Análisis de falla “Desgaste”
Des aste • • • •
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El desgaste es la perdida progresiva del material de la superficie debido a movimiento re ativo y e contacto e as super icies. Los distintos equipos tienen muchos componentes que se desgastan al hacer su trabajo, por lo que es necesario reemplazarlos periódicamente. erram en as e cor e es un uen e emp o e e o. Las piezas al interior de los componentes se desgastan más lentamente pues están “protegidas” , de desgaste aumentan. Al conocer la condición anormal se podrá anticipar a la falla. , acelerado la falla.
Des aste • • • •
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El desgaste es la perdida progresiva del material de la superficie debido a movimiento re ativo y e contacto e as super icies. Los distintos equipos tienen muchos componentes que se desgastan al hacer su trabajo, por lo que es necesario reemplazarlos periódicamente. erram en as e cor e es un uen e emp o e e o. Las piezas al interior de los componentes se desgastan más lentamente pues están “protegidas” , de desgaste aumentan. Al conocer la condición anormal se podrá anticipar a la falla. , acelerado la falla.
Siete Tipos normales de Desgaste •
Existe 7 tipos de desgaste que explican las fallas de desgaste: ‐
Adhesión Erosión
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Corrosión Corrosión por frotamiento Fati a de material or tensión de contacto
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1 .Desgaste Abrasivo ‐
El desgaste abrasivo, se debe imaginar como la acción de corte entre dos cuerpos. • Las superficies dañadas como resultado, son cortadas, acanaladas o ran anur uraa as • En el desgaste abrasivo entre dos cuerpos, dos superficies se deslizan una contra la otra. • n e e res cuerpos, pa parr cu as que an a rrap apaa as en re os superficies que están en movimiento •
emp emp o: esga esgaste ste abrasivo entre dos cuerpos por mal alineamiento
Abrasión entre tres cuer os
Ejemplo de desgaste abrasivo entre tres cuerpos por entrada de arena a en un cojinete de rodillo
Partículas Abrasivas • • •
Son de cualquier tipo o tamaño Ejemplo:Partículas de pintura, polvo, arena, suciedad, y virutas de metal
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Existen tres: Su erficies Pulidas Superficies Satinadas (más suaves) Superficies con cortes y ranuras ‐
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partículas
Su erficie Pulida
Ejemplo: la superficie parece espejo
Superficie Satinada • •
Partículas abrasivas un poco más grandes (arena fina) superficial satinado o un aspecto mate.
Pieza con daño causado por partículas abrasivas duras
Su erficie con Cortes Ranuras •
Partículas abrasivas duras randes arena o residuos de maquinado) pueden producir arañazos y ranuras profundas
Ejemplo cojinete de biela (superficie suave) con partículas incrustadas en la superficie
Otros ejemplos •
Melladuras o abolladuras Partículas que se incrustaron y que faltan o bien la superficie es dura (no hay incrustación), existe abolladura
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Secuencia Temporal
La incrustación ha ocurrido encima de los arañazos. Por lo tanto los arañazos ocurr eron pr mero.
Factores del Desgaste •
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onta e ncorrecto
Pieza Doblada
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a a a neac n
Distorsión (deformación)
Factores del Des aste •
Origen de las partículas: aceite Lubricación del cojinete por el centro (cortes abrasivos por el centro)
2 .Desgaste Adhesivo ‐
muy pequeños en superficies móviles hacen contacto entre ellos, generando calor de fricción hasta que uno de los ptos. Elevados se adhiere al otro y se separa de la superficie original. • or ser puntos peque os, este proceso se ama so a ura microscópica. • Si se continua la operación de la superficie aumenta y áreas más amplias pueden fundirse y adherirse. • Las temperaturas de adhesión se pueden alcanzar rápidamente con cargas elevadas.
Desgaste Adhesivo Soldadura Microscópica y Macroscópica • •
Las superficies entran en contacto físico. Puntos elevados y pequeños acen contacto, generan ca or y se sue an m crosc p camente. Al faltar lubricante se acumula el calor produciéndose un fundido y adhesión generalizado
Características de la Superficie •
Entre las características superficiales se encuentra: Pulido
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Deformación Plástica Colores de Revenido Fractura
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En la fase inicial se observa pulido de la superficie y aumento de la
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Las superficies se hacen más lisas (suele ser normal al asentarse la piezas nuevas)
Decoloración y Adhesión •
Fase intermedia, se observa: Raspaduras, rayaduras, decoloración y adhesión
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de fusión, adherirse y separarse de la superficie original.
