manual del estudiante analisis de falla i - finning

7/30/2019 Manual Del Estudiante Analisis de Falla I - FINNING

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Espacio para Imgenes

Cuadro de 10 X 15 cm

CDIGO DEL CURSO

DEPARTAMENTO DE DESARROLLO PROFESIONALFINNING SUDAMRICA


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DESGASTE.

Objetivos.

La finalidad de este mdulo es darle los conocimientos necesarios para analizar fallas debidasa desgaste, encontrar la causa del desgaste y seleccionar la accin correctiva adecuada. Esmuy importante que estas tareas se hagan correctamente para evitar que se repitan fallas quepueden resultar muy caras.

Se define el desgaste como la perdida progresiva de material de la superficie debida almovimiento relativo y al contacto entre superficies.

Los distintos productos tienen muchos componentes que se desgastan al hacer su trabajo, loque hace necesario reemplazar esos componentes peridicamente. Algunas piezas, como porejemplo las herramientas de penetracin del suelo, trabajan en condiciones de desgaste muyserio y tienen un promedio corto de vida til. Las piezas que se encuentran dentro de lasmaquinas, estn protegidas y se desgastan mas lentamente.

Pero cuando las condiciones de trabajo o del medio ambiente son anormales, las tasas dedesgaste aumentan. Es posible que haya que reemplazar algunos componentes antes de quehayan alcanzado la vida til esperada. Si se conoce cual es la condicin anormal que haproducido el desgaste, se podr a anticipar al cambio de las piezas que han sufrido dao.

Pero frecuentemente se tendr que observar las piezas y descubrir, a partir de esa observacin,cual ha sido la condicin anormal que ha producido el desgaste acelerado. El anlisis dedesgaste ser ms fcil si el operador esta familiarizado con la maquina y sus aplicaciones, sufuncionamiento y mantenimiento. Esta familiaridad hace que el operador este al tanto delposible efecto de las condiciones de trabajo y permite entender los requisitos de operacin y laspracticas de mantenimiento.

Tcnicas adecuadas de anlisis de desgaste.

Un buen anlisis de desgaste requiere observar, anotar y pensar utilizando los datos, los pasos3 y 4 de los ocho pasos del anlisis practican de fallas.

Cinco conceptos bsicos de anlisis de desgaste.

La tarea ser ms fcil si se sigue el procedimiento adecuado de anlisis de desgaste:Observar las caractersticas de la superficie.Identificar el tipo de desgaste.Observar donde ocurre el desgaste.Hacer una lista de las condiciones que puedan causar el desgaste.Determinar que hacer a continuacin para obtener mas informacin.


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Caractersticas de la superficie.

Obtenga informacin acerca de las caractersticas de la superficie. Observe y anote la textura,el color, la forma, el tamao y cualquier pequeo detalle que pueda observarse conmagnificacin y buena iluminacin.

Tipo de desgaste.

Identificar el tipo de desgaste. Las caractersticas de la superficie pueden ayudar a identificar eltipo de desgaste, por que cada tipo de desgaste produce caractersticas de superficieespecificas.

Ubicacin del desgaste.

Identificar donde ha ocurrido el desgaste. Estaba descentrado?. Ocurri en superficies que nodeberan estar en contacto?.Estos detalles ayudaran a determinar si el problema se debe acuestiones de carga, alineacin, espacio libre o lubricacin. Se trata de reducir la lista decausas posibles al numero ms pequeo posible de causas bsicas.

Condiciones que pueden haber facilitado el desgaste.

Enumerar las condiciones que pueden haber hecho posible las caractersticas de la superficie,el tipo de desgaste y la ubicacin del desgaste que se ha observado.

Qu hacer a continuacin?

Enumerar las condiciones que pueden haber facilitado el desgaste y decidir cuales son las msprobables y cuales son menos probables.Basndose en los datos de desgaste que se han observado, cul de estas condicionesexplicara la mayoria de los datos?... esta ser la condicin ms probable.La condicin menos probable ser la que explique el numero ms pequeo de datosobservados. El paso siguiente es investigar la condicin que se ha determinado como msprobable.


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Siete tipos normales de desgaste.

Hay siete tipos normales de desgaste que explican la gran mayoria de las fallas por desgasteanormal. Estos siete tipos de desgaste anormal son:AbrasinAdhesin.Erosin.Erosin por cavitacin.Corrosion.Corrosion por fratamiento.Fatiga de material por tensin de contacto.

La abrasin explica la mayoria de los casos de fallas por desgaste anormal, mientras que la

adhesin es el tipo de desgaste que progresa con mayor rapidez.Cada tipo de desgaste desarrolla sus propias caractersticas superficiales, lo que ayudara aidentificarlo.Al realizar el anlisis de desgaste se debe preguntar: qu tipo de desgaste existen msimportante, que lo ha producido?


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Abrasin entre tres cuerpos.

Si partculas abrasivas quedan atrapadas entre dos superficies que se mueven, se dice queexiste desgaste abrasivo entre tres cuerpos. Como las partculas atrapadas pueden rodar ydeslizarse, en muchos casos se observa menos dao que en el caso de abrasin entre doscuerpos. Las superficies pueden sufrir cortes, acanalados, golpes o incrustaciones. En algunoscasos, el acanalamiento produce residuos secundarios que causan mas desgaste abrasivo yperturban la superficie.

Partculas abrasivas.

Partculas abrasivas son partculas de cualquier tipo o tamao que sean tan duras o ms durasque la superficie que se desgasta. Suelen ser partculas de material abrasivo de discos deesmerilar, partculas de pintura, polvo, arena, suciedad y virutas de metal.


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CARACTERSTICAS DE LA SUPERFICIE.

Las caractersticas de la superficie producidas por el desgaste abrasivo varan dependiendo delas condiciones abrasivas existentes. Superficies pulidas, superficies satinadas y superficies concortes y ranuras son causadas por tipos distintos de partculas.

Superficie pulida.

Partculas abrasivas pequeas y duras, como partculas de polvo, pueden entrar en la mayoriade los sistemas y producen cortes y araazos finos que dejan una apariencia pulida.

Superficie satinada.

