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ANÁLISIS DE FALLAS MECÁNICAS
Programa de curso• Introducción• Administración del análisis• Metalurgia aplicada• Propiedades físicas y mecánicas• Procesos de fabricación• Concentradores de esfuerzos• Fracturas y desgastes• Examen visual NDI• Técnicas de inspección• Redacción de informes
INTRODUCCIÓN
¿cuál es la diferencia entre análisis de fallas y diagnóstico
de fallas?
¿por qué el análisis de fallas es interesante?
¿Que es el análisis de fallas?
“Es la cuidadosa inspección del equipo y de los datos
que conducen a identificar la causa original de los
problemas”
¿QUE ES EL DIAGNÓSTICO?
Es el arte de reconocer la naturaleza de un problema antes
de falla.Determinar el carácter de un
problema mediante exámenes de sus signos o síntomas.
Aplicación
El éxito de un producto
El cliente
El distribuidor La fábrica
Responsabilidad de fábrica y distribuidorDiseño
MaterialesMano de obraVentasServicioIdentifican y corrigen el problemaGarantías
Responsabilidades del cliente
MantenciónOperaciónAplicaciónAyudan a identificar el problema
Síntomas e IndicadoresRuidos rarosResultados del APAHumo de escapeVibracionesConsumo de aceiteConsumo de combustibleTemperaturas de trabajo anormalesFugasCorta vida útil de los componentesEtc.
Falla del equipo
tiempo
Falla del equipo o falla de componente
Causa original
Resultados
Los ocho pasos del análisis de fallas
1. Definir el problema2. Organizar los datos obtenidos3. Observar y anotar los datos4. Analizar lógicamente los datos5. Identificar la causa más probable6. Determinar un responsable7. Hacer las reparaciones según corresponda8. Hacer seguimiento a la reparación
MetalurgiaSe llama metalurgia a la separación de los metales de los minerales, la purificación, la
mezcla con otros metales y la manufactura de perfiles y formas utilizables.
Metalurgia extractivaMetalurgia de fundiciónMetalurgia de fabricación o manufactura
Métodos en la obtención de minerales
• Flotación• Presipitación• Bio – obtención• Fundición
Proceso de obtención de metales
Sondaje Desarrollo
ExploraciónExtracciónMETAL
Refinado Chancado
Obtención Molienda
Alto horno con chorro con aire
Clasificación de los materiales
CONTIENENHIERRO SOBRE 5%
FERROSOS
CONTIENEN MENOSDE UN 5% DE HIERRO
NO FERROSOS
METALES
MADERA, CAUCHOVIDRIO, ETC.
NATURAL
PLÁSTICO, NYLONETC.
SINTETICO
NO METALES
MATERIALES
Metalesferrosos no ferrosos
Hierro forjadoHierro fundido o coladoAceros al carbonoAceros de aleación
AluminioCobrePlomoMagnesioNíquelPlataEstañoZinc
COMPUESTOS SOLUCION SÓLIDA
ALEACIONES
Es el proceso de combinar un metal con otro metal o con un no metal, según sea la especificación requerida o el uso que se le
dará al componente.
Diferencias Químicas entre el Hierro Fundido y el Acero
El contenido de carbón es la mayor en el hierro fundido que en el acero.Los diferentes tipos de acero (alto, medio, bajo contenido de carbón), se obtienen removiendo el carbón del hierro fundido. El acero es hierro con menos de 2% de carbón.El Hierro posee más de 2% de carbón y la estructura del grano es diferente a la del acero.
Grano del hierro fundido-Escamas GrafitoTiene bolsas de grafito negro entre los granos
(Carbón Grafítico)
Grano del acero-Sin exceso de carbónTiene una estructura de grano que se asemeja a piedras compactadas
Clasificaciones del Hierro Fundido
Dependiendo de la estructura del grafito se clasifica en cuatro categorías:
1-.Hierro Gris: Contiene bolsas de grafito.2-.Hierro Nodular: Contiene esferas de grafito.
3-.Hierro Maleable:Contiene escamas de grafito.
4-.Hierro Blanco:Contiene Carburo.
Clasificaciones del Acero
El acero contiene entre 0,025% a 2,0% de carbón.
Para este ejemplo el 10 corresponde al código de aleación (Cromo, Cobre, Níquel).
