Curso Analisis de Falla

7/29/2019 Curso Analisis de Falla

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M O D U L O

E l e m e n t o s y D i a g n o s t i c o d e F a l l a s



INTRODUCCION.

Definición.-

El término FALLA se define literalmente, como defecto material de

una cosa que disminuye su resistencia; no responder a lo que de ella seespera, o tener algún defecto que le resta perfección.

Una pieza o un conjunto de ellas ha fallado, cuando se cumplealgunas de las 3 condiciones siguientes:

• Cuando el equipo es completamente inoperable

• Cuando aún siendo operable, no es capaz de cumplir satisfactoriamente la función de diseño

• Cuando el deterioro es tan evidente que su uso continuado es pococonfiable o inseguro, necesitándose la inmediata remoción del servicio

para su reparación o reemplazo.



CLASIFICACIÓN DE LAS FALLAS

CUALIDAD DE LA FALLA1. FALLA CATASTRÓFICA: CON ROTURA IMPREVISTA DELELEMENTO.

2. FALLA POR DEGRADACIÓN: CON REDUCCIÓN GRADUALPROGRESIVA DE LA EFICIENCIA DEL ELEMENTO ENRELACIÓN CON EL TIEMPO

3. FALLA TEMPORAL INUTILIDAD O INHABILIDAD DELELEMENTO POR UN CIERTO PERÍODO

4. FALLA PERMANENTE DURA HASTA QUE EL ELEMENTO ESREEMPLAZADO



SOLICITACIONES QUE CAUSAN FALLAS

LAS CAUSAS EXTERNAS QUE PUEDEN CAUSAR FALLASSON:

1. MECÁNICAS: FUERZAS MECÁNICAS APLICADASCÍCLICAS O NO CÍCLICAS.

2. TÉRMICAS: CAMBIO DE TEMPERATURA.

3. QUÍMICAS: CORROSIÓN, AMBIENTE (NATURALES OINDUSTRIALES) Y FLUIDOS AGRESIVOS.



MODO DE PRESENTARSE LAS FALLAS

LOS MODOS MÁS FRECUENTES DE PRESENTARSE LAFALLA SON:

1. POR FRACTURA O RUPTURA.

2. DAÑOS SUPERFICIALES.

3. POR DEFORMACIÓN EXCESIVA



DEFINICIÓN DE FRACTURA

UN ELEMENTO O PIEZA SE FRACTURA, CUANDO SE

DIVIDE EN DOS PARTES

FRACTURA Y FALLA SON CONCEPTOS DIFERENTES

SE PUEDE TENER FALLA DE UNA PIEZA SIN FRACTURA

ES MÁS, ALGUNOS ELEMENTOS DEBEN FRACTURARSE PARACUMPLIR SU MISIÓN (FUSIBLES ELÉCTRICOS, PINES DESEGURIDAD ENTRE OTROS)



FENÓMENOS DE MATERIALES RELACIONADOS CON FALLAS

FALLAS POR FRACTURA, PUEDEN PRESENTARSE POR;

• SOBRECARGA• POR FATIGA

• POR CREEP• POR CORROSIÓN• BAJO TENSIONES• FATIGA CORROSIÓN•

FATIGA CREEP• POR FRAGILIDAD DE BAJA TEMPERATURA• FRAGILIDAD POR HIDROGENO ENTRE OTROS



FALLAS POR DAÑOS SUPERFICIALES:

•

POR CORROSIÓN Y POR DESGASTE.

• FALLAS POR DEFORMACIÓN EXCESIVA: PUEDEN

PRESENTARSE POR DEFORMACIÓN PLÁSTICA, POR

SOBRECARGA, POR PANDEO, CREEP, SOBRECALENTA-

MIENTO ENTRE OTROS.



ANALISIS DE FALLAS.-

Es la disciplina que se ocupa de las formas de determinar la o lascausas primarias que han provocado una falla, con el objeto de que,una vez conocidas éstas, se puedan determinar y ejecutar lasmedidas correctivas para prevenirlas.

