ করবে, প্রাকৃতিক রাবার, স্টাইরিন-বুটাডাইন রাবার এবং নাইট্রিল বুটাডাইন রাবার অবক্ষয়ের জন্য সবচেয়ে সংবেদনশীল। ওজোন ফাটল চাপের মধ্যে পণ্যগুলিতে তৈরি হয়, তবে সমালোচনামূলক স্ট্রেনটি খুব ছোট। ফাটলগুলি সর্বদা স্ট্রেন অক্ষের সমকোণে অবস্থিত থাকে, তাই একটি বাঁকানো রাবার টিউবে পরিধির চারপাশে তৈরি হবে। এই ধরনের ফাটলগুলি বিপজ্জনক যখন সেগুলি জ্বালানী পাইপগুলিতে ঘটে কারণ ফাটলগুলি বাইরের উন্মুক্ত পৃষ্ঠ থেকে পাইপের গর্তে বৃদ্ধি পাবে, তাই জ্বালানী ফুটো এবং আগুন অনুসরণ করতে পারে। ভল্কানাইজেশনের আগে রাবারে অ্যান্টি-ওজোন্যান্ট যোগ করে ওজোন ক্র্যাকিং প্রতিরোধ করা যেতে পারে। ওজোন ফাটল সাধারণত গাড়ির টায়ারের পাশের দেয়ালে দেখা যেত, কিন্তু এখন এই সংযোজনগুলির ব্যবহারের জন্য খুব কমই দেখা যায়। অন্যদিকে, রাবার টিউবিং এবং সিলের মতো অরক্ষিত পণ্যগুলিতে সমস্যাটি পুনরাবৃত্তি হয়। সিরামিক এই প্রভাব সিরামিকগুলিতে উল্লেখযোগ্যভাবে কম দেখা যায় যা সাধারণত রাসায়নিক আক্রমণের প্রতি বেশি স্থিতিস্থাপক। যদিও চাপের মধ্যে সিরামিকগুলিতে পর্যায় পরিবর্তনগুলি সাধারণ তবে এগুলি সাধারণত ব্যর্থতার পরিবর্তে শক্ত হয়ে যায় (জিরকোনিয়াম ডাই অক্সাইড দেখুন)। সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে যে এই শক্তকরণ পদ্ধতির জন্য একই চালিকা শক্তি হ্রাসকৃত সিরিয়াম অক্সাইডের জারণকেও বাড়িয়ে তুলতে পারে, যার ফলে ক্র্যাকের বৃদ্ধি ধীর হয় এবং ঘন সিরামিক বস্তুর স্বতঃস্ফূর্ত ব্যর্থতা ঘটে। চশমার মধ্যে কাঁচের সাবক্রিটিকাল ফাটল বিস্তার তিনটি অঞ্চলে পড়ে। প্রথম অঞ্চলে, কাচ এবং জলের মধ্যে চাপ-বর্ধিত রাসায়নিক বিক্রিয়ার কারণে পরিবেষ্টিত আর্দ্রতার সাথে ফাটল বিস্তারের বেগ বৃদ্ধি পায়। দ্বিতীয় অঞ্চলে, ফাটল প্রসারণ বেগ বিচ্ছুরণ নিয়ন্ত্রিত হয় এবং রাসায়নিক বিক্রিয়াকারীকে ফাটলের অগ্রভাগে পরিবহনের হারের উপর নির্ভর করে। তৃতীয় অঞ্চলে, ফাটল বিস্তার তার পরিবেশ থেকে স্বাধীন, একটি সমালোচনামূলক চাপের তীব্রতায় পৌঁছেছে। অ্যামোনিয়ার মতো জল ব্যতীত অন্যান্য রাসায়নিকগুলি সিলিকা গ্লাসে সাবক্রিটিকাল ক্র্যাকের বিস্তার ঘটাতে পারে, তবে তাদের অবশ্যই একটি ইলেক্ট্রন দাতা সাইট এবং একটি প্রোটন দাতা সাইট থাকতে হবে। প্রতিরোধ লেজার পিনিং দ্বারা প্রদত্ত কম্প্রেসিভ অবশিষ্ট চাপগুলি অবস্থান এবং তীব্রতা উভয় ক্ষেত্রেই সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রিত হয় এবং প্রসার্য অঞ্চলে তীক্ষ্ণ রূপান্তর হ্রাস করতে প্রয়োগ করা যেতে পারে। লেজার পিনিং প্রচলিত শট পিনিংয়ের চেয়ে 10 থেকে 20 গুণ গভীর গভীর সংকোচনের অবশিষ্ট চাপ প্রদান করে, যা এস. সি. সি প্রতিরোধে তাদের