Los dígitos restantes muestran el porcentaje de carbón que para este ejemplo corresponde a 0,20%.
La cantidad de carbono determina su categoría
Resistencia de Materiales
La resistencia de materiales o mecánica de cuerpos deformables, estudia los
efectos que las fuerzas aplicadas ejercen sobre los cuerpos.
Propiedades de los metalesPropiedades mecánicas: Referidas al
comportamiento de un metal sometido a la acción de fuerzas externas. (Tracción, compresión,
torsión, flexión, pandeo, fatiga, corte transversales, corte longitudinal y cizalle)
Propiedades físicas: Referidas a las características propias del material.(Peso
específico, resistencia a la corrosión, soldabilidad, etc.)
Propiedades físicas • Ductibilidad: Es la
capacidad de un material de soportar grandes esfuerzos y deformación sin romperse. (transformarse en alambres).
• Maleabilidad:Transformarse en planchas.
Propiedades físicas• Elasticidad: Capacidad
del material de regresar a su forma original después de soportar una carga.
• Plasticidad: Propiedad de un material para mantener su deformación al quitar la carga que produjo la deformación.
Propiedades físicas
• Dureza: Es la resistencia que opone un material al ser rayado o penetrado por otro.(Rockwell – Brinell-Vickers)
• Fragilidad: Es la propiedad de romperse o fracturarse repentina o fácilmente sin mostrar deformación
Propiedades físicas• Tenacidad: Capacidad
de un material de soportar impactos (absorber energía) de gran carga y alta velocidad antes de romperse.
• Conductividad: Esta puede ser térmica o eléctrica, y representa la capacidad del material de permitir el flujo de electrones o calor a través de él.
Propiedades físicas
Dilatación térmica: Es el aumento de volumen por efecto del aumento
de la temperatura.
(el gráfico muestra los materiales cuando se eleva
su temperatura de 0 a 100°Cpara una barra de 30 metros)
Propiedades físicas• Punto de fusión: Es
la temperatura la cual una sustancia cambia del estado sólido a líquido.
Medición de la Dureza
SISTEMA ROCKWELL
Para medir la dureza, se indenta el acero usando una fuerza conocida. Si la misma fuerza es usada, cuanto más profunda sea la indentación más blando es el acero.La profundidad de la indentación medida se traduce a un número Rockwell de dureza.
SISTEMA BRINELL
El sistema Brinell, bajo el mismo principio se mide el diámetro de la indentación.
Tipos de esfuerzos
Torsión Tracción CompresiónFlexiónCizalleFatiga
Resistencia ElásticaEs la característica que tiene una pieza de metal que le
permite soportar una carga antes de deformarse permanentemente más allá de su “punto de retorno de resorte”
Resistencia a la TensiónEs la capacidad que tiene una pieza metálica para soportar cargas antes de romperse Es medida en Kpsi o Mpa.
Resistencia a la Fatiga
Es la capacidad de un metal para soportar repetidas cargas cíclicas sin romperse.
La resistencia a la fatiga es aproximadamente la mitad de la resistencia a la tensión de una pieza.
La prueba de fatiga es realizada para la determinación del “Límite de Fatiga” (esfuerzo al cual la pieza ya no se rompe)
Proceso de fabricación de componentes
FundidoLaminadoForjadoSinterizadoExtrusión
Fundido• Acero fundido
– Resistente a cargas de choque
– Mejor soldabilidad• Hierro fundido
– Bajo costo– Resistente al
desgaste
Laminado
1-.Darle al acero una forma utilizable (lingotes o chapas-planchas)2-.Cambiar las Propiedades del acero
A medida que se laminan los lingotes de acero fundido, la estructura del grano
es alargada y refinada tomando la apariencia de filas, las que se llaman
líneas de flujo.
Forjado
Involucra el calentamiento del metal hasta que se ablande para martillarlo y darle la forma
requerida
Las líneas de flujo, hacen la
pieza más fuerte en la dirección
del flujo y la ayudan a resistir las fisuras a lo largo de estas
líneas.
Sinterizado (metal pulverizado)
Al usar diferentes polvos, se puede moldear piezas
complejas de casi cualquier combinación
de agentes de aleación.