ORIGEN DE LAS FALLAS

Las fuentes fundamentales de fallas pueden ser:

• Deficiencias en el diseño

• Selección de materiales

• Imperfecciones del material

• Fabricación y procesamiento

• Conformado



• Montaje

• Inspección

• Ensayos• Control de calidad

• Almacenamiento y transporte

• Condiciones de servicio• Mantenimiento

• Exposiciones inadvertidas a sobrecargas

• Daño mecánico o químico en servicio

En la práctica, lo normal es que se encuentre más de unafuente contribuyendo a la ocurrencia de una falla lo que hace mascomplejo el análisis.



1. DEFICIENCIAS EN EL DISEÑO

La responsabilidad fundamental de todo diseñador

mecánico es asegurar que su diseño funcione, de acuerdo alo proyectado, durante el tiempo de vida en servicio y, almismo tiempo sea competitivo en el mercado.

El éxito en el diseño de productos competitivos puedealcanzarse mediante el reconocimiento y evaluación detodos los modos potenciales de fallas que puede controlar eldiseñador.



PARTE DEL DISEÑO

1. Dibujo de la pieza

2. Selección de los materiales

3. Evaluación de los materiales

4. Selección de los procesos de fabricación

5. Cálculos de cargas esperadas (esfuerzos de diseño) condiciones y parámetros de servicio.

6. Consideración de ambiente de servicio (relación con 2 y 3 )



DISEÑO IMPROPIO

1. DIBUJO DE PIEZA INADECUADO MALA GEOMETRÍA,

FILETES CON ALTAS CONCENTRACIÓN DE TENSIONES,CAMBIOS BRUSCOS DE VOLUMEN O SECCIONES.

2. DARLE A UN VIEJO DISEÑO UNA NUEVA FUNCIÓN SINCONSIDERAR LAS NUEVAS CONDICIONES DE SERVICIO.

3. MAL MANEJO DE MODELOS MATEMÁTICOS.

4. CRITERIOS INADECUADOS PARA LA SELECCIÓN DE

MATERIALES.

5. ERROR DE DISEÑAR BAJO BASES NO APROPIADAS (ENSAYODE TRACCIÓN UNIAXIAL) EN VEZ DE RELACIONAR EL

POSIBLE MECANISMO DE FALLA REAL CON EL ENSAYO Y LOSDATOS A UTILIZAR.



SELECCIÓN INADECUADA DEL MATERIAL.

Puede generar en las piezas fallas de los siguientes tipos:

1. FRACTURA DÚCTIL

2. EXCESIVA DEFORMACIÓN

3. FRACTURA FRÁGIL

4. FRACTURA POR FATIGA (BAJO CICLÓ, DEFORMACIÓN CÍCLICA, FATIGACORROSIÓN, FATIGA POR CONTACTO, POR ROCE)

5. FRACTURA POR ALTA TEMPERATURA (CREEP, OXIDACIÓN, FUSIÓNLOCAL, TORCIMIENTO PLÁSTICO)

6. FRACTURAS ESTÁTICAS RETARDADAS (FRAGILIDAD POR HIDROGENO,FRAGILIDAD CAÚSTICA)



OBJETIVO DEL ANÁLISIS DE FALLAS:

INDIVIDUALIZAR EL ORIGEN DE LA FALLA, LLEGAR A DECIR CUÁL ES LA CAUSA (S) Y PROPONER LAS MEDIDAS PARAELIMINAR ( O AL MENOS REDUCIR) ESAS CAUSAS QUEPRODUCEN ESTAS FALLAS, ASEGURÁNDOSE DE QUE NO

OCURRAN DE NUEVO EN SERVICIO.



CARACTERÍSTICAS GENERALES DE ANÁLISIS DE FALLA

1. EL ANÁLISIS DE FALLA DEBE CONDUCIR A

INTERVENCIONES CORRECTIVAS, DONDE SE HANORIGINADO LAS FALLAS

2. LAS INTERVENCIONES CORRECTIVAS (INFORME,

MEMORÁNDUM) DEBEN ESTAR DIRIGIDASESPECÍFICAMENTE AL PERSONAL, GERENCIA O EMPRESAIMPLICADOS.