Partculas abrasivas duras un poco mas grandes, como partculas de arena fina, producencortes y araazos mas grandes y dejan un acabado superficial satinado o un aspecto mate.


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Superficie con corte y ranura.

Partculas abrasivas duras y grandes, como partculas grandes de arena o partculas residualesde maquinado, pueden producir araazos y ranuras profundas.

Melladuras o abolladuras.

Si faltan partculas incrustadas de los agujeros, es una indicacin de que se continuo laoperacin despus que las partculas se incrustarn, por lo que se rompen y se mueven de susitio. Si las superficies son duras, las partculas normalmente no se incrustan pero puedencausar melladuras o abolladuras.


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Partculas incrustadas.

Es importante notar la secuencia temporal del dao. Cortes y araazos pueden ocurrir encimade las zonas incrustadas o puede ocurrir incrustamiento encima de araazos.Si continua la operacin despus de haberse incrustado las partculas, estas pueden romperseo moverse. Ver si hay zonas en las que falten partculas incrustadas de sus agujeros.

Como determinar la secuencia temporal.

Si una pieza muestra que la incrustacin ha ocurrido encima de los araazos, se podra deducirque los araazos ocurrieron antes de la incrustacin.


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La ubicacin del desgaste nos proporciona informacin acerca del encaje de la pieza. Laubicacin del desgaste puede mostrar tambien situaciones de piezas mal alineadas, dobladas odistorsionadas, y puede indicar cmo entraron las partculas en caso de desgaste abrasivo detres cuerpos.

Encaje incorrecto.

Piezas que se han montado incorrectamente, puede sufrir un contacto abrasivo excesivo de doscuerpos en reas de alta carga.

Mala alineacin.

Una mala alineacin puede ocasionar que la pieza se dae y haya desprendimiento de material.

Pieza doblada.

Una pieza que se ha golpeado o ha tenido una mala operacin sufre daos, al ser instalada enestas condiciones producir daos en la piezas.


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Distorsin.

A veces los dientes de engranajes se desvan debido a sobrecargas y causan que el contacto yel desgaste de produzca ms rpidamente.

Origen de las partculas.

Con desgaste abrasivo de tres cuerpos, las partculas atrapadas pueden producir cortes yaraazos desde el punto de entrada hasta el punto de salida. Generalmente en los cojinetestendrn los cortes abrasivos ms profundos en el centro y ,menos dao hacia los extremos.Como el aceite entra por el centro del cojinete y sale por los extremos, es probable que las

partculas abrasivas entren por el centro con el suministro de aceite.


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Condiciones que facilitan el desgaste.

Despus de identificar las caractersticas de la superficie, el tipo de desgaste y su ubicacin,esa informacin guiar a las condiciones que pueden haber hecho posible el desgaste.

Abrasin de tres cuerpos.Cmo identificar las partculas principales?

Cuando ocurre desgaste abrasivo de tres cuerpos, es ms fcil encontrar las condiciones que lohicieron posible si se pueden identificar las partculas principales que han causado el desgasteabrasivo. Con frecuencia es necesario usar magnificacin y buena iluminacin para poder ver

las pequeas partculas con claridad.

Partculas de aceite.

Si las partculas entran en la pieza con el aceite lubricante, la pieza tendr cortes abrasivosprofundos en el centro. Si se nota este tipo de desgaste, investigar las condiciones que hicieronposible esta entrada, como problemas de limpieza de los conductos de lubricante,contaminacin del sistema y el sistema de filtracin.


Despus de observar las caractersticas de la superficie, el tipo de desgaste y la ubicacindnde ha ocurrido el desgaste, hacer una lista de las condiciones que hayan podido ser lacausa del desgaste y ordenarlas desde las condiciones ms probables de haber causado eldesgaste.A continuacin, reunir informacin acerca de la primera condicin, y as sucesivamente hastaencontrar la causa del desgaste.

Identificar las condiciones que hayan podido hacer posible el desgaste.

Las condiciones que pueden haber causado el resalto de desgaste en un cojinete de tope deturbocompresor son : orificio o caja del turbo desigual o spero, anillo de resorte defectuoso oinstalado incorrectamente.

Procedimiento.

Despus de observar las caractersticas de la superficie, el tipo de desgaste y la ubicacindnde ha ocurrido el desgaste, se debe decidir qu hacer a continuacin para obtener msinformacin acerca de la causa bsica del desgaste abrasivo.


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Hacer una lista de todas las condiciones que se sena posible causa de desgaste. Ordenar estalista de la causa ms probable a la menos probable. A continuacin prestar atencin a la

condicin que se ha considerado como ms probable. Si esa no es la causa, ir inmediatamentea la siguiente condicin mas probable y as sucesivamente.

DESGASTE ADHESIVO.

El desgaste adhesivo comienza cuando asperezas o puntos elevados muy pequeos en

superficies mviles hacen contacto entre ellos y generan calor de friccin hasta que uno de lospuntos elevados se adhiere al otro y se separa de la superficie en la que estaba originalmente.Como se trata solamente de puntos muy pequeos, este proceso se llama soldaduramicroscpica. Si se contina la operacin de ese componente, el contacto entre las superficiesaumenta y reas ms amplias pueden fundirse y adherirse. Las temperaturas de adhesinpueden alcanzarse en cuestin de segundos cuando las superficies estn muy cargadas.

Soldadura microscpica.

Durante el desgaste adhesivo, las superficies entran fsicamente en contacto y puntos elevadosmuy pequeos hacen contacto, generan calor y se sueldan microscpicamente. Debido a que

con mucha frecuencia falta lubricante, se sigue acumulando calor hasta que se produce unfundido y una adhesin ms generalizado.

Soldadura microscpica.

Si se permite que contine la operacin bajo condiciones severas de desgaste adhesivo,aumenta el contacto y reas ms amplias pueden fundirse y adherirse.

Caracterstica de la superficie.

Entre las caractersticas de la superficie del desgaste adhesivo se encuentran:Pulido.Decoloracin y adhesin.Deformacin plstica.Colores de revenido.Fractura.

Pulido.

