Análisis de Fallas - Fallas por Desgaste
Summary
TLDREl guion del video discute los factores principales de fallas en sistemas industriales, como el desgaste por desgaste, corrupción, oxidación a altas temperaturas, fatiga mecánica y daño por hidrógeno. Expone cómo estos procesos, que incluyen abrasión, adhesión, corrosión química y electroquímica, afectan la integridad de los materiales y resultan en significativas pérdidas económicas. Se enfatiza la importancia de las acciones de mantenimiento para prevenir y controlar estos fenómenos, citando casos de fallas en aeronaves debido a la fatiga y la corrosión.
Takeaways
- 🔧 La desgaste en sistemas industriales es una de las principales causas de fallas, relacionadas con corrupción, oxidación a altas temperaturas, desgaste y fatiga, lo que conlleva a pérdidas significativas en costos operacionales.
- 💰 Aproximadamente el 25% de los costos operacionales de las plantas están asociados a acciones de mantenimiento, destacando la importancia de la prevención y reparación de desgaste.
- 🛠 El desgaste mecánico es causado por factores mecánicos, térmicos y químicos, y puede manifestarse a través de la abrasión o adhesión, afectando la integridad de las superficies de los materiales.
- 🔨 La fatiga es un proceso de degradación que ocurre cuando un material se somete a cargas cíclicas, lo que puede resultar en fallas incluso por debajo de la resistencia a la tracción del material.
- ✈️ Un ejemplo de fatiga es la falla de los fuselajes de aeronaves, causada por la presurización y el uso de materiales delgados en componentes como ventanas, lo que llevó a accidentes en los años 50.
- 🔥 La corrosión es una destrucción de materiales por interacción con el ambiente, y puede ser química, electroquímica o por oxidación a altas temperaturas, afectando las propiedades mecánicas del material.
- 🌐 La corrosión representa una carga económica significativa, alcanzando hasta el 5% del PIB en países industrializados, y es crucial para su control y prevención en industrias como la petrolera.
- 🛡️ Para prevenir la corrosión, se pueden aplicar métodos como recubrimientos, protección catódica, protección a nodica e inhibidores de corrosión, asegurando su correcto funcionamiento.
- ⚔️ El daño por hidrógeno ocurre cuando los iones H+ penetran y difunden a través de la estructura cristalina del metal, causando distorsión y potencial agrietamiento o embollo.
- 💥 El empollamiento por hidrógeno es un proceso en el que los iones H+ se reagrupan formando burbujas de H2 dentro del material, lo que puede causar daños prematuros y fallas.
- ⏹️ La erosión es el proceso de eliminación de metal por la incidencia de partículas sólidas sobre una superficie, donde el ángulo de incidencia de las partículas es un factor clave en el grado de desgaste.
Q & A
¿Cuáles son las principales causas de fallas en sistemas industriales debido a desgaste?
-Las principales causas de fallas por desgaste en sistemas industriales incluyen corrupción, oxidación a altas temperaturas, desgaste mecánico y fatiga, lo que conlleva a pérdidas significativas en términos de reposición de componentes y reparación de equipos.
¿Cuánto del costo operativo de las plantas se asocia con acciones de mantenimiento?
-Aproximadamente el 25 por ciento de los costos operacionales de las plantas se encuentran asociados a acciones de mantenimiento.
¿Qué es el desgaste mecánico y cómo se produce?
-El desgaste mecánico es el daño producido en la superficie o material debido a factores mecánicos, térmicos y químicos. Puede ocurrir por abrasión, como el efecto de corte de un material duro y agudo a través de la superficie de un material más suave, o por adhesión, donde los enlaces superficiales se rompen y se transfieren de la superficie blanda a la más dura.
¿Qué es la fatiga y cómo afecta a un material sometido a cargas fluctuantes?
-La fatiga es el fenómeno de degradación que se produce cuando un material es sometido a cargas cíclicas o fluctuantes. Inicia con la formación de una grieta en la superficie de la pieza y puede causar falla incluso a un valor de esfuerzo menor que su resistencia a la fractura después de ser cargado un determinado número de ciclos.
¿Cómo pueden causar daños en aeronaves el uso de materiales delgados y la presurización cíclica?
