“ INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL”

Materia: Ensayos destructivos.

Docente: Ing. Yuval Morales Dominguez.

Alumno: Serafin Cabrera Cruz. “LA CORROSION”.

Cuatrimestre: Octavo. Grupo: “D”

Xicotepec de Juárez, Pue. 02 de febrero del 2012.

Introducción

Es conocido que prácticamente todos los materiales sufren

degradación de sus propiedades mecánicas a lo largo del

tiempo por la aplicación de cargas cíclicas, o simplemente

como consecuencia de su exposición a unas condiciones

ambientales. La mayoría de elementos de materiales

compuestos también son sensibles a la fatiga por cargas cíclicas

lo que puede conducir al fallo del elemento estructural en

cuestión.

Predicción / Medición de la degradación (generalizada).

∙ Predicción - Si las velocidades de corrosión son lineales o

decrecen con el tiempo ∙

Medición - Penetración por unidad de tiempo

- Milímetros por año

- Usualmente por pérdida de peso

- Puede estimarse por medición de la reducción de

sección transversal (espesor).

¿Que significa la degradación de materiales?

Significa que el material esta perdiendo sus propiedades físicas o

químicas que por consiguiente se tiene un deterioro interno o

sobre su superficie.

Cavitación: Se presenta por daño mecánico por colapso de

burbujas en un líquido impactando una superficie, existe

remoción de capas de óxido protector ocasionando un daño

mecánico directo al metal base.

Fatiga de los materiales

Es la disminución de la resistencia del material debido a

esfuerzos repetitivos que pueden ser mayores o menores que

la resistencia de decencia. es un fenómeno común en

componentes sujetos a cargas dinámicas de autos y aviones,

alabes de turbinas, resortes, cigüeñales y demás maquinaria,

implantes biomédicos y productos al consumidor como

zapatos, que están sujetos en forma constante a cargas

repetitivas en forma de tensión, compresión, lesión, vibración,

dilatación térmica y contracción u otros.

Esos esfuerzos con frecuencia son menores que la resistencia de

cedencia del material. Sin embargo, cuando el esfuerzo se

aplica una cantidad suficiente de veces, causa la falla por

fatiga. la posibilidad de falla por fatiga es la razón principal por

la cual los componentes de aviones tienen una duración finita.

Falla por fatiga.

La erosion.

El papel de la erosión se atribuye generalmente a la

eliminación de películas superficiales protectoras: por

ejemplo, las películas protectoras formadas por el óxido

generado por el aire. Un metal oxidado ralentiza su deterioro

porque la superficie ya oxidada dificulta que el interior

continúe oxidándose. Si por ejemplo el polvo o la arena,

impulsadas por el viento, eliminan esa capa exterior de

óxido, el metal continuará deteriorándose al haber perdido

su protección.

erosión tiene generalmente el aspecto de pequeños hoyos lisos. La

corrosión por erosión prospera en condiciones de alta velocidad,

turbulencia, choque, etc. De manera frecuente, aparece en

bombas, mezcladores y tuberías, particularmente en curvas y

codos. Las partículas en suspensión duras son también

frecuentes causantes de problemas.

La fluencia

Deformación que se produce en un período cuando un material

está sometido a un esfuerzo constante y a temperatura

constante. En los metales, la fluencia suele producirse

únicamente a elevadas temperaturas. La fluencia a

temperatura ambiente es más común en los materiales

plásticos y se conoce como flujo frío o deformación bajo carga.

Los datos obtenidos en un ensayo de fluencia se suelen presentar

en un gráfico de fluencia contra tiempo con esfuerzo y

temperatura constantes.

La pendiente de la curva es la velocidad de fluencia y el punto final

de la curva es el tiempo para ruptura. Como se indica en el

diagrama adjunto, la fluencia de un material se puede dividir en

tres etapas. La primera etapa, o fluencia primaria, comienza a

una velocidad rápida y aminora con el tiempo.

Las tensiones residuales

Las tensiones residuales son tensiones que permanecen en el

interior del material cuando éste no se encuentra sometido a

cargas externas. Su origen está en los tratamientos mecánicos

y térmicos empleados en los procesos de fabricación o en las

cargas aplicadas cuando la pieza o componente se encuentran

en servicio. Dichas tensiones pueden provocar cambios

dimensionales y distorsiones en las piezas fabricadas que las

hagan inservibles para su aplicación

El mayor problema es que, al contrario de las tensiones externas

aplicadas, las tensiones residuales son tensiones invisibles, que

los ingenieros no suelen tener en cuenta en el diseño.