Los granos tienen una distribución desordenada sin flujo de granos
Extrusión
La Extrusión conserva el metal, (es desplazado y
no cortado).Se minimizan
operaciones de maquinado secundario
Las piezas extruidas son
duras (líneas de flujo finas y uniformes)
La extrusión produce piezas de textura más lisa.
Tratamientos TérmicosEl calor (en extremo), hace que una pieza sea “fuerte” para ser sometida a un trabajo exigente.Con el calor se cambian las propiedades físicas del hierro y acero fundidos para obtener una pieza dura y resistente.El tipo de tratamiento depende de la clase de propiedades requerida por la pieza en particular.El tratamiento térmico involucra tres pasos básico:
1. Calentamiento: la T° crítica para cada acero es vital.2. Enfriamiento/Templado: se enfría rápidamente la pieza,
conservando los cambios estructurales y causando el endurecimiento.
3. Revenido: nuevo calentamiento controlado para posteriormente dejar enfriar
Tratamientos térmicos
• Templado• Recocido• Revenido• Nitrurizado• Carburizado• Carbunitrurizado• Cianurizado
Generar en la superficie de la pieza una dureza tal que le permita resistir el desgaste por largo tiempo
Mejorar la resistencia a la fatiga endureciendo la pieza hasta cierta profundidad.
Profundidad de Superficie Endurecida
La profundidad de Superficie endurecida indica hasta que
profundidad la dureza penetra en la pieza.
La máxima profundidad de superficie endurecida
depende la clase y contenido de la aleación usada en el
acero el que es ajustado en el proceso inicial de refinado
del acero
Calentamiento
El calentamiento es el primer paso para lograr
las propiedades especificas y para ello la temperatura es vital, pues cada acero tiene una temperatura crítica
a la cual debe ser calentado antes de ser
endurecido.
Temperatura Crítica Mínima
La temperatura más baja a la cual ocurren
cambios en el acero al carbón
es de 723°C
Temperatura Crítica Máxima
Es la temperatura por sobre la cual los cambios estructurales
se completan.
La temperatura Crítica Máxima varía dependiendo del
contenido de carbón de la pieza
Generalmente los aceros deben ser calentados por
encima de 816°C
Tiempo de Calentamiento
El tiempo de calentamiento debe
seleccionarse de manera que permita que las
secciones más gruesas de la pieza alcancen la temperatura deseada, asegurando que los
cambios internos ocurran.
Templado
Templar un metal, significa enfriarlo rápidamente para
conseguir la dureza deseada (“atrapar” la
configuración del carbón que se obtuvo a alta temperatura para
hacer la pieza más dura)
Revenido
Es el nuevo calentamiento de piezas
endurecidas con anterioridad, por debajo de la temperatura crítica
mínima para luego permitir su enfriamiento
al aire libreEl fin es aliviar los esfuerzos internos generados con el
enfriamiento violento de las piezas
Métodos de Producción
Los métodos a analizar son:1-.Endurecimiento en Horno.2-.Endurecimiento Selectivo.3-.Endurecimiento de Superficie.
Endurecimiento en Horno
Es la forma más común para tratar térmicamente el aceroLa pieza es puesta en una banda transportadora y
conducida a través del hornoEjemplos: Zapatas de cadena, para obtener la mejor
combinación de dureza y resistencia.
Endurecimiento selectivo
Se logra con un calentamiento localizado y templado completo.La idea es proporcionar a un área especifica propiedades de
mayor dureza.Los dos métodos comunes de endurecimiento selectivo son por
llama y por inducción
Endurecimiento de Superficie
En este procedimiento se endurece sólo una
delgada capa en la superficie de la pieza o
se potencia la superficie para ser
endurecida.Para ello, se utilizan
tres procesos:
CarburizaciónCarbonitruraciónNitruración
Problemas de Material y Proceso
• Se analizarán problemas de:1-.Refinado en Horno de Fundición2-.Fundición3-.Laminado, Forjado, Extrusión4-.Tratamiento Térmico5-.Maquinado
Problemas de refinado en horno de fundición
InclusionesOjo de bueyVenas
Inclusiones• Impurezas como ladrillo refractario, son atrapadas en
el interior y se solidifican.• Una gran inclusión o un grupo de ellas presentes en
un metal pueden hacer que una pieza se fracture prematuramente, exponiendo la inclusión en la superficie de la fractura.