En las fases iniciales de desgaste adhesivo, habr pulido de las superficies y un aumento en lareflexin de la luz. A medida que las asperezas frotan unas contra otras, se calientan, se funden

microscpicamente y se separan de la superficie original, las superficies se hacen ms lisas.


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Algo de pulido ocurre normalmente durante el uso inicial de productos nuevos. En la mayora delos casos, las piezas no se daan en esta fase inicial por que lo nico que ocurre debido al

desgaste adhesivo es que las superficies se hacen ms lisas.

Decoloracin y adhesin.

En las fases intermedias del desgaste adhesivo, se observan raspaduras, ralladuras,decoloracin y adhesin. Al continuar el desgaste adhesivo, toda la superficie de contactopuede recalentarse y secciones grandes de la superficie pueden alcanzar la temperatura defusin, adherirse y separarse de la superficie original.

Deformacin plstica.

En las fases ms avanzadas del desgaste adhesivo, se observa deformacin plstica. Estoocurre cuando se alcanzan temperaturas muy altas. Estas temperaturas son tan altas que elmetal se ablanda, pierde resistencia y se deforma. Se observar un color negro de revenido,indicio de temperaturas elevadas.

Colores de revenido.

Cuando se alcanzan temperaturas muy altas en piezas de acero, se ven con frecuencia coloresde revenido. Los colores de revenido son causados por xidos metlicos que producen unagama de colores desde amarillo dorado a azul claro, azul oscuro, gris y negro.

Fracturas.

Fracturas ocurren frecuentemente como resultado del desgaste adhesivo por que la pieza hasido debilitada por las elevadas temperaturas.


La ubicacin del desgaste adhesivo puede dar informacin til acerca de por qu ha ocurridoeste tipo de desgaste. El desgaste adhesivo ocurre en las zonas de mayor contacto friccional.Pueden ser zonas de encaje muy ajustado, contacto mal alineado, cargas altas, lubricacinmarginal o altas temperaturas. En estas zonas las piezas se expanden cuando sube latemperatura, se reducen los espacios libres y zonas ms amplias de la pieza sufren desgasteadhesivo.


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Condiciones que hacen posible el desgaste adhesivo.

Las condiciones que hacen posible el desgaste adhesivo son:Problemas de las piezas.Problemas del montaje.Problemas de lubricacin.Velocidad excesiva.Cargas excesivas.

Se debe guiar por las caractersticas superficiales y por la ubicacin del desgaste paraseleccionar las condiciones que pueden haber estado involucradas.

Problemas de piezas y montaje.

Entre los problemas de piezas y de montaje se encuentran:Encaje de interferencia.Superficies rugosas.Maquinado inapropiado.

Problemas de lubricacin.

Entre los problemas de lubricacin se pueden encontrar:Bajo nivel de lubricante.Lubricante equivocado.Lubricante degradado.Lubricante demasiado caliente o fro.Conductos mal perforados o atorados.

Velocidad excesiva.

Se se permite que un vehculo baje una pendiente en neutral y su velocidad llega a serexcesiva, los engranajes conectados a la salida de la transmisin pueden alcanzar unavelocidad excesiva. Al mismo tiempo, el suministro de aceite que puede depender de lavelocidad del motor, puede ser muy bajo por que el motor est en vaco. En estas condiciones,las capas de lubricante pueden penetrarse y habr contacto entre componentes metlicos y seproducir calor y desgaste adhesivo en los dientes de engranaje y en los cojinetes.

Carga excesiva.

En arrastres prolongados saliendo de las minas con cargas plenas, se fuerza que los dientes deengranajes de los mandos finales estn muy juntos. Si las cargas llegan a ser excesivas, lascapas de lubricante no pueden cumplir su funcin y se produce contacto entre superficiesmetlicas y soldadura microscpica.


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Enumerar las condiciones que puedan haber causado el desgaste.

Despus de observar las caractersticas de la superficie, el tipo de desgaste y su ubicacin, hayque hacer una lista de las condiciones que puedan haber causado el tipo de desgaste. En elejemplo del vehculo que bajo la pendiente en neutral, se observo que la velocidad haballegado a ser muy alta lo que caus que la velocidad de los engranajes conectados a la salidade la transmisin fuera excesiva. Se observo, tambin que el suministro de aceite, que puededepender de la velocidad del motor, puede haberse reducido por que el motor estabafuncionando en vaco. Por lo tanto se identificaron las siguientes condiciones que podan habercausado el desgaste:Exceso de velocidad.Cargas excesivas.Cantidad insuficiente de lubricante.

Qu hacer a continuacin.

Las posibles condiciones que se puedan haber seleccionado indicarn qu hacer a continuacinen la bsqueda de la causa bsica. Si la informacin acerca de los engranajes de la transmisinapunta a la posibilidad de que el bajar la pendiente en neutral es la condicin con mayorprobabilidad de haber causado el desgaste, hay que estar ms interesado en obtener msinformacin acerca de la operacin y de la aplicacin. O las condiciones probables puedensugerir prcticas de mantenimiento, reparaciones anteriores o una evaluacin metalrgica de lapiezas que han fallado.


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DESGASTE TIPO EROSIVO.

El desgaste por erosin ocurre cuando partculas en movimiento chocan con las superficies quelas rodean. El desgaste por erosin puede explicarse como una accin de impacto.Generalmente las partculas son arrastradas por un fluido y son ms pesadas que el fluido.Cuando cambia la direccin en que se mueve el fluido, el momento arrastra las partculas mspesadas hacia delante y golpean contra esquinas y restricciones, causando daos en lassuperficies.

Erosin.

La erosin ocurre cuando partculas pequeas y duras en fluidos que se mueven con rapidez,golpean las superficies circundantes a latas velocidades y causan impactos y daos abrasivos.La superficie as desgastada tiene frecuentemente un aspecto granallado o mate. Los filtros ylos intervalos de cambio de filtros estn diseados para controlar el desgaste por erosin dentrode lmites aceptables.



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Las superficies erosionadas pueden tener una apariencia :

Lisa.Rugosa.Afilada.spera.Todo esto depender del tamao, la dureza y el momento de las partculas erosivas.

1- Lisa.

Partculas erosivas pequeas producen generalmente una apariencia de superficie lisa.

