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Réplicas Metalográficas (1/2)

Autor: Ricardo Montero
Curso:
10/10 (1 opinión) |1503 alumnos|Fecha publicación: 28/01/2010
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Capítulo 1:

 Introducción (1/2)

Las relaciones existentes entre microestructura-tratamiento térmico, microestructura-propiedades mecánicas, microestructura-resistencia a la corrosión hacen que el estudio de la microestructura de los metales y las aleaciones constituya una herramienta valiosa ya sea en la investigación científico-tecnológica como en el control de los materiales.

Al ser el análisis metalográfico un ensayo destructivo, creaba una seria limitación en el caso de análisis metalográfico de control o análisis de fallas en servicio. La posibilidad de proceder a un pulido local sin necesidad de destrucción de la pieza, para extracción de la muestra, fue resuelta por Pierd A. Jacquet en el año 1957. Este metalurgista francés desarrolló dos métodos que posibilitaron realizar una réplica de la microestructura del componente en estudio. Estos métodos son el pulido electroquímico "in sitú" denominado Tampón con el cual se pueden pulir la mayoría de los metales y aleaciones de uso industrial y por otro lado desarrollo un barniz de base nitrocelulósica que permite obtener una copia exacta de la microestructura metalográfica, la cual preparada adecuadamente puede ser observada en un microscopio del tipo metalográfico si detectar diferencias entre la muestra real y su negativo(réplica), luego de la preparación en laboratorio para su observación.

Electrolytic Polishing Apparatus Ellopol

Primer equipo comercial marca ELLOPOL en el mercado desde 1960.

La metalografía no destructiva al dar información sobre el estado microestructural de los componentes que trabajan a presión y temperatura por Ej: Una caldera posibilita verificar la existencia de alteraciones que dan indicación sobre comportamiento futuro de dichos elementos.

De los cambios microestructurales mediante los cuales se puede analizar la historia térmica por Ej: del acero, la esferoidización es el más utilizado para componentes de calderas, ya que está relacionado con el daño sufrido por el material en servicio. La presencia de carburos esferoidizados en aceros que originalmente poseen estructura perlítica (laminar), en pocas horas de servicio indican alteraciones del régimen térmico de trabajo y degradación del material (pérdida de sus propiedades mecánicas).

Durante la operación y mantenimiento de calderas es importante poder evaluar la integridad de sus componentes.Los ensayos de medición de espesor de estos elementos nos puede dar indicaciones sobre ciertos mecanismos de falla (Corrosión-Erosión, etc), pero no puede dar información sobre mecanismos de degradación microestructural (origen térmico) del componente en donde no existe disminución de espesores.

La técnica de metalografía no destructiva (Réplica metalográfica) aplicada a problemas de este tipo puede ser de una gran ayuda, pero siempre hay que tener en cuenta que NO EXISTE una sola técnica para la evaluación de un problema. Las técnicas de ensayos no destructivos, son complementarias y cada una tiene alcances y limitaciones.Es decir con una sola técnica no puedo evaluar y resolver un problema en un componente.Lo importante es tener el criterio de evaluar el problema y resolverlo aplicando las técnicas que corresponden.

Generalidades

Durante la operación y mantenimiento de componentes, particularmente de aquellos que trabajan en condiciones seleccionadas, es importante poder evaluar su integridad y estimar su vida residual.

Componentes en servicio

Componentes en servicio

Instalaciones en montaje. Control inicial

Instalaciones en montaje - Control inicial

Las técnicas de metalografía no destructiva aplicadas a esta clase de problemas son de una gran ayuda pues, como es sabido, se puede establecer una relación directa entre: evolución microestructural y la variación de propiedades mecánicas, en el caso de componentes en servicio pero lo ideal es evaluar el punto de partida es decir como se encuentra la microestructura de o los componentes luego del montaje antes de comenzar su operación, con un "Control Inicial"

Aplicaciones industriales y tecnológicas

Las causas más frecuentes de rotura de elementos de caldera o componentes que soportan presión y temperatura, pueden ser clasificados en tres categorías según sea su origen:

Mecánico: Relacionadas con defectos ligados a la fabricación del componente, por ejemplo: pliegues durante el proceso de laminación, que producen una disminución de la resistencia mecánica, errores en el diseño, etc.

Proceso de laminación en caliente

Proceso de laminación en caliente

Químico: Asociadas a problemas de corrosión, pudiéndose detectar por medio de las réplicas si el mecanismo de degradación del material es provocado por: corrosión bajo tensión, corrosión intergranular, corrosión fatiga o corrosión por alta temperatura.

Corrosión intergranular. Acero 18-18 antimagnético

Corrosión intergranular - Acero 18-18 antimagnético

Térmico: Producen una elevación anormal de la temperatura de trabajo del componente. La más importante es la presencia de películas no conductoras en el interior de las piezas o la localización de zonas calientes no previstas, de diversos orígenes, las cuales provocan alteraciones microestructurales localizadas.

Ampollado por Hidrógeno

Ampollado por Hidrógeno

Mecanismo generado por el H2

Mecanismo generado por el H2

Debido a la poca difusión que posee hasta el presente, esta técnica metalográfica, el ensayo de elementos de componentes que trabajan en condiciones criticas, altas temperaturas, altas presiones, medios corrosivos o con hidrógeno ha sido, fundamentalmente, la medición de espesores de pared mediante técnicas de ultrasonido.

El ensayo de ultrasonido es un primer indicio para la detección de fallas de un componente, al cual debe seguir un estudio microestructural, para una mayor estimación de las características de la falla y su posible intercambio en servicio.

Técnica de evaluación de daño

Técnica de evaluación de daño: Parámetro A, densidad de cavidades, análisis de defectos, predicción de vida basada en ensayos destructivos y no destructivos.

Capítulo siguiente - Introducción (2/2)

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