3. EL ANÁLISIS DE FALLA ES MULTIDISCIPLINARIO (

UTILIZA CIENCIAS COMO LA FÍSICA, MATEMÁTICA,QUÍMICA Y TÉCNICAS COMO LA MICROSCOPÍA ÓPTICA,ELECTRÓNICA Y ENSAYOS DESTRUCTIVOS Y NODESTRUCTIVOS)



4. PUEDE ESTAR MOTIVADO POR RAZONES INGENIERILES OLEGALES.

5. DEBE SER PREVENTIVO, NO POSTMORTE

MÉTODO BÁSICO PARA EL ANÁLISIS DE FALLA

1. OBTENER INFORMACIÓN APROPIADA Y COMPLETA SOBRELA FALLA. ESTO INCLUYE: HISTORIA DEL ELEMENTO,FUNCIÓN HISTORIA DE SERVICIO, GENERACIÓN DEINFORMACIÓN, ENSAYOS, ANÁLISIS, CÁLCULOS

2. CREAR UNA O VARIAS HIPÓTESIS PARA LA(S) CAUSA(S) DELA FALLA. ESTA ETAPA IMPLICA ORDENAR LA INFORMACIÓN,CONFRONTAR TEORÍAS Y DATOS, APLICAR EXPERIENCIAS

DIRECTAS O INDIRECTAS. REFUTAR HIPÓTESIS HERRADAS.



ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DE LA METODOLOGÍA DELANÁLISIS DE FALLA

1.

NO EXISTE NINGÚN MÉTODO MÁGICO PARA ANALIZAR FALLAS

2. LA ÚNICA FORMULA VALEDERA PARA UN CORRECTOANÁLISIS DE FALLAS ES:

A). DETALLADA Y CUIDADOSA OBSERVACIÓN

B). INVESTIGACIÓN SISTEMATIZADA

C). APROPIADA INTERPRETACIÓN DE LOS DATOS OBTENIDOS

D). BASES TEÓRICAS FUERTES PARA EL ANÁLISIS

E). EXPERIENCIA SUFICIENTE



3. EL ANÁLISIS DE FALLA DEBE SER COMPLETO, PERO NO NECESARIAMENTE EXHAUSTIVO. SU PROFUNDIDAD

DEPENDE DE LA IMPORTANCIA DE LA PIEZA O ELEMENTOFALLADO.

CADA ANÁLISIS DE FALLA ES DIVERSO, PARTICULAR Y CONCARACTERÍSTICAS PROPIAS. NO PUEDE RESOLVERSE UN

ANALISIS DE FALLAS POR SIMPLE COMPARACION CONCASOS ANTERIORES



¿POR QUÉ UN ANÁLISIS DE FALLA?

•¿ES NECESARIO ANALIZAR UNA FALLA OCURRIDA?•

¿POR QUÉ NO SE CAMBIA LA PIEZA QUE FALLO Y LISTO?•¿POR QUÉ GASTAR TIEMPO Y DINERO ANALIZANDOFALLAS QUE YA OCURRIERON?•¿POR QUÉ REALIZAR UN ANÁLISIS DE FALLA QUE ES MÁSCARO QUE LA PIEZA FALLADA?

LA RESPUESTA ES SIMPLE

PORQUE INCREMENTA LAS GANANCIAS REDUCIENDO

COSTOS

AHORRANDO TIEMPO SALVANDO VIDA APORTANDOMEJORAS TECNOLÓGICAS AL PROCESO DONDE OCURRIÓ

LA FALLA.



¿CÓMO UN ANÁLISIS DE FALLA INCREMENTA GANANCIAS?

• EVITANDO QUE UNA NUEVA FALLA OCURRA

• LA PRÓXIMA FALLA PUEDE OCURRIR EN MENOR TIEMPO

• LA PRÓXIMA FALLA PUEDE SER CATASTRÓFICA EVITANDO

PARADAS INNECESARIAS.

• CORRIGIENDO EL PLAN DE MANTENIMIENTO EINSPECCIÓN DE LA PLANTA.

• AJUSTANDO LOS PARÁMETROS PARA EL USO CORRECTODE LAS MÁQUINAS.

• CORRIGIENDO ALGUNOS DEFECTOS DEL DISEÑO

ORIGINAL.



PRÁCTICA GENERAL DEL ANÁLISIS DE FALLA

ESTA PARTE DESCRIBE LOS PASOS, PROCEDIMIENTOSTÉCNICAS Y CRITERIOS EMPLEADOS EN LA INVESTIGACIÓNY ANÁLISIS DE FALLA OCURRIDA EN SERVICIO A PESAR DEQUE LA SECUENCIA Y CANTIDAD DE PASOS NECESARIOSESTÁ SUJETA A LAS CARACTERÍSTICAS DE CADA FALLA.