2 - Rugosa.

Partculas ms grandes pueden producir superficies rugosas. Si las partculas son ms grandesy tienen ms energa de impacto, la superficie ser ms rugosa.


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3- Bordes afilados.

Partculas abrasivas finas como el polvo, pueden afilar los bordes de piezas giratorias.

4- spera.

Partculas de gran tamao pueden impactar con severidad y causar caractersticas de superficiespera.


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Esta seccin tratar de la ubicacin del desgaste por erosin y cmo esta informacin puedeayudar a explicar por qu ha ocurrido el desgaste. La erosin ocurre cuando las partculas sonforzadas a cambiar de direccin, como por ejemplo en giros o en restricciones. Y donde la

velocidad de impacto sea mayor, la erosin ser ms importante.

Bordes de ataque.

Note que la hlice del motor de pesca tiene desgaste erosivo en el borde de ataque dondechoco con el fondo del ro. Los bordes de ataque estn daados por que las partculas sonobligadas a cambiar de direccin repentinamente en esa posicin.

Giros y restricciones.

Recuerde que el desgaste por erosin ocurre cuando se obliga a las partculas a cambiar dedireccin, como por ejemplo donde hay giros o restricciones. Donde la velocidad de impacto seamayor, la erosin ser ms importante.

Ejemplo. Anillo de retencin de pistn.

Si las partculas que producen la erosin son auto generadas, el dao erosivo puede ser mayoren la zona en la que se producen estas partculas. Un anillo de retencin de pasador de bielase rompe y las piezas sueltas causan erosin en la parte superior e inferior del orificio delpasador, donde fueron obligadas a cambiar de direccin.


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CONDICIONES QUE HACEN POSIBLE ESTE DESGASTE.

Las condiciones que hacen posible el desgaste por erosin son :Presencia de partculas erosivas.Las propiedades de estas partculas.Las propiedades de las superficies adyacentes.Las propiedades del fluido.La velocidad de impacto.La temperatura.

Factores variables.

Partculas pesadas causan ms dao que partculas ligeras.Partculas que se mueven a ms velocidad causan ms dao que partculas lentas.Fluidos calientes pueden moverse a velocidades a velocidades de flujo ms altas, lo queaumenta la velocidad de las partculas.Si las superficies adyacentes estn fras, son ms frgiles y se aumenta la probabilidad de quese desprendan trozos de la superficie en lugar de que se produzcan melladuras o araazos.Si un filtro o una vlvula de derivacin tiene fuga, las partculas abrasivas podrn permaneceren el sistema.Una reparacin sucia puede introducir partculas erosivas.

Cmo identificar las partculas?

Despus de identificar el desgaste por erosin, lo primero que hay que hacer es identificar laspartculas que han causado la erosin y buscar su origen.Recordar que la erosin puede generar partculas secundarias si desprende material de lasuperficie. Se necesitar una lupa de buena calidad para identificar las partculas.Se recomienda el uso de microscopio.

Inspeccionar el papel del filtro para ver si hay partculas.

Como la mayora de los filtros han sido diseados para que retengan las partculas queproducen desgaste abrasivo o por erosin, recordar inspeccionar el papel del filtro por quepuede contener algunas de las partculas que pueden identificar el problema.Los sumideros y depsitos pueden contener tambien algunas de estas partculas y puede sertil examinar muestras de fluido en caso de que las partculas estn todava en suspensin.


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Para descubrir la causa de la erosin, investigar las condiciones ms probables. Hacer una listade todas las condiciones que hayan podido causar la erosin y ponerlas en el orden que seconsidere de ms probable a menos probable. Despus reunir informacin acerca de lacondicin nmero uno en la lista, despus de la condicin nmero dos, y as sucesivamentehasta encontrar la causa de la erosin.Por ejemplo, es posible que en un anlisis tenga que investigar un filtro de mquina. Se usoel filtro correcto? Funcionaba el filtro correctamente? Se debi la erosin a problemas de laaplicacin?Existan presiones altas o restricciones? Est el sistema contaminado conpartculas erosivas? Se necesita la ayuda del laboratorio metalrgico para identificarpartculas o comprobar la integridad de las piezas?Estas son algunas de las reas en las que se puede obtener la informacin necesaria para

resolver el problema.


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DESGASTE DEL TIPO CAVITACIN POR EROSIN.

La erosin por cavitacin puede explicarse como causada por una accin de impacto. Elimpacto es causado por un fluido golpeando las superficies y no por partculas duras. Laerosin por cavitacin resulta cuando las burbujas de vapor que se encuentran en el fluido secolapsan cerca de una superficie causando chorros pequeos de fluidos a lata velocidad quegolpean contra la superficie. Esta accin ocurre principalmente en zonas en las que la presinaumenta repentinamente. Si el aumento de presin es gradual, las burbujas normalmente sehacen ms pequeas pero no se colapsan. Pero si la presin cambia repentinamente, lasburbujas pueden colapsarse hacia adentro o implosionar, enviando chorros de fluido a latavelocidad contra la superficie. Si la superficie no es lo suficientemente fuerte para resistir elimpacto del fluido, puede llegar a deformarse y agrietarse despus de una serie deimplosiones. Las grietas superficiales pueden ser debidas a fragilidad o a fatiga de la superficie.Estas grietas crecen hacia adentro, se unen unas con otras y liberan trozos de material de lasuperficie formando picaduras en la superficie.

Erosin por cavitacin.

La erosin por cavitacin es similar a una accin de impacto, en la que un material choca con lasuperficie de la pieza. En este caso, el material que choca con la superficie es un fluido.

Picaduras.

Las superficies ms fuertes no se agrietan. En este caso, los chorros de fluido que golpean lasuperficie contribuyen a limpiarla. Pero como las superficies limpias se corroen con ms rapidezque las superficies sucias, aumenta el desgaste corrosivo en las zonas limpias, formandopicaduras que crecen lentamente. Durante un perodo de tiempo suficiente largo, estaspicaduras se hacen ms profundas y a veces, pueden atravesar completamente el metal.

