Οι μηχανισμοί δημιουργίας βλαβών αφορούν στις διεργασίες ή στις δραστηριότητες που οδηγούν στη φθορά, στην υποβάθμιση ή στην αλλοίωση των υλικών, των εξαρτημάτων, των μηχανημάτων, των κατασκευών ή των συστημάτων. Δεδομένου ότι το περιβάλλον ενός πλοίου συνιστά χώρο συγκέντρωσης όλων των παραπάνω, δημιουργείται κατά συνέπεια η ανάγκη για μελέτη των μηχανισμών δημιουργίας βλαβών από μηχανικούς.
Οι εν λόγω μηχανισμοί μπορεί να ποικίλλουν ανάλογα με τη φύση του υλικού, τις περιβαλλοντικές συνθήκες, τους λειτουργικούς παράγοντες, αλλά και άλλους παράγοντες που ενδεχομένως συμβάλλουν στην υποβάθμιση της κατάστασης των υλικών των παραπάνω συστημάτων με αποτέλεσμα μελλοντικά να προκληθεί βλάβη.
Στο πλαίσιο αυτό, η κατανόηση των μηχανισμών δημιουργίας βλαβών είναι ζωτικής σημασίας για τους διαχειριστές, το προσωπικό συντήρησης και τους σχεδιαστές των πλοίων, αφού τους βοηθάει στον εντοπισμό πιθανών τρόπων αστοχίας, αλλά και στην εκτίμηση των κινδύνων. Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να εφαρμοστούν αποτελεσματικά προληπτικά μέτρα για την παράταση της διάρκειας ζωής των μηχανημάτων και των συστημάτων και να αναπτυχθούν αποτελεσματικές στρατηγικές μετριασμού των κινδύνων, ώστε να διασφαλίζεται η ακεραιότητα των πλοίων.
Οι μηχανισμοί πρόκλησης βλαβών περιλαμβάνουν:
- Τη μηχανική καταπόνηση: Αφορά τη φθορά στα μηχανικά συστήματα λόγω χρήσης, φορτίου και άλλων εξωτερικών παραγόντων. Με την μηχανική καταπόνηση μπορεί να προκληθεί μείωση της απόδοσης και να αυξηθεί ο κίνδυνος βλάβης, ή να οδηγήσει στην αποτυχία των μηχανικών συστημάτων. Σε αυτήν συμπεριλαμβάνονται ο εφελκυσμός, η συμπίεση, η διάτμηση και η στρέψη, που μπορεί να προκαλέσουν παραμόρφωση, υποχώρηση ή θραύση στα υλικά. Η κόπωση, η οποία οφείλεται σε επαναλαμβανόμενη κυκλική φόρτιση και αποφόρτιση, είναι μια ειδική μορφή μηχανικής καταπόνησης που μπορεί να οδηγήσει σε προοδευτική βλάβη και τελική αστοχία με την πάροδο του χρόνου.
- Τη χημική διάβρωση: Απαντάται στην υποβάθμιση των υλικών λόγω χημικών αντιδράσεων με το περιβάλλον. Μπορεί να συμβεί μέσω διεργασιών όπως είναι η οξείδωση, η αναγωγή ή η διάλυση, οδηγώντας στην αποδυνάμωση ή στην απώλεια της ακεραιότητας του υλικού. Οι συνήθεις μορφές διάβρωσης περιλαμβάνουν τη σκουριά (για τα μέταλλα) και την υποβάθμιση των πολυμερών.
- Την αποσάθρωση-διάβρωση, δηλαδή τη διάβρωση που αφορά στη σταδιακή απομάκρυνση υλικού (αποσάθρωση) από μια επιφάνεια λόγω λειαντικών ή διαβρωτικών δυνάμεων, όπως είναι η πρόσκρουση σωματιδίων, η ροή ρευστού ή η φθορά λόγω τριβής. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε επιφανειακή φθορά, λέπτυνση των υλικών, ιδίως σε περιβάλλοντα λειτουργίας με υψηλή ταχύτητα ή υψηλή πίεση.
- Τη θερμική καταπόνηση: Αφορά στην καταπόνηση που προκύπτει από διακυμάνσεις της θερμοκρασίας ενός υλικού, ή μεταξύ διαφορετικών υλικών σε επαφή. Η διαστολή και η συστολή μπορεί να προκαλέσουν μηχανικές τάσεις, οδηγώντας σε θερμική κόπωση, θερμική ρηγμάτωση, ή παραμόρφωση σε εξαρτήματα ή κατασκευές.
- Τη χημική προσβολή, η οποία σχετίζεται με την υποβάθμιση των υλικών που προκαλείται από την έκθεση σε χημικές ουσίες (π.χ. οξέα, αλκάλια, διαλύτες ή ρύπους). Οι χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν ενδέχεται να υποβαθμίσουν τη μοριακή δομή των υλικών, ώστε να γίνουν εύπλαστα (να μαλακώσουν), να προκληθεί διόγκωση, ευθραυστότητα ή αποσύνθεσή τους.
- Τον ερπυσμό, που απαντάται στην παραμόρφωση του υλικού σώματος στο οποίο ασκείται σταθερό φορτίο για παρατεταμένο χρονικό διάστημα. Τότε το σώμα μπορεί να εμφανίζει αργή και συνεχή παραμόρφωση παρότι η τάση που το καταπονεί είναι μικρότερη από το όριο διαρροής του υλικού. Επίσης μπορεί να εμφανιστεί σε στερεά σώματα λόγω της έκθεσής τους σε υψηλές θερμοκρασίες. Εμφανίζεται μέσω διεργασιών όπως η μετακίνηση των εξαρτημάτων, οδηγώντας σε σταδιακή παραμόρφωση και αλλαγές διαστάσεων με την πάροδο του χρόνου.
- Την κόπωση: Πρόκειται για την προοδευτική και τοπική δομική βλάβη που εμφανίζεται όταν ένα υλικό υποβάλλεται σε κυκλική φόρτιση και αποφόρτιση σε επίπεδα τάσεων κάτω από την οριακή αντοχή του. Μπορεί να οδηγήσει στην έναρξη και στη διάδοση ρωγμών, με τελικό αποτέλεσμα την βλάβη ή τη θραύση (σπάσιμο), ιδίως σε εξαρτήματα που υποβάλλονται σε επαναλαμβανόμενη φόρτιση ή δονήσεις.
- Την φθορά, δηλαδή τη σταδιακή απομάκρυνση υλικού από μια επιφάνεια λόγω επαφής ή λόγω τριβής με μια άλλη επιφάνεια. Μπορεί να συμβεί μέσω μηχανισμών όπως η τριβή, η πρόσφυση ή η επιφανειακή κόπωση, με αποτέλεσμα την επιφανειακή τραχύτητα, την απώλεια ακρίβειας των διαστάσεων του στοιχείου ή τη λειτουργική υποβάθμιση.
Πηγή: Οι πληροφορίες για το παραπάνω άρθρο αντλήθηκαν από το βιβλίο «Συντήρηση Πλοίων και Διαχείριση Βλαβών» του Ιωάννη Κ. Δαγκίνη (Εκπαιδευτική Έκδοση Ιδρύματος Ευγενίδου, Αθήνα 2024).
