Figura 11.31 Mecanismo de erosin por partculas lquidas sobre una superficie slida.

La presin del contacto con el impacto puede estimarse de la siguiente frmula:

p= pvs v

donde:p es el contacto con el impacto(Pa)p es la densidad del fluido(kg/m3);vs es la velocidad del sonido en el fluido(m/s);v es la velocidad del fluido en el impacto(m/s).

Las presiones de contacto generadas por impactar las gotas de lquido pueden ser bastante alto. Por ejemplo, para el agua gota afectando a una velocidad de 250 (m/s) la presin de impacto es:

p= 1,000 x 1,500 x 250 = 375 (MPa)

Por gotita de agua afectando a 1.000 (m/s) la presin estimada subida alcanza el extremadamente alto valor 1.5 (GPa).

La duracin de la presin de impacto es determinada por la velocidad que liberacin de presin en las olas al llegar al centro de la gota. Estas ondas de presin se mueven a la velocidad del sonido, y para un dimetro (mm) 3 gotitas de agua la duracin del impacto es aproximadamente 1 (us) (el sonido de la velocidad en el agua es 1.500 (m/s).

Desgaste es el resultado de una serie de pulsos de tensin transitoria del contacto en el material afectado. El mecanismo de desgaste depende de la velocidad del lquido. A velocidades bajas, el material usado en primer lugar es rugosa uniformemente, con la subsecuente formacin de crteres al azar. Formas de labios en el borde de los crteres que luego podrn ser removidos por los impactos ms adelante. En altas velocidades agujeros o pozos estn formados en el material usado por impactar las gotas.Si est implicado un material quebradizo, el desgaste por fractura puede ocurrir.

Desgaste por erosin por gotas de agua es una causa importante de desgaste en las lminas de turbina de vapor y el fuselaje del avin supersnico cuando la velocidad del choque supera los 250 (m/s) y el dimetro de la gota es superior a 200 (um). Impacto por gotitas ms grandes que 800 (um) en los resultados de dimetro en las fuerzas de gran impacto. En los aceros no recubiertos, una capa superficial de la austenita sin carburos es funda para proporcionar buena resistencia al desgaste a la erosin lquida. La posterior transformacin de la austenita en martensita en la superficie, que genera una tensin residual compresiva superficial, tambin ayuda a aumentar la resistencia al desgaste (116). Alta velocidad de oxgeno combustible (HVOF) recubrimientos pulverizados son tiles en los valores ms bajos de la velocidad de impacto mientras que a velocidades de alto impacto la fragilidad de los recubrimientos HVOF un factor limitante (116).

Agua clorada ampliamente utilizado por la industria puede afectar las tasas de desgaste por erosin. Por ejemplo recubrimientos HVOF, desarrollado para la resistencia a la corrosin-erosin contra contaminados con cloruro vapor y agua gotas, mostr significativamente acelerado desgaste debido a la oxidacin de carburos. Se encontr la moneda base, recubrimientos de cromo aleado HVOF fueron los que ms eficaz (117). La tasa de erosin-corrosin en el equipo de caldera trabajando con agua contaminado el cloruro puede ser tan alta que la temperatura de la caldera tiene que reducirse para asegurar la duracin adecuada de los componentes de la caldera (117).Los primeros estudios han demostrado que resistencia al desgaste erosivo es proporcional a la dureza de material, por lo tanto polietileno ultra-alto peso molecular (UHMWPE) erosiona ms lentamente que la resina del polister (68). Como puede verse en la ecuacin (11,19) la dependencia de la tasa de desgaste de la velocidad de impacto es extrema. El valor de la ecuacin de nin AA (11,19) para desgaste por erosin por partculas lquidas es tpicamente entre 4 un 6 para metales y polmeros pero alcanza 12 para vidrio. Un perodo de incubacin de desgaste tambin puede ocurrir durante el material que la prdida es insignificante. Entonces longitud de periodo de incubacin de ht (que no es muy larga) es inversamente proporcional a la velocidad de impacto. Mayora de los estudios realizada est relacionada a la erosin por agua y ha habido una cantidad limitada de trabajo en otros lquidos. Una alta densidad de lquido se cree que promover el desgaste. Un ejemplo es tetrachloromethane (CCl4) que tiene una densidad de aproximadamente 1.700 (kg/m3) y excusas ms rpido desgaste por erosin que el agua. (69).

EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE EL DESGASTE POR EROSIN.

La tasa y el mecanismo de desgaste por erosin estn influenciadas por la temperatura. El principal efecto de la temperatura es para ablandar el material erosionado y aumentar las tasas de desgaste. En la figura 11.32 (70) se muestran los efectos de la temperatura sobre la erosin del acero inoxidable. El agente erosivo es carburo de silicio inciden de acero inoxidable a una velocidad de 30 (m/s) en atmsfera de nitrgeno.

Figura 11.32 Efecto de la temperatura sobre la tasa de desgaste erosivo de acero inoxidable (70).

No es sino hasta alcanzaron temperaturas superiores a los 600 c que la tasa de erosin muestra aumento significativo. Esta temperatura coincide con el punto de reblandecimiento del acero. Hay una fuerte correlacin entre las propiedades mecnicas del material a la temperatura de la tasa de erosin y desgaste como se muestra en la figura 11.33 (71).