Ejemplo : esta camisa de cilindro de motor diesel funcion durante 14 meses antes de que laspicaduras causaran una fuga de refrigerante.


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Aditivos refrigerantes.

Para algunas situaciones, existen aditivos que recubren las superficies metlicas con una capaque las protege contra la erosin por cavitacin. Por ejemplo, en los sistemas de enfriamientode los motores diesel, estos aditivos recubren con una capa protectora las camisa y otroscomponentes sensibles.Las burbujas siguen estando presente y continan colapsndose, pero las superficies metlicasestn protegidas por esta capa de aditivo.


Al igual que en otros tipos de desgaste, la erosin por cavitacin produce sus propiascaractersticas superficiales. Entre los ejemplos se encuentran:

1- Grietas superficiales.2- Picaduras.3- Agujeros mellados.4- Tneles abovedados.

Grietas.

Este cojinete de biela tiene una capa superficial de plomo-estao que es blanda y ha sidoatacada por burbujas la colapsarse. Una inspeccin detallada muestra que la capa de plomo-

estao se est flexionando, agrietndose y separndose de la pieza.


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Picaduras.

La capa de aluminio es ente cojinete de biela se est agrietando y picando en una zona deaumento sbito de presin. La superficie ha desarrollado caractersticas irregulares yasperezas. Notar que a medida que se remueven partculas de aluminio de la superficie, estaspartculas causan desgaste abrasivo aguas abajo y algunas se han incrustado en la superficieblanda del cojinete.

Agujeros mellados.

La erosin por cavitacin puede formar picaduras irregulares tal como se ve en esta placa deflexin de bomba hidrulica. Una inspeccin ms detallada revela las caractersticas desuperficie mellada causada por burbujas implosionando contra la superficie de bronce. Si se

observan con ampliacin, las superficies parecen tener agujeros abovedados. Algunas veces,las superficies que han sufrido erosin por cavitacin brillan cuando se las gira bajo luz brillante.Esta caja de bomba de agua brilla, lo que indica que las picaduras contienen fracturas frgiles.

Tneles abovedados.

Cuando las piezas son demasiado fuertes para deformarse y desarrollar grietas, la erosin porcavitacin puede producir un aumento de ritmo de erosin superficial localizada. Como semencion anteriormente, las camisas de cilindros de motores diesel pueden desarrollarcorrosion superficial localizada despus de muchos meses de uso. Una inspeccin detallada de

este dao superficial muestra que las implosiones y la corrosion pueden eliminar metal de lasuperficie de forma errtica, dejando agujeros mellados y abovedados.


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Se puede obtener informacin observando la ubicacin del desgaste por erosin por cavitacin.

Cojinete de cigeal.

En este cojinete de cigeal, la presin de aceite subi justo delante de esta zona de alta carga,colapsando las burbujas que haba en el aceite y golpeando la superficie. Los cambios depresin se debieron a fuerzas de combustin presionando repentinamente la capa de aceiteatrapada.

Cojinete de biela.

La erosin por cavitacin ha ocurrido cerca de la cara de separacin en este cojinete de biela.Como la erosin por cavitacin ocurre donde aumenta la presin, sabemos que la presinaument cerca de la cara de separacin. El cambio de presin se debi a cortes de alivio cercade la cara de separacin. A medida que las burbujas entran en esa zona, la presin disminuye ylas burbujas aumentan de tamao. Cuando las superficies salen de esa zona, la presin

aumenta y las burbujas pueden implosionar.


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Camisas de cilindros.

Esta camisa de cilindro de un motor diesel tiene dao por erosin por cavitacin en una bandavertical estrecha. El resto de la superficie de la camisa est en buenas condiciones. Esto indicaque hubieron burbujas en esa zona y que la presin subi repentinamente en esa rea. Lasburbujas fueron causadas por temperaturas elevadas y bajadas de presin. Los cambios depresin se debieron a vibracin de la camisa durante la combustin.

Zona de termostato.

En esta caja de termostato ha tenido una fuga a consecuencia de una picadura profundacausada por erosin por cavitacin cerca de una zona de giro agudo. La presin en esta zonadisminua y luego aumentaba repentinamente debido al cambio de direccin del flujo.


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Causas de erosin por cavitacin.

La erosin por cavitacin ocurre donde hay burbujas presentes y la presin aumentarepentinamente. Las burbujas son introducidas por aireacin o por cavitacin. Los aumentos depresin son causados por restricciones, cambios en direccin de flujo, en velocidad de flujo o encarga.

La erosin por cavitacin requiere el colapso de burbujas de vapor sobre las superficiesadyacentesHay cuatro condiciones generales que hacen posible este desgaste. Burbujas pueden entrar enfluidos en un proceso que se llama aireacin. Burbujas pueden formarse en fluidos en unproceso que se llama cavitacin. Las burbujas deben colapsarse violentamente en un procesoque se llama implosin. Y las superficies adyacentes no deben ser tan fuertes que soporten las

fuerzas normales de erosin por cavitacin.

Aireacin.

Entre las condiciones que causan aireacin podemos citar fugas de aire en tuberas de succin,bajos niveles de fluidos, operacin en pendientes escarpadas, rociado de aceite a presin yniveles altos de fluido con componentes sumergindose en el fluido.

Cavitacin.

Entre las condiciones que causan cavitacin podemos citar altas temperaturas, cadasrepentinas de presin, restricciones en las entradas de las bombas, fluidos incorrectos, cambiosrepentinos de carga y cambios repentinos en la direccin del flujo.

Implosin.

Implosin es el fenmeno en el que las burbujas se colapsan repentinamente y se lanza unchorro de fluido hacia delante. Las condiciones que causan implosin son aquellas que causanun aumento repentino de presin. Si la presin aumenta gradualmente, normalmente lasburbujas disminuyen de tamao pero no explotan.

Baja resistencia superficial.

Si una superficie tiene baja resistencia debido a causas metalrgicas, las fuerzas de erosin porcavitacin pueden producir grietas, picaduras y astillamiento


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Qu hacer?

Las causas de erosin por cavitacin suelen encontrarse en las reas de mantenimiento,operacin y aplicaciones. Algunas veces, es posible que la causa bsica sea un problema conuna pieza, pero debe asegurarse siempre que todo es normal en las reas de mantenimiento,operacin y aplicaciones antes de buscar posibles problemas en las piezas.

