W dniu sobota, 15 lutego 2014 14:25:00 UTC użytkownik Marek napisał:

> U mnie zauważyłem, że przewody w rozdzielnicy (4mm2) dokręcone na
> maksa, po kilku latach zawsze są "luźniejsze". Miedź zbyt plastyczna
> jest u sobie wypełza...

Pełzanie to jest zjawisko które tak naprawdę ma kilka różnych składowych. W stalach
większość z nich zachodzi tylko powyżej jakiegoś progu temperatury, najczęściej około
1/3 temperatury topnienia. Ale niektóre zjawiska zachodzą nawet i w temperaturze
pokojowej. Tyle że tak pomału, że jest to albo niemierzalne, albo tak wolne że się to
zaniedbuje. No, powiedzmy raz na 10 lat do fortepianu się woła stroiciela.

Inżynierskie podejście do pełzania jest takie że nie rozróżnia się tych zjawisko
oddzielnie. Buduje się modele które opisują sumaryczne zachowanie, nieliniowe, bo
każde z tych zjawisk ma inne natężenie w zależności od naprężenia, temperatury i
czasu. Mówi się że do wystąpienia pełzania trzeba przekroczyć energię aktywacji,
która jest funkcją temperatury i naprężenia. Wówczas zjawisko ma charakter funkcji
czasu, czyli nie jest natychmiastowe, tylko zależne od prędkości obciążania i
zachodzi pomału.

Miedź niczym zasadniczym tu się od stali nie różni, ale:
1. Temperatura topnienia jest niższa, więc i pełzanie zachodzi w niższych
temperaturach

2. Miedzi używa się na przewody elektryczne, w których temperatura wytwarza się
niejako sama, czyli tam gdzie gęstość prądu jest wysoka.

3. Z powodu chropowatości powierzchni, w mikroskopowej skali etementy nigdy nie
przylegają do siebie idealnie. Mają górki i dołki, więc stykają się tylko tymi
górkami.

4. Przy takim styku, te górki powodują że zarówno mechaniczne naprężenie jak i
gęstość prądu (czyli temperatura) są wysokie w punktach styku. Tam lokalnie występują
warunki w których pełzanie może zachodzić.

5. To zjawisko trwa do momentu kiedy te górki się na tyle zdeformują, że styk będzie
oparty na większej powierzchni, przy której zarówno obciążenie mechaniczne jak i
gęstość prądu rozłożą się na tyle że energia aktywacji nie będzie przekroczona.

6. Styki elekrtryczne konstruuje się tak żeby docisk mechaniczny był zapewniony mimo
tego pełzania. Zawsze jest jakiś element sprężysty. Nie potrzeba tego dużo, bo żeby
"uklepać" chropowatość powierzchni wystarczy parę mikronów odkształcenia. A tyle
sprężystości da nam kilkumilimetrowa długość wkręta stalowego, solidnie dokręconego.

7. Problem zaczyna się jeśli ten styk był zaprojektowany kiepsko. Czyli docisk
mechaniczny sie skończy, przez to że w połączeniu było za mało sprężystości, a
energia aktywacji w lokalnych punktach styku jeszcze wciąż jest przekroczona i
materiał wciąż pełznie. Dochodzą do tego ruchy mechaniczne, bo mimo że to materia
martwa, to zawsze znajdzie się jakiś człowiek który albo tym poruszy, albo po prostu
zgasi światło na noc i wywoła cykle rozszerzenia cieplnego. Wtedy mamy poluzowanie,
czyli jakiś fragment powierzchni styku nam wypada, więc prąd płynie przez mniejszą
powierzchnię, powodując tam jeszcze szybsze pełzanie. Po iluś tam takich cyklach
kończy się mechaniczny docisk, kończy się metaliczny styk, zaczyna się łuk, którzy
daje temperaturę dużo wyższą, więc tempo pełzania rośnie lawinowo, powierzchnia
pokrywa się tlenkami, więc nawet tam gdzie mieliśmy metaliczny styk, tracimy go.

8. Wniosek: bardzo ważnym elementem połączeń elektrycznych jest zapewnienie stałego
docisku mechanicznego niezależnego od plastycznego odkształcenia elementów
dociskanych. Wystarczy sprężyna, tylko trzeba umieć dobrać jej sztywność i skok.

Konrad