Ojo de buey
• Fractura producida por una bolsa de aire aplastada.• Forma distintiva y típica.
Venas• Bolsas de aire que se laminan, se forjan, estiran,
o se aplanan por presión• De esta forma, se convierte en vena, y recibe
este nombre porque se asemeja a la mina de grafito dentro de un lápiz de madera
Problemas de fundición• Agrietamientos• Bolsas de vació o de contracción• Dendritas
En la medida que el metal se enfría, se puede producir una fractura como resultado de un enfriamiento muy rápido o muy
lento.También al enfriarse, el metal se hace más pequeño y al no disponer de más material se generarán bolsas (vacíos) de
contracción en la fundición final.
AgrietamientosLas piezas fundidas contienen escamas del grafito que las hacen frágiles y suceptibles de agrietamiento por cargas o choques repentinos.
Ejemplo: camisa que posee una
grieta y se vuelve fractura debido a la
combustión
Bolsas de vació o de contracción
• Espacios no llenados por el material durante el proceso o cavidades producidas al momento del enfriamiento.
Dendritas
• Granos alargados producto de enfriamiento brusco en zonas de vació.
Problemas durante procesos de fabricación
• Laminado• Bolsas de contracción• Costuras• Escamados
• Forjado• Solapas• Quemaduras• Escamados
• Extrusión• Ruptura interna
Bolsa de contracción• Cualquier imperfección que haya quedado en
el lingote de acero o barras de acero poseen bolsa de contracción, la cual es laminada en el proceso y produce huecos internos.(resorte tensor de cadena)
Este resorte tensor se producto de un acero
que contenía una bolsa de contracción.
El área cerca del centro de la fractura muestra líneas de flujo saliendo
de la fractura donde existe el hueco.
Costuras• Si el material no esta a temperatura correcta
durante el proceso, se puede plegar en símismo produciendo costuras que tienen apariencia de grietas que recorren todo lo largo de la barra.
Al utilizar estas barras en otra operación de
caliente o frío, la costura se puede
abrir, reventándose
Escamado• Se produce cuando el acero ha tenido contacto con
humedad mientras está sometido a altas temperaturas. El acero absorbe el hidrógeno de la humedad quedando atrapado en el interior y produciendo altas presiones internas agrietando el material.
Solapa
• Metal frió como para fluir apropiadamente. El material toma la forma del troquel pero este se pliega sobre sí mismo en vez de fluir.
Quemaduras por Forja
• Metal muy caliente durante el forjado y los contornos de los granos interiores se funden. Cuando se enfrían los granos permanecen separados y producen grietas internas.
Las quemaduras por forja son reconocibles
por las áreas cristalinas grandes en
las superficie de fractura, cerca del centro de la pieza.
Ruptura interna• Se producen si el metal gotea internamente en vez
de fluir en el troquel, si las piezas no tienen temperatura adecuada o si son demasiado grandes para la extrusión en frió (1pulgada de diámetro).
Problemas en el tratamiento térmico
• Agrietamiento por templado• Piezas blandas por temperatura excesiva• Piezas blandas por templado incompleto• Fragilidad
Agrietamiento por templado
Resulta si la templabilidad del acero es alta, por lo que las piezas desarrollan un endurecimiento
demasiado profundo que unido a los esfuerzos internos agrietan la pieza.
También los choque térmicos producen
grietas. Normalmente ocurren en los cambios
de contornos y presentan un color
azul/negro en la superficie.
Piezas blandas por temperatura excesiva
Templado a temperaturas muy altas que producen liberación excesiva de carbón de la estructura del
grano.(pista externa rodamiento)
Piezas blandas por templado incompleto
Piezas no inmersas totalmente en fluido de enfriamiento, exceso de burbujas en el contorno de la pieza, o cuando se interrumpe el flujo de fluido.
(anular de transmisión)
El resultado serán piezas que se desgasten
excesivamente o se deformen severamente
bajo condiciones normales de operación.
FragilidadTemplado a bajas temperaturas. No permite escape
de carbón y las piezas quedan demasiado duras. Fracturas frágiles sin causa aparente. Hacer ensayo
de dureza.