LOS PRINCIPALES PASOS QUE COMPRENDE UN ANÁLISIS DEFALLA SON LOS SIGUIENTES:

1. HISTORIA ANTERIOR 2. ESTUDIO Y ENSAYO NO DESTRUCTIVOS3. ESTUDIO Y ENSAYO DESTRUCTIVOS4. ANÁLISIS TEÓRICO DE LAS EVIDENCIAS

5. ELABORACION DEL INFORME



1. HISTORIA ANTERIOR

EVIDENCIA DOCUMENTAL (TODO LO RELATIVO AL DISEÑO,CERTIFICADOS DE ENSAYO, DATOS DE ENSAYO, ENTREOTROS)

PARÁMETROS DE SERVICIO (HISTORIA DE SERVICIO)

PARÁMETROS DE DISEÑO, CONDICIONES REALES DESERVICIO:

TEMPERATURA,

ESFUERZOS,

CONDICIONES AMBIENTALES.



Y FINALMENTE, DETALLES DE LA FALLA REPORTADOS POR EL PERSONAL DE SERVICIO.

2. ENSAYO NO DESTRUCTIVOS

EXAMEN PRELIMINAR (FOTOGRAFÍAS DE LA ESTRUCTURA,

MÁQUINA O PIEZA COMPLETA EN RELACIÓN CON EL

SISTEMA TOTAL)

SELECCIÓN DE LAS MUESTRAS, INVENTARIO DEL ÁREA DEL

DESASTRE, INSPECCIÓN VISUAL, ESQUEMA DE ZONA

FALLADA Y FOTOGRAFÍA DE ÉSTA).



EXAMEN MICROSCÓPICO. DE LAS SUPERFICIES DE

FRACTURA O FALLA, CON UN ESTEREOSCOPIO O CON UN

MICROSCOPIO DE CAMPO, EXAMEN VISUAL PARA

DETERMINAR PRESENCIA DE COLORACIÓN O CAMBIOS DE

TEXTURA, OXIDACIÓN POR PROCESO DE CORROSIÓN,

PRESENCIA DE ASPECTOS CARACTERÍSTICOS QUE

DISTINGUEN LA SUPERFICIE DE LA FALLA: LABIOS DE

CIZALLAMIENTO, MARCAS DE PLAYA, MARCAS CHEVRON,



PLASTICIDAD LOCALIZADA, HUECOS GRANDES, DAÑOSSUPERFICIALES, GRIETAS SECUNDARIAS, DIRECCIÓN DEPROPAGACIÓN DE LA GRIETA, ORÍGENES DE FRACTURA.

PRÁCTICA GENERAL DEL ANÁLISIS DE FALLA

2. ENSAYO NO DESTRUCTIVOS

• DETECCIÓN DE DEFECTOS DE SUPERFICIE Y SUBSUPERFICIALES CONEND: MAGNAFLUX, ULTRASONIDOS ENTRE OTROS.

• REPLICACIÓN TOMA DE MUESTRAS PARA MICROSCOPIA ÓPTICA Y

• ELECTRÓNICA DE ZONAS ESCOGIDAS ADECUADAMENTE.

• MEDIDAS DE DUREZA EN CAMPO



EXAMEN MICROSCÓPICO DE ANÁLISIS QUÍMICO DE

MUESTRAS DE PRODUCTOS DE CORROSIÓN Y ALGÚN OTRO

MATERIAL RECOGIDO EN LA VECINDAD DE LA FALLA.

3. ENSAYO DESTRUCTIVOS

SELECCIÓN

CORTE

IDENTIFICACIÓN

PRESERVACIÓN Y LIMPIEZA DE PROBETAS EN LAS

SUPERFICIE FALLADA Y EN LAS VECINDADES.



METALOGRAFÍA CUALITATIVA Y CUANTITATIVA PARA

DETERMINACIÓN DE:

• MICROESTRUCTURAS PRESENTES,

• ESTADO DE BORDES DE GRANO,

• CAMINO DE LA PROPOSICIÓN DE GRIETA,

• DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE

TRATAMIENTOS TÉRMICOS REALIZADOS,

• EXCESIVAS IMPUREZAS

• LIMPIEZA DEL MATERIA,



• DETERMINACIÓN DE SOBRECALENTAMIENTO ENSERVICIO.

