Spall - Spall
Spall são fragmentos de um material que são quebrados de um corpo sólido maior . Pode ser produzido por uma variedade de mecanismos, incluindo como resultado de impacto de projétil , corrosão , intemperismo , cavitação ou pressão de rolamento excessiva (como em um rolamento de esferas ). A fragmentação e a fragmentação descrevem o processo de falha da superfície em que a fragmentação é eliminada.
Os termos de material desprendido , estilhaçamento , e fragmentação e desprendimento ter sido adoptada pelo físicos de partículas ; em instrumentos de espalhamento de nêutrons , os nêutrons são gerados bombardeando um alvo de urânio com um fluxo de átomos . Os nêutrons que são ejetados do alvo são conhecidos como "spall".
Descamação mecânica
A fragmentação mecânica ocorre em pontos de contato de alta tensão, por exemplo, em um rolamento de esferas . A fragmentação ocorre preferencialmente ao brinelamento, onde a tensão de cisalhamento máxima ocorre não na superfície, mas logo abaixo, cortando a fragmentação.
Uma das formas mais simples de fragmentação mecânica é o impacto da placa, no qual duas ondas de compressão são refletidas nas superfícies livres das placas e, a seguir, interagem para gerar uma região de alta tensão de tração dentro de uma das placas.
A fragmentação também pode ocorrer como um efeito de cavitação , onde os fluidos são submetidos a baixas pressões localizadas que causam a formação de bolhas de vapor, normalmente em bombas, turbinas de água, hélices de embarcações e até mesmo tubulação sob algumas condições. Quando essas bolhas entram em colapso, uma alta pressão localizada pode causar fragmentação nas superfícies adjacentes.
Guerra antitanque
Na guerra antitanque , a fragmentação por meio de estresse mecânico é um efeito pretendido de projéteis antitanque de cabeça de abóbora de alto explosivo (HESH) e muitas outras munições que podem não ser potentes o suficiente para perfurar a armadura de um alvo. A ogiva relativamente macia, contendo ou feita de explosivo plástico, se aplaina contra a blindagem de tanques e outros veículos blindados de combate (AFVs) e explode, criando uma onda de choque que viaja através da armadura como uma onda de compressão e é refletida na superfície livre como uma quebra de onda de tração (tensão de tração / fratura por deformação), o metal no interior. A fragmentação resultante é perigosa para a tripulação e o equipamento e pode resultar na incapacidade parcial ou total de um veículo e / ou sua tripulação. Muitos AFVs são equipados com spall liners dentro de sua armadura para proteção.
Um penetrador de energia cinética , se puder derrotar a armadura, geralmente causa estilhaçamento dentro do alvo também, o que ajuda a destruir ou incapacitar o veículo e sua tripulação.
Descamação em desgaste mecânico
A fragmentação é um mecanismo comum de intemperismo da rocha e ocorre na superfície de uma rocha quando há grandes tensões de cisalhamento sob a superfície. Esta forma de desgaste mecânico pode ser causada por congelamento e descongelamento, descarga, expansão e contração térmica ou deposição de sal.
Descarregando
O descarregamento é a liberação de pressão devido à remoção de uma sobrecarga. Quando a pressão é reduzida rapidamente, a rápida expansão da rocha causa alta tensão superficial e fragmentação.
Resistência ao gelo-degelo
O desgaste por congelamento e descongelamento é causado pelo congelamento de umidade dentro de rachaduras na rocha. Após o congelamento, seu volume se expande, causando grandes forças que racham e se espalham pela superfície externa. À medida que esse ciclo se repete, a superfície externa sofre fragmentação repetidamente, resultando em desgaste.
Algumas superfícies de pedra e alvenaria usadas como superfícies de construção absorvem a umidade em sua superfície. Se exposta a condições de congelamento severas, a superfície pode descascar devido à expansão da água. Este efeito também pode ser observado em superfícies de terracota (mesmo que envidraçadas) se houver entrada de água nas bordas.