Las piezas frágiles experimentan
fracturas frágiles sin causa aparente
Problemas durante el maquinado• Dimensionales
• De rectificado• Enderezado
DimensionalesCuando la herramienta se desafila, herramienta inadecuada producen dimensiones incorrectas.
Radio de vástago de cilindro hidráulico especificado 0,120” el proceso produjo 0,036”.
El problema final son dimensiones
incorrectas originando fallas de
servicio.El cambio de
perímetro abrupto, resultó en una falla
prematura.
RectificadoFalta de refrigeración, retiro de exceso de material,
retiro de material con demasiada rapidez, todas estas condiciones aumentan el calor local y producen templados localizados, calcinamientos (color marrón)
o grietas de superficies (partículas magnéticas).
Enderezado
Proceso utilizado para eliminar las distorsiones que ocurren durante el templado. Aplicando presión
mecánica o hidráulica. Cigüeñal demasiado enderezamiento y desarrollo fisuras de textura
áspera en la parte superior.
Daños de superficieLas muescas o hendiduras en las piezas son
cambios de contorno accidentales que no deberían estar presentes.
Fracturas
• Dúctiles• Frágiles• Por fatiga
Tipos de Cargas• Los Componentes pueden dañarse debido al
excesivo desgaste o a una fractura.• Las fracturas ocurren más frecuentemente donde las
cargas y esfuerzos son altos.• Para entender cómo y porqué ocurren las fracturas
se deben conocer los tipos de fuerzas o cargas a las que son sometidas las piezas
• Los tipos de cargas a analizar son:-Tensión (tracción)-Compresión-Flexión-Torsión-Corte
Condiciones quecausan Fracturas
• Las condiciones que causan fractura son:-Las Sobrecargas-Los concentradores de esfuerzo-La baja resistencia de material
Sobrecargas
La piezas se fracturan debido a que la carga
aplicada es mayor que la que puede soportar la
pieza.Existen dos tipos de fracturas que pueden
resultar de sobrecargas:-Fracturas Dúctiles o
Frágiles -Fracturas por Fatiga
Concentradores de EsfuerzoUn elevador de esfuerzo es una condición física sobre o dentro
de una pieza que mueve las líneas
de esfuerzo, uniéndolas sobre
o dentro de la pieza en un
punto.
Tipos de concentradores de esfuerzos
• Defecto del material• Inclusiones• Errores de fabricación• Errores de fundición• Errores de forjado y laminado• Errores por tratamiento térmico• Errores de maquinado• Contornos de diseño• Daños de superficie
Baja resistencia del material
Las condiciones de trabajo varían, es por eso que el
límite de fatiga deberá estar por encima de las cargas
aplicadas.La comparación entre el límite de fatiga y la carga
aplicada se llama “Factor de seguridad de Diseño”
Si el límite de fatiga es el doble de la carga aplicada,
el factor de seguridadserá de 2
Identificación de Tipos de Fractura
• La finalidad es poder clasificar las fracturas y el tipo de carga que ocasionó la fractura.
• Para ello se hará un análisis de las Características de las Fracturas
-Fracturas Frágiles-Fracturas Dúctiles-Fracturas por Fatiga
Características de Fracturas
• Es muy importante poder clasificar las fracturas para poder determinar que las causó.
• La clasificación se puede realizar por medio de la observación cuidadosa de la textura, color, reflectividad y características de la superficie.
Textura
La textura o aspereza de la fractura es
determinada por la velocidad de propagación.
Las que se propagan rápidamente presentan
superficies ásperas.Las que se propagan
lentamente tiene superficies más suaves
Color
• Las fracturas en su superficie varían de color, de Plata a Negro Oscuro.
• El color puede ayudar a identificar las fracturas
Reflectividad
La reflectividad ayuda también a identificar las fracturas, pues algunas reflejan mejor la luz que
otras.Las fracturas frágiles a
veces brillan.Las fracturas dúctiles rara
vez reflejan
Desarrollo de fracturas frágiles
Fracturas rápidas casi sin
deformación plástica,
presentan chevrones y se
ven afectadas por la temperatura
Forma del grano
FRACTURA FRÁGIL
FRACTURA FRÁGIL
En una fractura Frágil, los granos se rompen o la
fractura se propaga a lo largo
de los límites.La forma
del grano no cambia.