• DESCARBURACIÓN

• TAMAÑO DE GRANO

• MICRODUREZA.



ENSAYOS MECÁNICOS.

• TRACCIÓN

• IMPACTO• FATIGA• TENACIDAD• CREEP Y OTROS

• ENSAYOS DE CORROSIÓN Y RELATIVOS A EFECTOS DELAMBIENTE NATURAL O INDUSTRIAL.

• ANÁLISIS PARA DETERMINAR LA COMPOSICIÓN QUÍMICA

DEL MATERIAL ESTUDIADO.



4. ANÁLISIS TEÓRICO DE LAS EVIDENCIAS

• ANÁLISIS DE DATOS DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Y

DESTRUCTIVOS CON IMPACTO EN LA FALLA.

• DETERMINACIÓN Y ANÁLISIS DE MECANISMOS DEFRACTURA.

• ANÁLISIS DE DATOS DE COMPOSICIÓN QUÍMICA.

• COMPARACIÓN ENTRE EL MATERIAL DAÑADO Y MATERIALSANO.

• COMPARACIÓN ENTRE MATERIAL REAL Y CONDICIONESDE DISEÑO.

•

RECURSO DE LA LITERATURA COMO COMPARACIÓN



• FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS (COTEJAR LAS HIPÓTESIS

CON EL ANÁLISIS HECHO, LOS DATOS EXISTENTES Y LAEXPERIENCIA)

FORMULACIÓN DE CONCLUSIONES

FORMULACIONES NECESARIA DE LAS RECOMENDACIONES

PRECISAS, SIMPLES ESPECÍFICAMENTE DIRIGIDAS.



5. ELABORACIÓN DEL INFORME

FORMULACIÓN DE CONCLUSIONES

FORMULACIONES NECESARIA DE LAS RECOMENDACIONES

PRECISAS, SIMPLES ESPECÍFICAMENTE DIRIGIDAS.

INFORME T CNICO



INFORME T CNICO

ÍNDICE

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

DESARROLLO EXPERIMENTALDATOS

ANÁLISIS DE DATOS

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFÍAANEXOS

Dentro de las deficiencias en el diseño se puede nombrar:



Dentro de las deficiencias en el diseño se puede nombrar:

ENTALLADURAS MECANICAS.

• La deficiencia de diseño observada con mas frecuencia y mas fácil de

evitar, es la presencia de entalladuras en puntos de altas tensiones.• Uso de cantos demasiado agudos en un cambio de sección de un eje ode un componente similar, sometido a cargas de tracción y/o de flexión,es un ejemplo típico de deficiencias de diseño.

Y con respecto a los CAMBIOS DE DISEÑO. Muchas veces se llevan acabo sin considerar la posible introducción de concentradores de tensión,

como ser:•En la forma de entalladuras

•Cambios de sección

•Chaveteros



•Perforaciones

•Roscas

•

Cualquier tipo de discontinuidad superficiales

CAMBIO DE FUNCION DE COMPONENTES.-

En muchos diseños, se cambia la aplicación de un componente, enlas que debe soportar condiciones de servicio mas severas que en laaplicación original.

Algunas de las causas mas comunes que contribuyen a las fallas en

nuevas aplicaciones son:•Campos de tensiones complejas

•Concentradores de tensiones que pudieron no haber sidoimportantes en la aplicación original.



CRITERIOS DE DISEÑO INSUFICIENTES.

En algunos casos debido a la imposibilidad de realizar cálculos de

tensiones confiables para componentes demasiados complejos, y ainformación incompleta o imprecisa acerca de las magnitudes y tipo delas cargas que actuarán sobre las piezas cuando se encuentren enservicio. (como ocurre en equipos de minería, máquinas agrícolas,equipos de excavación y movimiento de tierra, montacargas etc.)

También puede existir en los que las cargas en servicio se conozcan conexactitud y el análisis de tensiones sean extremadamente preciso, y

puede surgir deficiencias en el diseño cuando se establece la capacidad

de carga de un equipo basándose en datos de resistencia a la tracción,sin tener en cuenta la posibilidad de falla, tales como:

• fractura frágil

•

Fatiga de bajo número de ciclos



• Agrietamiento por corrosión bajo tensiones

• Corrosión

•

Corrosión –

fatiga• Creep

• Etc.

