Dans les assemblages boulonnés, un type de rupture appelé rupture par fatigue se produit souvent. La fracture par fatigue se produit principalement dans des conditions vibratoires. Comme la fragilisation par l’hydrogène, il s’agit d’une défaillance soudaine, et la technologie actuelle ne peut pas prédire à l’avance quand un boulon se brisera en raison de la fatigue. Nous devons donc prendre des mesures préventives dès le début.
Chaque boulon a une durée de vie. Bien que les boulons soient réutilisables, ils ne sont pas destinés à des cycles d’utilisation illimités. Lorsque les boulons sont constamment soumis à des charges lourdes ou alternées dans certains environnements, la probabilité de rupture par fatigue augmente considérablement. De telles fractures peuvent causer de graves dommages aux équipements de production et même conduire à des accidents de sécurité.
Pourquoi la rupture par fatigue se produit-elle dans les boulons ? L'explication largement acceptée dans l'industrie est la suivante : en raison des différences entre l'environnement de service duboulonet le matériau de base des pièces connectées, ainsi que les variations de forme et de taille des composants mobiles, une précharge excessive du boulon peut entraîner une répartition locale inégale des contraintes. Sous des charges alternées continues et avec une ductilité insuffisante du matériau, des microfissures se forment progressivement à l'intérieur du boulon. Lorsque ces fissures invisibles atteignent un point critique, le boulon se brise brusquement. À l’œil nu, il s’agit d’une rupture instantanée, mais en réalité, elle se développe lentement au fil du temps. Le processus est le suivant : des points de concentration de contraintes sont créés lors de l'installation, le matériau de base du boulon est progressivement déchiré, de petites fissures apparaissent après un certain temps et une rupture soudaine se produit une fois l'état critique atteint.
C'est l'une des raisons pour lesquelles des tests de résistance à la traction sont nécessaires avant la mise en service des boulons. Bien qu'un essai de traction ne prenne pas beaucoup de temps, il permet une évaluation de base du boulon en fonction de l'emplacement de la rupture et de la force de rupture. Si le couple de rupture est trop faible lors des tests, l'utilisation de ce lot de boulons n'est pas recommandée. Un autre facteur important est le changement de température dans l’environnement. Si la température de fonctionnement est excessivement élevée ou basse, ou fluctue fortement, la durée de vie du boulon sera considérablement raccourcie. Combiné à l’effet corrosif de l’air, le risque de rupture par fatigue devient très élevé.
Ces facteurs de défaillance sont principalement dus à une adaptabilité insuffisante du matériau à l’environnement. Nous pouvons améliorer de manière appropriée les processus de production pour réduire le risque de rupture par fatigue. Si les conditions le permettent, les boulons peuvent être traités thermiquement-avant le roulage du filetage (le processus standard est d'abord le roulage du filetage, puis le traitement thermique). Alternativement,boulons entièrement filetéspeuvent être remplacés par des pièces partiellement filetées, car la section de tige lisse a une résistance à la fatigue beaucoup plus élevée que la section filetée.
