Em conexões parafusadas, ocorre frequentemente um tipo de falha conhecido como fratura por fadiga. A fratura por fadiga ocorre principalmente sob condições vibratórias. Tal como a fragilização por hidrogénio, é uma falha súbita e a tecnologia atual não pode prever antecipadamente quando um parafuso irá fraturar devido à fadiga. Portanto, devemos tomar medidas preventivas desde o início.
Cada parafuso tem uma vida útil. Embora os parafusos sejam reutilizáveis, eles não se destinam a ciclos ilimitados de uso. Quando os parafusos são constantemente submetidos a cargas pesadas ou alternadas em determinados ambientes, a probabilidade de fratura por fadiga aumenta significativamente. Tais fraturas podem causar sérios danos aos equipamentos de produção e até mesmo levar a acidentes de segurança.
Por que ocorre fratura por fadiga em parafusos? A explicação amplamente aceita na indústria é: devido às diferenças entre o ambiente de serviço doparafusoe o material de base das peças conectadas, bem como variações na forma e tamanho dos componentes móveis, a pré-carga excessiva do parafuso pode resultar em distribuição desigual de tensão local. Sob cargas alternadas contínuas e com ductilidade insuficiente do material, microfissuras se formam gradualmente no interior do parafuso. Quando essas rachaduras invisíveis atingem um ponto crítico, o parafuso quebra repentinamente. A olho nu, parece ser uma ruptura instantânea, mas na realidade, desenvolve-se lentamente ao longo do tempo. O processo é o seguinte: pontos de concentração de tensão são criados durante a instalação, o material de base do parafuso é gradualmente rasgado, pequenas rachaduras aparecem após um período de tempo e uma fratura repentina ocorre quando o estado crítico é atingido.
Esta é uma das razões pelas quais os testes de resistência à tração são necessários antes dos parafusos serem colocados em uso. Embora um teste de tração não demore muito, ele permite uma avaliação básica do parafuso com base na localização da fratura e na força de ruptura. Se o torque de ruptura for muito baixo durante o teste, este lote de parafusos não é recomendado para uso. Outro fator importante é a mudança de temperatura no ambiente. Se a temperatura operacional for excessivamente alta ou baixa, ou flutuar acentuadamente, a vida útil do parafuso será bastante reduzida. Combinado com o efeito corrosivo do ar, o risco de fratura por fadiga torna-se muito elevado.
Esses fatores de falha são causados principalmente pela adaptabilidade insuficiente do material ao meio ambiente. Podemos melhorar adequadamente os processos de produção para reduzir o risco de fratura por fadiga. Se as condições permitirem, os parafusos podem ser-tratados termicamente antes da laminação da rosca (o processo padrão é primeiro a laminação da rosca e depois o tratamento térmico). Alternativamente,parafusos totalmente roscadospodem ser substituídos por parcialmente roscados, pois a seção lisa da haste apresenta resistência à fadiga muito maior que a seção roscada.