Niveles de fluidos.

Examinar los niveles de fluidos. Un bajo nivel de fluido puede permitir que entre aire en lastuberas de succin y podr causar erosin por cavitacin. Un nivel alto de fluido puede permitirque piezas mviles se sumerjan en el fluido e introduzcan burbujas de aire en el fluido.Determinar cunto fluido se necesita para llenar los sumideros. Luego compare el nivel de fluido

usando la varilla indicadora. Si se drena el sumidero y mide la cantidad de fluido que ha salido,se podr determinar si se ha usado una varilla indicadora, un tubo o un colector equivocados osi los niveles de fluido eran ms altos o ms bajos de lo que deberan ser.


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DESGASTE TIPO CORROSIVO.

Tcnicamente, la corrosion es una accin qumica y no una accin de desgaste. Pero debido aque la corrosion causa deterioro de las superficies de desgaste, se incluye como un tipo dedesgaste. Hay tres tipos de corrosion que se deben considerar:Corrosion general.Corrosion galvnica.Corrosion a lata temperatura.

Corrosion general.

La corrosion general ocurre generalmente cuando se dan tres condiciones:Una zona catdica.Una zona andica.Un electrolito que conecta el ctodo con el nodo.El ctodo y el nodo se encuentran a voltajes diferentes lo que causa el paso de una corrienteelctrica entre ellos, a travs del electrolito. los nodos son ms activos qumicamente que losctodos y sufren corrosion y picaduras, mientras que las zonas catdicas no sufren daos.La velocidad de la corrosion es determinada por muchos factores, incluyendo la temperatura,propiedades del electrolito, propiedades del metal, aditivos en el lubricante, grietas elmovimiento relativo entre el metal y sus alrededores.

Corrosion galvnica.

Recordar que la corrosion galvnica ocurre cuando dos metales diferentes estn conectadospor un electrolito. El metal ms activo se convierte en el nodo y el menos activo ser el ctodo.

Alta temperatura.

La oxidacin a alta temperatura no es una verdadera forma de corrosion, pero puede causar unrpido deterioro de la superficie. A medida que la temperatura se aproxima al punto d fusin,los tomos del metal se mueven con mayor rapidez y el oxigeno puede penetrar el metal hastamayor profundidad, formando depsito de xido en unos segundos.Si el metal caliente est doblado, el depsito quebradizo se separa de la superficie.

Caracterstica de la superficie.

Los metales corrodos suelen tener superficies picadas, capas de corrosion superficialescamosas o ambos tipos. Las capas superficiales pueden formar hendiduras y causar que elritmo de corrosion se acelere debajo de las escamas.


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Color identifica el tipo de metal.

Las capas de corrosion superficial suelen ser xidos metlicos y pueden tener distintos colores.Las superficies de acero o de hierro suelen desarrollar una capa de corrosion de color marrnrojizo. Las capas de corrosion de cobre y de bronce son de un color verde azulado. Las capasde aluminio suelen ser de color gris claro o blancuzco.



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La corrosion general ocurre donde el electrolito conecta el nodo y el ctodo. La corrosiongalvnica ocurre donde dos metales diferentes hacen contacto en un electrolito. La oxidacin

ocurre en zonas de temperatura elevada.

Corrosion general.

La corrosion general ocurre donde el electrolito conecta el nodo y el ctodo.Notar que la biela de arriba, la corrosion ha ocurrido donde hubo gotas de agua sobre lasuperficie. El agua proporcion el electrolito y varios componentes metlicos actuaron comoctodos y nodos.

Corrosion galvnica.

La corrosion galvnica ocurre donde dos metales diferentes hacen contacto en un electrolito.Arriba, centro, un tubo de cobre ha sido sujetado por una placa espaciadora en un ncleo deenfriador. Ha habido corrosion solamente donde el tubo de cobre estaba en contacto con laplaca.

Oxidacin a alta temperatura.

La oxidacin a alta temperatura ocurre en zonas de temperatura elevada. Las piezas de arribade turbocompresor se daaron debido a la temperatura excesivamente alta del escape. Elblindaje trmico estuvo expuesto directamente al escape caliente y se ha oxidado por

completo.


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Condiciones que hacen posible el desgaste.

Como se indico en la seccin de ubicacin del desgaste, tienen que existir tres elementos paraque ocurra corrosion:Un nodo

Un ctodo.Un electrolito.

Esto quiere decir que lo metales se pueden corroer incluso cuando estn sumergidos en fluidostales como refrigerante o aceites lubricantes.

Desgaste corrosivo.

Un medio hmedo y caliente alrededor de metales activos aumentar la velocidad a la quepuede ocurrir la corrosion. Si los electrolitos son acdicos, son mejores conductores y podrnaumentar el ritmo de la corrosion.

Como los aditivos en los lubricantes y refrigerantes estn diseados para neutralizar lascondiciones acdicas, comprobar siempre la calidad del refrigerante y del lubricante como partede la investigacin.

Depsitos en la camisa.

Generalmente las camisas de un motor diesel cuando no se usa la cantidad requerida de unaditivo anticorrosivo para cubrir y protegerla, esto producir picaduras, y los depsitos actancomo aislantes reteniendo el calor.


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Aditivos en lubricantes y refrigerantes.

Los aditivos en los lubricantes y refrigerantes estn diseados para neutralizar las condicionesacdicas alrededor de los metales activos. Esto ayudar a reducir la tasa de la corrosion.

Tabla de la serie galvnica.

Cuando dos o ms metales diferentes estn conectados por un electrolito, puede ocurrircorrosion galvnica. La serie galvnica muestra los metales en orden de actividad. Los metalesms activos actan como nodos y se corroen.

Notar que el zinc est primero en la lista y es ms activo que los otros metales. Se le conectacon frecuencia a otros metales como nodo sacrificial, consumindose para proteger a los otrosmetales contra corrosion. Si ocurre corrosion donde dos metales se tocan y uno de los metalesparece no estar afectado mientras el otro est muy corrodo, debe sospecharse que ha habidocorrosion galvnica.