FRACTURA QUEBRADISADE METALES FUNDIDOS
FRACTURA DÚCTIL
Los granos en una fractura dúctil son
torcidos y estirados antes de romperse.
Su forma y la forma de la pieza
cambia significativamente
SUPERFICIE ASPERA Y LEÑOSA
DEFORMACIÓN PLÁSTICA
FRACTURA POR FATIGADESARROLLO
FRACTURA POR FATIGA
En una fractura por fatiga, los granos se rompen lentamente.Las fracturas pueden
también ocurrir alrededor de los granos.
Existe poco cambio en la forma.
OLEAJE QUE SE APARTA DEL PUNTO DE INICIACIÓN
Fractura por Fatiga de Bajo CicloLa fatiga de bajo Ciclo ocurre mucho más rápido que la fatiga
de alto ciclo (menos ciclos para producir la fractura final).Debido a que la grieta crece más rápido, la textura superficial
es más áspera
El color es gris más oscuro
(menor reflexión de luz)Las marcas de playa a
parecen más espaciadas
y son fáciles de ver.Es causada por ciclos
de sobre-cargasmás severas
Marcas de Playa y Marcas de Trinquete
Una marca de playa se forma cuando una fisura
por fatiga cambia de velocidad.
Si la velocidad de la fisura no
cambia, las marcas de playa no serán visibles.
En materiales duros pueden no formarse
marcas de playa.
GRIETAS INTERNA MULTIPLES
Las marcas de Playa se encuentran a menudo en fracturas por fatiga. Se pueden utilizar a menudo para
determinar el punto de iniciación de la fractura.
FATIGA DE FLEXIÓN GIRATORIA
EJE DE UNA BOMBA HIDRÁULICA
TÉCNICAS DE INSPECCIÓN VISUAL
INSPECCIÓN VISUAL CON INSTRUMENTO
APLICANDO INSPECCIÓN VISUAL
MEJORAR LA IMAGEN UTLIZANDO MEDIOS DE ILUMINACIÓN
EJERCICIO PRÁCTICO
Análisis de desgaste• El desgaste es la pérdida progresiva del material. • Los distintos equipos tienen muchos componentes
que se desgastan al hacer su trabajo.• Las piezas al interior de los componentes se
desgastan más lentamente, están “protegidas”• Cuando las condiciones de trabajo o del medio son
anormales, las tasas de desgaste aumentan.• Al conocer la condición anormal se podrá anticipar a
la falla.• Al no ser así, se requiere observar y descubrir la
condición que ha acelerado la falla.
Cinco conceptosbásicos de desgaste
• Obtener información de las característica de la superficie
• Identificar el tipo de desgaste usando las características superficiales
• Localizar el tipo de desgaste para reducir la lista de causas probables
• Condiciones que lo llevaron a realizarse• Como mejorar, determinando el tipos de
mantenimiento
Siete Tipos normales de Desgaste
1. Abrasión2. Adhesión3. Erosión4. Erosión por Cavitación5. Corrosión6. Corrosión por frotamiento7. Fatiga de material por tensión de contacto
1. Desgaste abrasivo
El desgaste abrasivo, se debe imaginar como la acción de corte entre dos cuerpos.
En el desgaste abrasivo entre dos cuerpos, dos superficies se deslizan una contra la otra.
En el de tres cuerpos, partículas quedan atrapadas entre dos superficies que están en movimiento
Partículas Abrasivas
Son de cualquier tipo o tamaño
Son tan o más duras que las
superficies que se desgasta
Ejemplo: Partículas de pintura,
polvo, arena, suciedad, y
virutas de metal
Características superficiales
• Superficie pulida• Superficie satinada• Superficie con cortes, ranuras e incrustaciones
2. Desgaste Adhesivo• Las superficies entran en contacto físico. puntos
elevados y pequeños hacen contacto, generan calor y se sueldan microscópicamente.
• Al faltar lubricante se acumula el calor produciéndose un fundido y adhesión generalizado
Características superficiales
• Pulido• Decoloración y adherencia• Deformación plástica• Colores de revenido • Fractura
Deformación Plástica
En la fase más avanzada, debido a la alta temperatura, existe deformación plástica.