উল্লেখযোগ্যভাবে আরও উপকারী করে তোলে। লেজার পিনিং মহাকাশ এবং বিদ্যুৎ উৎপাদন শিল্পে গ্যাস চালিত টারবাইন ইঞ্জিনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। উপাদান নির্বাচনঃ একটি নির্দিষ্ট পরিবেশের জন্য সঠিক উপাদান নির্বাচন করা এস. সি. সি প্রতিরোধে সহায়তা করতে পারে। ক্ষয়কারী পরিবেশে জারা এবং স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিংয়ের উচ্চ প্রতিরোধের উপাদানগুলি ব্যবহার করা উচিত। উদাহরণস্বরূপ, সামুদ্রিক পরিবেশে কার্বন ইস্পাতের পরিবর্তে স্টেইনলেস স্টিল ব্যবহার করা এসসিসির সম্ভাবনা হ্রাস করতে পারে। সুরক্ষামূলক আবরণঃ একটি প্রতিরক্ষামূলক আবরণ বা বাধা প্রয়োগ করা ক্ষয়কারী পদার্থগুলিকে ধাতব পৃষ্ঠের সংস্পর্শে আসা থেকে বিরত রাখতে সহায়তা করতে পারে, এইভাবে এসসিসির সম্ভাবনা হ্রাস করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি পাইপলাইনের অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠে একটি ইপোক্সি আবরণ ব্যবহার করা এসসিসির সম্ভাবনা হ্রাস করতে পারে। ক্যাথোডিক সুরক্ষাঃ ক্যাথোডিক সুরক্ষা একটি কৌশল যা ধাতুর পৃষ্ঠে একটি ছোট বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রয়োগ করে ধাতুগুলিকে ক্ষয় থেকে রক্ষা করতে ব্যবহৃত হয়। এই কৌশলটি ধাতুর ক্ষয় সম্ভাবনা হ্রাস করে এস. সি. সি প্রতিরোধ করতেও সহায়তা করতে পারে। পরিবেশগত নিয়ন্ত্রণঃ ধাতুর চারপাশের পরিবেশ নিয়ন্ত্রণ করা এস. সি. সি প্রতিরোধে সহায়তা করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, পরিবেশের তাপমাত্রা বা অম্লতা হ্রাস করা এস. সি. সি প্রতিরোধে সহায়তা করতে পারে। পরিদর্শন এবং রক্ষণাবেক্ষণঃ নিয়মিত পরিদর্শন এবং রক্ষণাবেক্ষণ এস. সি. সি-কে ব্যর্থ হওয়ার আগে সনাক্ত করতে সাহায্য করতে পারে। এর মধ্যে রয়েছে চাক্ষুষ পরিদর্শন, অ-ধ্বংসাত্মক পরীক্ষা এবং পরিবেশগত কারণগুলির পর্যবেক্ষণ। উল্লেখযোগ্য ব্যর্থতা লুইসিয়ানার ন্যাচিটোচেসের উত্তরে টেনেসি গ্যাস পাইপলাইনের অন্তর্গত একটি 32 ইঞ্চি ব্যাসের গ্যাস ট্রান্সমিশন পাইপলাইন 1965 সালের 4ঠা মার্চ এস. সি. সি থেকে বিস্ফোরিত হয় এবং পুড়ে যায়, যার ফলে 17 জন নিহত হয়। কমপক্ষে আরও 9 জন আহত হয়েছেন এবং ফাটল থেকে 450 ফুট দূরে 7টি বাড়ি ধ্বংস হয়ে গেছে। এস. সি. সি 1967 সালের ডিসেম্বরে সিলভার ব্রিজের বিপর্যয়কর পতনের কারণ হয়, যখন পশ্চিম ভার্জিনিয়ার পয়েন্ট প্লেজেন্টে ওহিও নদীর উপর একটি ভ্রু ঝুলন্ত সেতু হঠাৎ ব্যর্থ হয়। প্রধান চেইন জয়েন্টটি ব্যর্থ হয় এবং পুরো কাঠামোটি নদীতে পড়ে যায়, যার ফলে সেতুর ওপারে যানবাহনে করে আসা 46 জন নিহত হয়। ভ্রু জয়েন্টে জং একটি স্ট্রেস জারা ফাটল