Deformación Plástica En la fase más avanzada, debido a la alta temperatura, existe deformación plástica • Los dientes de este engranaje alcanzaros temperaturas elevadas, ablandándose, perdiendo resistencia y deformándose. • Existe también un color negro de revenido que es característico. •
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Los colores de revenido son causados por óxidos metálicos que pro ucen una gama e co ores es e amar o ora o asta azu claro; azul oscuro, gris y negro
Las fracturas son el resultado del desgaste adhesivo, debido a la debilitación de la pieza por la alta temperatura. a n e es e p s n se ca en an o que se un ya r a a • camisa del cilindro • Las altas temperaturas redujeron la resistencia del faldón y se . •
Ubicación del Desgaste Adhesivo tipo de desgaste. • El desgaste adhesivo ocurre en las zonas de mayor contacto . • Zonas de encaje muy ajustado, contacto mal alineado, cargas altas, lubricación marginal o altas temperaturas. n es as zonas as p ezas se expan en cuan o su e a empera ura, • se reducen los espacios libres y zonas más amplias de la pieza sufren desgaste adhesivo
Cojinete de bancada de cigüeñal, pu o en e centro por capa e aceite fina
Faldón del istón adherido a la camisa, desprendimiento de trozos
Condiciones ue hacen osible el des aste Adhesivo •
Las condiciones que hacen posible el desgaste adhesivo son: Problemas de la pieza Problemas del montaje ‐
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Velocidad excesiva Cargas excesivas
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Problemas de Pieza Monta e •
Entre los problemas de la pieza y del montaje se encuentran: Encaje interferencia, Superficies Rugosas, Maquinado inapropiado
Problemas de Lubricación •
Tales como: Bajo nivel de Lubricante ‐
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Lubricante degradado Lubricante demasiado caliente o demasiado frió Conductos de lubricación mal perforados o atorados
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Velocidad Excesiva
Enumeración de condiciones que Pueden Causar el esgas e •
Después de observar las características de la superficie, el tipo de desgaste y su ubicación, debe hacer una lista de las condiciones que pudieron haber causado el desgaste. Ejemplo del camión en neutral: Velocidad terrestre alta y neutral Velocidad de engranajes conectados a la salida de la transmisión alta ‐
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Por lo tanto la identificación de las causas es: Ve oc a exces va, cargas exces vas, u r cante nsu c ente.
3 .Desgaste por Erosión ‐
un fluido chocan con las superficies que las rodean • El desgaste por erosión puede explicarse como una acción de •
Las partículas son arrastradas por el fluido. Al cambiar la dirección en que se mueve el fluido, las partículas golpean contra esquinas y , .
Las partículas pequeñas y duras que se mueven con rapidez, golpean las superficies circundantes a alta velocidad causando daño abrasivo. • La superficie así desgastada tiene frecuentemente un aspecto granallado o mate. • Los filtros y la frecuencia de cambio de estos, debe controlar el •
Las superficies erosionadas pueden tener una apariencia lisa, rugosa, afilada o áspera s o epen e e ama o, ureza, y momen o e as par cu as • erosivas 1 .Lisa . 3 .Afilada 4 .Áspera •
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uper c e sa •
Partículas erosivas pequeñas generalmente producen una a ariencia de su erficie lisa
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Partículas más grandes pueden producir superficies rugosas Si las artículas son más randes tienen más ener ía de im acto la superficie será más rugosa.
Partículas finas como el polvo, pueden afilar los bordes de piezas iratorias. • Esta rueda de compresor tiene bordes muy afilados causados por desgaste por erosión •
Áspera •
Partículas de gran tamaño pueden impactar con severidad y causar características de superficie áspera.
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dañado debido al choque a alta velocidad de partículas de gran tamaño.
Ubicación del Des aste
La erosión ocurre cuando las partículas son obligadas a cambiar de dirección como por ejemplo en giros o restricciones • Donde la velocidad de impacto sea mayor, la erosión será más importante. •
Bordes de Ataque La hélice del motor de pesca tiene desgaste erosivo en el borde de ataque donde chocó con el fondo del río • Los bordes de ata ue están dañados or ue las artículas están obligadas a cambiar de dirección repentinamente en esa posición. • La erosión del patín de la bba. hdca. Está situada en el resalto exterior de retención donde las artículas son detenidas re entinamente en su movimiento hacia afuera •
Giros y Restricciones El desgaste por erosión ocurre cuando se obliga a las partículas a cambiar de dirección. on e a ve oc a e mpac o sea mayor, a eros n ser m s • importante. •
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Condiciones que hacen posible este Desgaste •
Las condiciones que hacen posible el desgaste por erosión son: La presencia de partículas erosivas Las prop e a es e estas part cu as Las propiedades de las superficies adyacentes Las propiedades del fluido La velocidad del impacto La temperatura
Factores Variables
Partículas pesadas Partículas a alta velocidad flujo mayor) Superficies adyacentes frías (probabilidad de Partículas en el sistema por filtro roto Reparación sucia
Inspeccione el papel del filtro para ver si ay part cu as
ué hacer a continuación?
¿Qué hacer a continuación? • • • •
Para descubrir la causa de la erosión: Investigue las condiciones más probables Reúna información acerca de las condiciones hasta encontrar la causa de la erosión.
Ejemplo:Si se debe investigas un filtro de máquina en una de las condiciones ¿Se usó el filtro correcto? ¿Funcionó correctamente? ¿La erosión es debida a la severidad de la aplicación? ¿Hay presiones altas o restricciones? ¿Está el sistema contaminado con partículas erosivas? ¿Se necesita ayuda del laboratorio metalúrgico para identificar piezas? Estas son algunas de las áreas en las que se puede obtener información.
Desgaste Por Erosión por Cavitación Resumen ‐
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Es una acción de impacto de fluido que golpea las superficies y no . Se produce por el colapso de las burbujas de vapor contenidas en el fluido cerca de una superficie que causa chorros de fluido a alta velocidad ue ol ean la su erficie. Esto sucede en zonas en que la presión aumenta repentinamente Si el aumento de presión es gradual, las burbujas se hacen más pequeñas pero no colapsan. Si el cambio de presión es repentino (violento) las burbujas se colapsan hacia adentro (implosión) enviando chorros de fluido a alta velocidad contra la superficie que pueden terminar por desprender par e e esa super c e gr e as super c a es , es o se pue e e er a fragilidad o fatiga de la superficie.
Erosión or Cavitación •
Es similar a la acción de impacto en contra de una superficie, pero el que choca es el fluido