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Efectos de alta temperatura.

La capa de xido de este turbocompresor nos cuenta una historia de temperaturasexcesivamente altas que han aumentado la actividad atmica del metal superficial y hanpermitido que el oxgeno penetrara a ms profundidad.

Que hacer a continuacin?

Las condiciones de la superficie, la ubicacin y el tipo de desgaste y las condiciones que hacenposible el desgaste corrosivo, ayudarn a decidir cmo obtener ms informacin acerca deldesgaste corrosivo. Para obtener informacin acerca d electrolitos, comprobar si losrespiraderos y los drenajes estn abiertos, obtener informes de anlisis de fluidos y comprobarsi hay bajas temperaturas ambiente o de operacin. Comprobar la informacin acerca de laaplicacin y del mantenimiento para ver si se han usado refrigerantes y lubricantes, o si la piezaest funcionando en un ambiente corrosivo. Se puede necesitar obtener informacinacerca de metales, ambientes que posibilitan la corrosion galvnica o temperaturas elevadas.Siguiendo un mtodo ordenado y lgico, se llegar a la causa de la corrosion.


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DESGASTE TIPO CORROSION POR FROTACIN.

La corrosion por frotacin es algo parecido a una soldadura por friccin. Ocurre cuandocomponentes que encajan muy apretado tienen que moverse unos contra otros a latafrecuencia y baja amplitud. El calor friccional que se desarrolla entre las asperezas de lassuperficies deslizantes causa soldaduras microscpicas y desgarro del metal.. estas altastemperaturas localizadas pueden oxidar y descolorar el material que se ha desplazado. En casode acero, los xidos pueden acumularse como un polvo de color marrn rojizo, una condicincomn en uniones por medio de estras secas o se pueden transferir a la a superficies metlicasadyacentes causando elevaciones superficiales de aspecto irregular.

Qu es la corrosion por frotacin.

La corrosion por frotacin es lago parecido a una soldadura por friccin. Ocurre cuandocomponentes que encajan muy apretado tienen que moverse unos contra otros a latafrecuencia y baja amplitud.

Frotacin frente a desgaste adhesivo.

No se debe confundir la frotacin o la corrosion por frotacin con el pulido que ocurre en casode desgaste adhesivo. Tanto la frotacin como la corrosion por frotacin requieren que haya unencaje ajustado con movimiento forzado y soldaduras microscpicas; el desgaste adhesivopuede ocurrir en una gran variedad de circunstancias.

Frotacin frente a pulido.

Cuando se considera frotacin, recordar; encaje ajustado, movimiento forzado y soldadurasmicroscpicas. Por otro lado, piezas que encajan con suficiente espacio pueden chocar yrozarse produciendo superficies pulidas, pero eso no es una forma de corrosion por frotacin.


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Caractersticas superficiales.

Las superficies daadas por corrosion por frotamiento pueden tener picaduras y acumulacionesde xido de forma irregular. Este dao superficial puede ocurrir tanto en ambientes corrosivoscomo no corrosivos.

Ambiente corrosivo.

En este perno de biela se han producido picaduras despus de muchas horas de desgaste deltipo de corrosion por frotamiento. Notar el color marrn rojizo en las picaduras, lo cual indicacorrosion. El agujero donde estaba colocado el perno puede contener tambien acumulacionesde xido y debe inspeccionarse bien antes de instalar un perno nuevo.

Ambiente no corrosivo.

Algunas veces, no se ven xidos de color marrn rojizo porque el ambiente no era corrosivo.Pero se ver las picaduras y las acumulaciones de xido causadas por soldadura microscpica

y desgarres..


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Ejemplos de corrosion por frotacin.

Otros ejemplos de corrosion por frotacin son este eje y la placa de flexin de la bombahidrulica..


Los sitios probables donde se puede encontrar corrosion por frotamiento sern unionesapretadas sujetas por tornillos, uniones por estras y otras reas de contacto en las que hay unacarga compresiva pesada. Cuando se encuentra corrosion por frotamiento en estas zonas, estindicando que ha ocurrido movimiento anormal y es necesario encontrar la causa.


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Condiciones que hacen posible la corrosion.

Las condiciones que hacen posible la corrosion por frotamiento son:Bajo par de apriete de los pernos.Aplicacin de altas cargas.Basura entre componentes.Acabado superficial rugoso.Fuerza de sujecin diseada baja.

Tornillera averiada.

Cmo ocurre?

Las condiciones que hacen posible la corrosion por frotamiento son aquellas condiciones quehacen que la uniones sean apretadas, pero no tan apretadas como para que lleven cargasaplicadas. La corrosion por frotamiento puede ocurrir debido a pernos que no estn bienapretados o por que se aplique una carga demasiado alta a una unin. La presencia de basuraentre los componentes y un acabado superficial rugoso son otras condiciones que tambienpueden producir corrosion por frotamiento. Es tambien posible que la fuerza de sujecin conque se diseo la pieza no era suficiente para soportar las cargas normales o que una pieza deTornillera o ms de una haya fallado, sobrecargando las piezas restantes.


Seleccionar la causa ms probable e investigar. Examinar lo siguiente:Cmo se cargaron los componentes?Acabado superficial.Tornillera que sujeta las piezas.Evidencia de otras piezas que hayan fallado.


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Puede ser tambien importante obtener informacin acerca del producto en general:Aplicacin.

Operacin.Mantenimiento.

Cundo ocurre corrosion por frotamiento?

La corrosion por frotamiento ocurre cuando dos piezas metlicas se frotan una contra otra a unafrecuencia suficientemente alta y a baja amplitud como para producir calor. Este calos hace quelas asperezas superficiales se suelden microscpicamente.

Historial de reparaciones.

Despus de investigar las causas ms probables, un repaso del historial de reparaciones de lapieza y de su uso puede dar indicaciones acerca de la causa del problema.


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DESGASTE DEL TIPO FATIGA.

El desgaste por fatiga por tensin de contacto es parecido a una accin de flexin o deagrietamiento causada cuando superficies metlicas mviles hacen contacto bajo cargascclicas. El movimiento puede ser de deslizamiento o de rodadura. Las grietas por fatiga puedendesarrollarse en la superficie o debajo de ella y terminan produciendo picaduras o astillamiento.