DEFICIENCIAS EN LA SELECCIÓN DEL MATERIALDebido a que la selección del material debe realizarse en relación enrelación con aspectos dimensionales y geométricos del diseño, éste

puede considerarse también como un problema de diseño.

USO INADECUADO DE LOS DATOS DEL ENSAYO DETRACCION. El uso de los datos del ensayo de Tracción normal esútil, como una rutina para verificar la calidad relativa de diferenteslotes de un material dado.

TABLA: GUIA DE CRITERIOS USADOS PARA LA SELECCIÓN DE MATERIALES



CRITERIOS DE SELECCIÓN DE MATERIALES

Dependiendo del mecanismo de falla, tipo de carga, tipo detensión, temperatura de operación se puede aplicar un criteriogeneral usado para la selección del material.

En las pocas situaciones en que la fractura dúctil o la fluenciageneralizada, a temperatura ambiente, pueda ser la condición límite

para la falla, la tensión de fluencia y la resistencia a la tracción no

solo son criterios inadecuados para evitar fallas, sino que puedenconducir a una selección insatisfactoria del material.

IMPERFECCIONES EN EL MATERIAL.- Muchas fallas tienensu origen en imperfecciones preexistentes en el material . Lasimperfecciones internas o externas reducen la resistencia global delmaterial, proporcionando la propagación de las grietas, o , como enel caso de las entalladuras, que además de hacer de concentrador

de tensiones, sirven de lugares para el ataque corrosivo por picado.

DEFECTOS DE COMPOSICION QUIMICA



DEFECTOS DE COMPOSICION QUIMICA.-

En la investigación de una falla, es conveniente un análisis quimicode rutina para verificar que el material corresponde al que se ha

especificado. Desviaciones pequeñas de la composición especificada,generalmente no son de importancia en el análisis de fallas.

DEFINICIONES DE ALGUNAS IMPERFECCIONES YDISCONTINUIDADES QUE PUEDEN PRESENTARSE EN

HIERROS Y ACEROS FUNDIDOS. Estas definiciones puedenconstituir la base para su rechazo durante las operaciones deinspección y control de calidad.

BUCLE.- Es una indentación en una pieza fundida en arena,causada por la expansión de la arena. Generalmente afecta laapariencia, pero no tienen gran incidencia en la vida en servicio.



RECHUPE.- Este defecto consisten en grandes cavidades producidas debido a ladisminución de volumen en el cambio de fase líquido – sólido. Siempre se producenal final del proceso de solidificación

POROSIDAD POR GASES.- Este defecto consiste en cavidadescausadas atrapados, tales como aire o vapor, o por la expulsión de gases disueltos,durante la solidificación.

GRIETAS CALIENTES.- Son grietas o fracturas producidas por tensiones internasque se desarrollan despues de la solidificación y durante el enfriamiento desdetemperaturas elevadas (por encima de 650 º C en la fundición gris).

INCLUSIONES.- Son materiales no metálicos insertos en una matriz metálica enestado sólido. En las fundiciones, las inclusiones comunes incluyen partículas derefractarios, escorias, productos de la desoxidación y óxidos del metal base de lafundición.

COMPONENTES CONFORMADOS



COMPONENTES CONFORMADOS.-

Los defectos mas usuales en las piezas forjadas son las siguientes.

•

Grietas. Es una abertura larga y estrecha producto de la separaciónde dos materiales.

• Líneas de flujo plástico. Es la trayectoria seguida por una pequeña partícula suspendida en el fluido. Las líneas de flujo también se llaman

apropiadamente líneas de corriente• Pliegues. Doblez que resulta en cualquiera de aquellas partes en queuna cosa flexible deja de estar lisa o extendida.

• Cavidades por contracción. Vacío, hueco en un cuerpo sólido

• Anisotropía, Es la diferencia de propiedades en distintas direcciones

TRATAMIENTOS TERMICOS INADECUADOS.