-El uso de materiales delgados en aeronaves, combinado con la presurización cíclica, puede causar daños por fatiga del metal, lo que ha llegado a provocar accidentes aéreos, como se menciona en el caso de las aeronaves Comer de Havilland.
¿Qué es la deformación por flujo y cómo se relaciona con las temperaturas altas?
-La deformación por flujo es la deformación lenta y progresiva producida bajo el efecto combinado de esfuerzo y temperaturas elevadas. Es mayor cuando el material está a una temperatura superior al 40% del punto de funcionamiento, medido en grados kelvin.
¿Cuál es la importancia de la corrosión en términos económicos para los países industrializados?
-La corrosión alcanza hasta el 5 por ciento del producto interno bruto en los países industrializados, lo que muestra su impacto significativo en la economía.
¿Qué es la oxidación a altas temperaturas y en qué industrias se encuentra?
-La oxidación a altas temperaturas es una forma de corrosión que ocurre en presencia de gases secos y ciertas presiones, y se encuentra en industrias como la petrolera, donde se encuentran ambientes con monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno y agua, y oxígeno.
¿Cómo ocurre la corrosión electroquímica y en qué condiciones se da?
-La corrosión electroquímica ocurre a temperatura ambiente y requiere la presencia de un electrolito, un medio que permite el intercambio iónico en el material. Se da una reacción anódica en una parte del metal donde se liberan electrones y una reacción catódica en otra zona donde se aceptan dichos electrones.
¿Qué es el daño por hidrógeno y cómo afecta a la estructura metálica?
-El daño por hidrógeno ocurre debido a la interacción de la molécula H+ con la superficie metálica. Estos iones pueden penetrar y difundir a través de la estructura cristalina del metal, produciendo daños como la fragilización y el empollamiento por hidrógeno, que incluyen agrietamiento y formación de burbujas internas.
¿Qué es la erosión y cómo está relacionada con el ángulo de incidencia de partículas sobre una superficie metálica?
-La erosión es el proceso de eliminación de metal provocado por la incidencia de partículas sólidas sobre una superficie. El grado de desgaste por erosión tiene una relación directa con el ángulo de incidencia de las partículas respecto a la superficie, lo que afecta la intensidad y la extensión del daño.
Outlines
🔧 Desgaste y Fatiga en Sistemas Industriales
El primer párrafo aborda las principales causas de fallas en sistemas industriales, que incluyen corrupción, oxidación a altas temperaturas, desgaste mecánico, fatiga y la influencia térmica. Se menciona que aproximadamente el 25% de los costos operacionales están asociados a acciones de mantenimiento. El desgaste mecánico se produce por factores mecánicos, térmicos y químicos, y puede ser por abrasión o adhesión. La fatiga se refiere a la degradación de un material sometido a cargas fluctuantes, lo que puede llevar a la formación de grietas y falla incluso a esfuerzos menores a la resistencia a la fluencia. Se da un ejemplo de fatiga en la aviación, donde el metal del fuselaje de aeronaves se deteriora por los ciclos de presurización. La termal influencia y la corrosión también se discuten, destacando que la corrosión puede ser química, electroquímica o por oxidación a altas temperaturas, y afecta significativamente a la economía industrial.
💦 Daño por Hidrógeno y Erosión en Metales
El segundo párrafo se enfoca en el daño por hidrógeno y erosión en metales. El daño por hidrógeno ocurre cuando los iones H+ se concentran en la red cristalina del metal, causando distorsión y agrietamiento bajo esfuerzos de atracción. El empollamiento por hidrógeno se produce cuando los iones H+ se reagrupan formando moléculas H2, lo que genera burbujas internas y falla prematura del material. La erosión se describe como la eliminación de metal por la incidencia de partículas sólidas sobre una superficie, y se destaca que el grado de desgaste está directamente relacionado con el ángulo de incidencia de las partículas. Este párrafo resalta la importancia de comprender estos procesos de degradación para mejorar la resistencia de los materiales y reducir las fallas en aplicaciones industriales.
Mindmap
Keywords
💡Desgaste
💡Fatiga
💡Corrosión
💡Oxidación a altas temperaturas
💡Corrosión electroquímica
💡Daño por hidrógeno
💡Erosión
💡Mantenimiento
💡Desgaste mecánico
💡Afluencia
💡Protección catódica
Highlights
Las fallas por desgaste en sistemas industriales están relacionadas con problemas de corrupción, oxidación a altas temperaturas, desgaste mecánico y fatiga, lo que conlleva a pérdidas significativas en costos operacionales.