Esfoliação
A esfoliação (ou intemperismo da casca da cebola) é a remoção gradual da lasca devido ao aumento e diminuição cíclica da temperatura das camadas superficiais da rocha. As rochas não conduzem bem o calor, portanto, quando são expostas ao calor extremo, a camada mais externa se torna muito mais quente do que a rocha abaixo, causando uma expansão térmica diferencial . Esta expansão diferencial causa tensão de cisalhamento sub-superficial, por sua vez causando fragmentação. Mudanças extremas de temperatura, como incêndios florestais, também podem causar fragmentação de rochas. Este mecanismo de intemperismo faz com que a superfície externa da rocha caia em finos fragmentos, lâminas ou flocos, daí o nome esfoliação ou intemperismo da casca de cebola.
Sal fragmentado
A fragmentação do sal é um tipo específico de intemperismo que ocorre em materiais de construção porosos , como tijolo, pedra natural, azulejos e concreto. O sal dissolvido é transportado através do material em água e cristaliza dentro do material próximo à superfície conforme a água evapora. À medida que os cristais de sal se expandem, isso cria tensões de cisalhamento que se desprendem dos fragmentos da superfície.
Alguns engenheiros acreditam que os materiais de construção porosos podem ser protegidos contra a fragmentação do sal pelo tratamento com selantes penetrantes que são hidrofóbicos (repelentes de água) e penetram profundamente o suficiente para manter a água com os sais dissolvidos bem longe da superfície. Grande cuidado e aconselhamento especializado devem ser consultados, no entanto, para garantir que qualquer revestimento seja compatível com o substrato em termos de respirabilidade (capacidade de permitir a liberação de vapores de dentro enquanto evita a entrada de água), ou outros problemas graves podem ser criados.
As chaminés mostram danos por fragmentação antes de outras partes dos edifícios porque estão mais expostas aos elementos.
Corrosão
Na corrosão, a fragmentação ocorre quando uma substância ( metal ou concreto ) desprende partículas minúsculas de produtos de corrosão à medida que a reação de corrosão progride. Embora não sejam solúveis ou permeáveis, esses produtos de corrosão não aderem à superfície do material de origem para formar uma barreira à corrosão adicional, como acontece na passivação . A fragmentação ocorre como resultado de uma grande mudança de volume durante a reação.
No caso de metais actinídeos (mais notavelmente o urânio empobrecido usado em alguns tipos de munição ), o material se expande tão fortemente quando exposto ao ar que uma fina camada de óxido é expelida à força da superfície. Um tampão de urânio metálico oxidado lentamente pode às vezes se assemelhar a uma cebola sujeita a descamação . O principal perigo, entretanto, surge do caráter pirofórico dos metais actinídeos, que podem entrar em ignição espontaneamente quando sua área específica é alta. Esta propriedade, junto com a toxicidade inerente e (em menor grau) a radioatividade desses elementos, torna-os perigosos para o manuseio sob a forma metálica sob o ar. Portanto, eles são frequentemente manuseados sob uma atmosfera inerte ( nitrogênio ou argônio ) dentro de uma caixa de luvas anaeróbica .
Descamação em concreto refratário
Existem dois motores para a fragmentação do concreto: deformação térmica causada por rápido aquecimento e pressões internas devido à remoção de água. Ser capaz de prever o resultado de diferentes taxas de aquecimento em tensões térmicas e pressão interna durante a remoção de água é particularmente importante para a indústria e outras estruturas de concreto.
Eventos de fragmentação explosiva de concreto refratário podem resultar em sérios problemas. Se ocorrer uma fragmentação explosiva, projéteis de massa razoável (1–10 kg) podem ser lançados violentamente ao longo de muitos metros, o que terá implicações de segurança e tornará a estrutura refratária imprópria para serviço. Os reparos serão então necessários, resultando em custos significativos para a indústria.
Veja também
- Detritos por trás da armadura
- Efeito Misznay-Schardin
- Molho de minério
- Piroforicidade
- Ilha Runit
- Escudo de chicote