Si las tensiones residuales son grandes, pueden producirse

grietas en el componente que aceleran su rotura. En el caso de

piezas y componentes de gran responsabilidad (industrias

energéticas, nucleares, aeronáutica, astronáutica,…), o en el caso

de grandes series de piezas (industria automovilística,…) donde la

sustitución de un componente defectuoso puede costar mucho

dinero, es preciso caracterizar con precisión las tensiones

residuales.

Fragilización

La fragilización por hidrógeno ha sido definida como la pérdida de

resistencia y ductilidad inducida por el hidrógeno que puede

derivar en la iniciación o propagación de fracturas mecánicas.

La fragilización por hidrógeno es especialmente devastadora

debido a la naturaleza del fallo originado. Dicho fallo sucede a

tensiones muy pequeñas (en comparación a las que serían

necesarias en ausencia de hidrógeno), es bastante frágil y tiene

un periodo de “incubación” tan variable que lo hace

prácticamente impredecible.

Desgaste.

El desgaste es el daño de la superficie por remoción de material de una o

ambas superficies sólidas en movimiento relativo. Es un proceso en el

cual las capas superficiales de un sólido se rompen o se desprenden de

la superficie. Al igual que la fricción, el desgaste no es solamente una

propiedad del material, es una respuesta integral del sistema. Los

análisis de los sistemas han demostrado que 75% de las fallas mecánicas

se deben al desgaste de las superficies en rozamiento. Se deduce

fácilmente que para aumentar la vida útil de un equipo se debe

disminuir el desgaste al mínimo posible.

Tipos

El estudio de los procesos de desgate es parte de la ciencia de la tribología.

La naturaleza compleja del desgaste ha retardado su estudio y lo ha

encaminado hacia mecanismos o procesos específicos de

desgaste. Algunos mecanismos (o procesos) específicos de desgaste son:

Desgaste adhesivo.

Desgaste abrasivo.

Ludimiento( vibración).

Desgaste por fatiga.

Desgaste erosivo.

Desgaste corrosivo.

Desgaste adhesivo.

El desgaste adhesivo, también llamado desgaste por fricción ó deslizante,

es una forma de deterioro que se presenta entre dos superficies en

contacto deslizante. Este desgaste es el segundo más común en la

industria y ocurre cuando dos superficies sólidas se deslizan una sobre

la otra bajo presión. El aspecto de la superficie desgastada será de

ralladuras irregulares y superficiales.

Desgaste abrasivo.

El desgaste por abrasión, que es el más común en la industria, se define

como la acción de corte de un material duro y agudo a través de la

superficie de un material más suave. Tiende a formar ralladuras

profundas cuando las partículas duras penetran en la superficie,

ocasionando deformación plástica y/o arrancando virutas.

Desgaste por fatiga.

El desgaste por fatiga superficial se observa durante el deslizamiento

repetido o rodamiento sobre una pista. Las partículas suspendidas entre

dos superficies sometidas a una carga cíclica pueden causar fracturas

superficiales que, eventualmente debido a la carga repetida conllevan a

la destrucción de la superficie.

Desgaste erosivo.

La Erosión se define como la perdida de material debido al impacto

repetido de pequeñas partículas solidas que viajan en un fluido. El

fluido puede ser gaseoso o liquido lo importante es que posea

partículas sólidas. Se tienen variables que influyen en este tipo de

desgaste, estas variables tienen que ver con las partículas que están en

el fluido ya que estas tienen una velocidad, una concentración y un

ángulo de incidencia.

Desgaste corrosivo.

El desgaste corrosivo ocurre en una combinación de desgaste (abrasiva o

adhesiva) y de un ambiente corrosivo. El índice de la pérdida material

puede ser muy alto debido a que los productos sueltos o flojos de la

corrosión se desprenden fácilmente por el desgaste y se revela

continuamente el metal fresco y que alternadamente puede volverse a

corroer rápidamente.

Conclusión

Es muy necesario destacar que para los problemas de

degradación de los materiales pueden ser estudiados

con algún provecho, se necesita una estrecha

colaboración con los profesionales involucrados. Tal

complementación, que parece obvia no es fácil de

alcanzar