Contacto por deslizamiento.

Cuando dos superficies se deslizan una contra otra, se desarrollan tensiones que puedencausar la aparicin de grietas en la superficie. A medida que las grietas se extienden y se unen,se desprende algo de material superficial y se forman picaduras. Cuando se pueden ver laspicaduras en la superficie, las grietas han progresado hasta una mayor profundidad que lo queindican las picaduras.

Contacto por rodadura.

El contacto por rodadura hace flexionar la superficie produciendo una accin de cizalle dentrode la pieza. Las grietas suelen comenzar en una inclusin interna y crecen hacia la superficie.Las grietas por debajo de la superficie suelen ser muy extensas antes de que ocurra dao en lasuperficie. Esto permite que trozos grandes de material se separen del componente, un procesoque se llama desconchado o astillamiento. Cuando las grietas comienzan cerca de la interfazdel ncleo de la caja, se llama triturado de la caja.

CARGAS CCLICAS.

Superficies metlicas deslizndose una contra otra pueden causar grietas en el metal, quepueden convertirse en picaduras.Superficies metlicas rodando una contra otra pueden hacer que el metal flexione y luego seagriete, causando finalmente desconchado o astillamiento.El desgaste por fatiga por tensin de contacto es causado por la aplicacin de cargas cclicas

Caractersticas superficiales.

La fatiga por tensin de contacto por deslizamiento y por contacto por rodadura tienen cadauna caractersticas superficiales distintas.


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Deslizamiento.

Las superficies de los cojinetes de biela estn sometidas a repetidas cargas de deslizamiento.Despus de millones de ciclos de carga, pueden producirse grietas y picaduras en las capassuperficiales debidas a fatiga por tensin de contacto.

La capa de aluminio de este cojinete desarrollo grietas superficiales que progresaron hacia

adentro. A medida que las grietas se iban uniendo, se caan trozos de la superficie y seformaban picaduras que se extendan cada vez a mayor profundidad. Finalmente, uno de loscojinetes daados fall por completo.

Ondulaciones y picaduras.

En piezas duras como el diente de engranaje de arriba, la tensin por contacto de deslizamientopuede causar flujo plstico o permanente de la superficie, una condicin que se llamaondulamiento. Cargas de deslizamiento ms severas pueden causar grietas superficiales ypicaduras localizadas. Si contina la operacin, las picaduras pueden ensancharse y hacersems profundas. En dientes de engranaje, la fatiga por tensin de contacto de deslizamiento

suele comenzar en la parte baja del diente y crece hacia arriba, produciendo picaduras en formade V como las que se muestran.

Rodadura.

Una tensin excesiva por contacto por rodadura hizo que la superficie de estos dientes deengranajes se flexionara hacia adentro, comenzando grietas de fatiga debajo de la superficie enla interfaz, entre la superficie dura y el ncleo ms blando. Las grietas crecieron hacia fuera yalcanzaron la superficie.


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Triturado de la caja.

Con el continuo uso, trozos grandes de la superficie se astillaron, exponiendo la superficierugosa y fracturada que hay debajo. Esto se denomina triturado y ocurre tambien si los ncleosson muy blandos o las cajas muy delgadas.

Astillamiento y triturado de la caja.

La fatiga por tensin por contacto de rodadura puede causar astillamiento y triturado de la caja.El astillamiento es causado por grietas que comienzan debajo de la superficie de la pieza ycrece hacia fuera. Cuando las grietas llegan a la superficie, se desprenden trozos de lasuperficie y exponen las zonas agrietadas que hay debajo.El triturado de la caja es un agrietamiento que ocurre cerca de la interfaz entre el ncleo y lacaja.


El desgaste por fatiga por tensin de contacto se encontrar en zonas de carga cclicasmximas. Al analizar el desgaste por fatiga por tensin de contacto tener en cuenta lo siguiente:Si hay mucho desgaste en una zona de carga y relativamente poco en otra, puede ser unaindicacin de que hay un problema de alineamiento.Las cargas por deslizamiento son muy sensibles a la lubricacin.


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Mal alineamiento.

Notar que la ubicacin del desgaste por fatiga por tensin de contacto est en el extremo msgrande o extremo de taln, de este diente de engranaje, donde existen las cargas de rodaduramximas. Notar tambien que ha habido muy poca carga en el extremo dela punta. Estos hechosreferentes a la ubicacin del desgaste indican que se debe investigar el alineamiento u otrascondiciones que puedan producir la sobrecarga del extremo del taln.

Condiciones que hacen posible el desgaste.

Informacin acerca de la condiciones superficiales, el tipo de desgaste y su ubicacin, ayudan aencontrar las condiciones que hayan podido causar el desgaste por fatiga por tensin decontacto. Algunas de las causas posibles de este tipo de desgaste son:

Carga demasiado grande.Lubricacin insuficiente.Mal alineamiento.Problemas de diseo o de fabricacin.

Carga demasiado grande.

Si la carga aplicada a una pieza es demasiado grande, puede ocurrir penetracin de las capasde lubricante y contacto de metal con metal.

Lubricacin insuficiente.

Si la lubricacin es insuficiente o de mala calidad, las superficies metlicas no estarnseparadas en condiciones de carga normal. Si se trabaja con un bajo nivel de aceite, se pierdela capa de aceite y se aumenta la tensin por contacto entre las superficies.

Mal alineamiento.

El mal alineamiento aumenta las cargas de deslizamiento y de rodadura en la zona de contacto.

Problemas de diseo o de fabricacin.

Si los componentes no tienen la fortaleza necesaria para soportar cargas normales, hay quepensar en un problema en el diseo o en el proceso de fabricacin.


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La ubicacin del desgaste ayudar a determinar qu investigar a continuacin.

1- Un desgaste desigual puede indicar un problema de mal alineamiento.2- Un desgaste uniforme indica que la pieza estaba alineada correctamente.3- Problemas de diseo o en la fabricacin pueden debilitar la pieza.


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manual del estudiante analisis de falla i - finning

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