Los dientes de este engranaje alcanzaron
temperaturas elevadas, ablandándose, perdiendo
resistencia y deformándose.Existe también un color
negro de revenido que es característico.
Colores de Revenido
Los colores de revenido son causados por
óxidos metálicos que producen una gama de colores desde amarillo
dorado hasta azul claro; azul oscuro, gris y
negro.
Fracturas por adherencia
Las fracturas son el resultado del
desgaste adhesivo, debido a la
debilitación de la pieza por la alta
temperatura.El faldón de este pistón se calentó
tanto que se fundióy adhirió a la
camisa del cilindro
3. Desgaste por erosión
El desgaste por erosión ocurre
cuando partículas en movimiento en un fluido chocan
con las superficies que las rodean. El desgaste por erosión puede
explicarse como una acción de
impacto.
Superficie Lisa
Partículas erosivas pequeñas generalmente producen una apariencia de superficie lisa
Rugosa• Partículas más grandes pueden producir superficies rugosas• Si las partículas son más grandes y tienen más energía de impacto, la
superficie será más rugosa.
Bordes Afilados• Partículas finas como el polvo, pueden afilar los bordes de piezas
giratorias.• Esta rueda de compresor tiene bordes muy afilados causados por
desgaste por abrasión
ÁsperaEl extremo de los alabes de la rueda de este
turbocompresor ha sido dañado debido al choque a alta velocidad de partícula de gran tamaño.
4. Erosión por cavitaciónSe produce por el colapso de las burbujas de vapor contenidas enel fluido cerca de una superficie que causa chorros de fluido a alta
velocidad que golpean la superficie.Esto sucede en zonas en que la presión aumenta repentinamente.
Características superficiales
• Grietas superficiales• Picaduras• Agujeros mellados• Túneles abovedados
5. Desgaste por Corrosión
Técnicamente la corrosión es una acción química y no una acción de desgaste, pero sí produce el deterioro de las superficies de desgaste.
Existe tres tipos de corrosión que se deben considerarGeneralGalvánicaAlta temperatura
El color identifica el Tipo de Metal
Las capas de corrosión superficial suelen ser óxidos metálicos y pueden tener distintos colores:La superficie de hierro o acero suelen desarrollar una capa de color marrón rojizo.Las capas de corrosión de cobre y bronce son de un color verde azulado.Las capas de aluminio suelen ser de un color gris claro blancusco.
Corrosión General
Corrosión general: el electrolito conecta el
ánodo y el cátodo.En esta biela, la
corrosión ha ocurrido donde hubo gotas de
agua sobre la superficie. El agua
actuó como electrolito y varios
componentes metálicos actuaron
como cátodos y ánodos.
Corrosión galvánica
Esta ocurre cuando dos metales diferentes hacen contacto en un electrolito.En este ejemplo un tubo de cobre ha sido sujetado por una placa
espaciadora en un núcleo de un enfriador. Ha habido corrosión solamente donde el tubo de cobre estaba en contacto con la palca
Tabla de serie galvánica
La serie galvánica
muestra los metales en orden
de actividad.Los metales más
activos actúan como ánodos y
se corroen.
Efectos de Alta Temperatura
La capa de oxido de este
turbocompresor, nos cuenta una historia
de temperaturas excesivamente altas que han aumentado la actividad atómica del metal superficial y han permitido que el oxígeno penetrara a más profundidad
6. Corrosión por Frotación
Ocurre cuando componentes que encajan muy apretados tienen que moverse a alta frecuencia y baja amplitud
Características Superficiales
Las superficies dañadas por corrosión por
frotación pueden tener picaduras y acumulaciones de
oxido de forma irregular.Este daño
superficial puede ocurrir tanto en
ambientes corrosivos como no
corrosivos.
7. Desgaste por Fatiga por Tensión de Contacto
• Superficies metálicas deslizándose una contra otra pueden causar grietas en el metal
• Superficies metálicas rodando una contra la otra, pueden hacer que el metal flexione y luego se agriete, causando finalmente desconchado o astillamiento.
• El desgaste por fatiga por tensión de contacto es causado por la aplicación de cargas cíclicas
Características superficiales
La fatiga por tensión de contacto por deslizamiento y por rodadura, tienen cada una características superficiales distintas.