Los T.T son fuentes generadoras de fallas en servicio. Tales son loscasos de procesos de conformado, endurecimiento superficial(cementado) y tratamientos térmicos, tales como:

• Recocido

• Temple

•

Revenido

El endurecimiento superficial puede comprometer la tenacidad ganadamediante una adecuada selección del material. Por ejemplo una entalla

muy aguda en un componente de acero que requiere buena tenacidad, nodebe ser cementada o nitrurada. Si se requiere endurecer superficialmente el componente, el área de la entalladura debe protegerse

para evitar la penetración del carbono o nitrógeno

C d l t t i t té i d d di lt b



Cuando los tratamientos térmicos de aceros de medio y alto carbonose realizan sin una protección adecuada, se produce descarburación que

puede dar origen a fallas por:

FatigaDistorsión de componentes pequeños

Desgaste

La descarburación es especialmente perjudicial para la vida en serviciode : resortes , ejes pequeños, en los cuales las tensiones en lasuperficie suele ser bastante altas.

Los medios de enfriamiento muy severos favorecen la profundidad deendurecimiento.

L di d t l d f i d d d



Los medios de temple usados con mayor frecuencia y ordenados demayor a menor severidad de temple son los siguientes:

• Soluciones cáusticas

• Salmuera

• Agua

• Aceite

• Aire

La selección del programa de tratamientos térmicos, medios de templey del programa de revenido, está determinado por los siguientes

factores:1. La dureza y propiedades requeridas por el componente para dar la

mejor vida en servicio; ésta puede determinar una microestructuraespecífica.



•El acero seleccionado para el componente, lo cual determinaimplícitamente la naturaleza del tratamiento para obtener las

propiedades deseadas.

•El diseño del componente en relación con el endurecimiento y procesos posteriores al tratamiento térmico.

•El equipo disponible en algún taller específico para realizar la labor.

•

La producción económica de las operaciones en relación a lascondiciones del taller específico.

PROCESOS DE SOLDADURA



PROCESOS DE SOLDADURA.-

Las uniones soldadas constituyen la causa fundamental de muchasfallas en servicio, las cuales, generalmente se producen de formacatastróficas.

Los procesos de soldadura pueden ser iniciadores de fallas debido a

una gran variedad de mecanismos, a menos que se tomen las precauciones adecuadas para el proceso, es decir:

• Elección del material de aporte

• Parámetros de operación del proceso (cantidad de corriente,

polaridad,etc.)

• Tratamientos térmicos antes y después del proceso.

R d l i d ld d d l f á



Respecto del proceso mismo de soldadura, uno de los factores máscomunes asociados con fallas de soldadura, es la introducción deimperfecciones tales como:

Porosidad

Fusión incompleta

Socavaciones

Inclusiones

Cebado del arco

Puntos duros

Los cuales actúan como fuentes iniciadoras de grietas y proporcionarán caminos expedito para su propagación posterior

Las fallas de piezas soldadas en general pueden agruparse en dos



Las fallas de piezas soldadas, en general, pueden agruparse en dosclases:

Las que son rechazadas durante la inspección y ensayos mecánicos

Las que se descubren en servicio, debido a la incapacidad de lasoldadura para continuar cumpliendo su función de diseño.

ALGUNOS DEFECTOS DE SOLDADURA MAS HABITUALES,PRODUCIDOS EN EL PROCESO MISMO.

Cebado del Arco.

DescolgadurasGrietas

Agrietamiento en el material base

Cráteres de soldadura





Falta de fusión

Falta de penetración

Solape

Inclusiones de escoria.

DEFECTOS DE MONTAJE

Las deficiencias de este tipo, la mayoría delas veces provienen deespecificaciones de montaje existentes, imprecisas o incompletas,

pero también suelen producirse por errores o descuido de losoperarios.

a) Especificaciones inadecuadas de procedimientos de montaje

b) Desalineamiento y desbalanceo.- De ejes, engranajes, rodamientos

Poleas, bujes, sellos y acoplamiento, es generalmente, un factor que



j y p g qcontribuye a las fallas en servicio.

CONDICIONES DE SERVICIO INAPROPIADAS.

La operación de equipos bajo condiciones anormalmente severas develocidad, carga, temperatura y ambiente químico o sin planes demantención, inspección y monitoreo, resulta ser una de las mayorescontribuciones a la ocurrencia de fallas en servicio.

PARTIDA Y DETENCION.La partida de un equipo, especialmente complejo, que son puestos enoperación por primera vez, o también cuando el equipo ha sido detenido

para efectuar mantenimiento, o porque la operación intermitente es el

procedimiento normal, es una fase de la operación especialmente crítica.

Curso Analisis de Falla

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