সৃষ্টি করেছিল, যা উচ্চ ব্রিজ লোডিং এবং কম তাপমাত্রার ফলে গুরুতর হয়ে পড়েছিল। ভ্রুতে উচ্চ মাত্রার অবশিষ্ট চাপের কারণে এই ব্যর্থতা আরও বেড়ে যায়। এই বিপর্যয়ের ফলে দেশব্যাপী সেতুগুলির পুনর্মূল্যায়ন করা হয়। ইউএসএস হার্টফোর্ড সাবমেরিন পেরিস্কোপঃ 2009 সালে, এসসিসির কারণে ইউএসএস হার্টফোর্ড সাবমেরিনের পেরিস্কোপ ব্যর্থ হয়। ডুবোজাহাজটি ডুবে যাওয়ার সময় পৃষ্ঠের একটি দৃশ্য প্রদান করতে পেরিস্কোপ ব্যবহার করা হয়। ব্যর্থতা ঘটে যখন পেরিস্কোপটি সাবমেরিনের হুলের মধ্য দিয়ে প্রসারিত করা হয়, যার ফলে সমুদ্রের জল পেরিস্কোপের সিলের মধ্যে প্রবেশ করে। সমুদ্রের জলের কারণে পেরিস্কোপের ইস্পাত সমর্থন কাঠামোতে এস. সি. সি ঘটে, যার ফলে পেরিস্কোপটি আবার সাবমেরিনে পড়ে যায়। সৌভাগ্যবশত, কোনও আঘাত লাগেনি, তবে মেরামতের জন্য সাবমেরিনটিকে পরিষেবা থেকে সরিয়ে নিতে হয়েছিল। ট্রান্স-আলাস্কা পাইপলাইনঃ 2001 সালে এস. সি. সি-র কারণে ট্রান্স-আলাস্কা পাইপলাইনের একটি অংশ ব্যর্থ হয়। আলাস্কার উত্তর ঢাল থেকে ভালদেজ মেরিন টার্মিনালে অপরিশোধিত তেল পরিবহনের জন্য এই পাইপলাইনটি ব্যবহার করা হয়। এই ব্যর্থতা ঘটে যখন পাইপলাইনের 34 ফুট অংশ ফেটে যায়, যার ফলে 285,000 গ্যালনেরও বেশি অপরিশোধিত তেল ছড়িয়ে পড়ে। ব্যর্থতার তদন্তে দেখা গেছে যে জল এবং ব্যাকটেরিয়ার উপস্থিতির কারণে পাইপলাইনে এসসিসি ঘটেছিল, যা একটি ক্ষয়কারী পরিবেশ তৈরি করেছিল। আলোহা এয়ারলাইন্সের ফ্লাইট 243:1988 সালে, আলোহা এয়ারলাইন্সের ফ্লাইট 243 এসসিসির কারণে আংশিক ফিউজলেজ ব্যর্থতার সম্মুখীন হয়। বোয়িং 737-200 হিলো থেকে হাওয়াইয়ের হনোলুলুতে যাচ্ছিল যখন ফিউজলেজের একটি অংশ ফেটে যায়, যার ফলে একটি ডিকম্প্রেশন ঘটনা ঘটে। ব্যর্থতার তদন্তে দেখা গেছে যে বিমানের বারবার চাপ এবং অবনমন চক্রের কারণে ফিউজলেজের অ্যালুমিনিয়াম ত্বকে এসসিসি ঘটেছিল। এই ঘটনার ফলে ভবিষ্যতে একই ধরনের ব্যর্থতা রোধ করতে বিমানের রক্ষণাবেক্ষণ পদ্ধতি এবং পরিদর্শনে পরিবর্তন আনা হয়। আরও দেখুন রেফারেন্স নোটস সোর্স এএসএম ইন্টারন্যাশনাল, মেটালস হ্যান্ডবুক (ডেস্ক সংস্করণ) অধ্যায় 32 (ব্যর্থতা বিশ্লেষণ), আমেরিকান সোসাইটি ফর মেটালস, (1997) পৃষ্ঠা 32-24 থেকে 32-26 এএসএম হ্যান্ডবুক ভলিউম 11 "ব্যর্থতা বিশ্লেষণ ও প্রতিরোধ" (2002) "স্ট্রেস-জারা ক্র্যাকিং" ডাব্লুআর ওয়ার্ক, আমেরিকান সোসাইটি অফ মেটালস দ্বারা সংশোধিত। পৃষ্ঠা 1738-1820 জন বি ওয়াচম্যান, ডব্লিউ রজার ক্যানন এবং এম জন ম্যাথিউসন রচিত "সিরামিকের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য"। অধ্যায় 8। ক্ষয় ফ্র্যাকচার মেকানিক্স ইঞ্জিনিয়ারিং ব্যর্থতা উপাদানের অবক্ষয়