Aproximadamente el 25% de los costos operacionales de las plantas se asocian con acciones de mantenimiento debido a fallas por desgaste.
El desgaste mecánico es causado por factores mecánicos, térmicos y químicos, y puede manifestarse a través de la abrasión o adhesión.
La abrasión produce ralladuras y deformación plástica en la superficie de materiales más suaves por el efecto de corte de materiales duros.
La adhesión en el desgaste mecánico implica la transferencia de material de una superficie a otra, causando daños en la superficie blanda.
La fatiga es un fenómeno de degradación que ocurre cuando un material es sometido a cargas cíclicas, lo que puede resultar en la formación de grietas y fallas estructurales.
La corrupción térmica es una deformación lenta y progresiva causada por el efecto combinado de esfuerzo y temperaturas elevadas.
La corrupción electroquímica ocurre a temperatura ambiente y requiere la presencia de un electrolito para el intercambio iónico, causando daños en la estructura metálica.
La corrupción por hidrógeno se produce por la interacción de moléculas de hidrógeno con la superficie metálica, lo que puede causar fragilización y empollamiento del metal.
La erosión es el proceso de eliminación de metal causado por la incidencia de partículas sólidas sobre una superficie, con el grado de desgaste dependiendo del ángulo de incidencia de las partículas.
La oxidación a altas temperaturas es una forma de corrupción que se da en presencia de gases como el monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno y agua.
La importancia de los mecanismos de falla en la industria se refleja en que la corrupción en los países industrializados puede representar hasta el 5% del producto interno bruto.
Para el control y prevención de la corrosión, es fundamental verificar que los métodos seleccionados, como recubrimientos o protección catódica, funcionen correctamente.
Los daños por hidrógeno pueden causar agrietamiento en el material debido a la concentración de iones H+ en zonas de la red cristalina.
El empollamiento por hidrógeno se produce cuando los iones H+ se reagrupan formando moléculas H2, lo que genera burbujas internas y causa daño prematuro en el material.
La erosión es un proceso de desgaste que se ve directamente influenciado por el ángulo de incidencia de partículas sólidas sobre la superficie metálica.
Transcripts
fallas por desgaste en sistemas
industriales las principales causas de
paguera les están relacionadas con
problemas de corrupción oxidación a
altas temperaturas
desgaste y fatiga lo que conlleva a
pérdidas significativas asociadas a la
reposición de componentes y reparación
de equipos aproximadamente el 25 por
ciento de los costos operacionales de
las plantas se encuentran asociados a
acciones de mantenimiento
el desgaste mecánico es el daño
producido en la superficie o material
debido a factores mecánicos térmicos y
químicos esta degradación puede ocurrir
por abrasión como el efecto de corte de
un material duro y agudo a través de la
superficie de un material más suave
puede formar ralladuras
profundas cuando las partículas penetran
en la superficie originando deformación
plástica y arrancando viruta como se ve
en pantalla también el desgaste puede
ocurrir por adhesión en este caso los
enlaces superficiales se rompen
transfiriendo de la superficie blanda a
la más dura
asimismo pueden existir otro proceso de
degradación involucrado
fatiga se entiende por fatiga el
fenómeno de degradación que se produce
cuando un material es sometido a cargas
psíquicas o fluctuantes suele iniciarse
con la formación de una grieta en la
superficie de la pieza cuando un
material está sometido pastilla puede
fallar a un valor de esfuerzo menor que
su resistencia a la fluencia después de
ser cargado un determinado número de
ciclos
un ejemplo de fatiga se tiene con las
imágenes presentan en pantalla estas
corresponden al comer dehavilland estas
aeronaves después de pocos años en
servicio empezaron a sufrir daños en el
fuselaje debido a la fatiga del metal
ocasionada por los siglos de
presurización combinado con el delgado
material utilizado en las ventanas
rectangulares llegando a provocar dos
accidentes aéreos en los años 50
termo influencia es la deformación lenta
y progresiva producida bajo el efecto
combinado de esfuerzo y temperaturas
elevadas la afluencia es mayor cuando el
material está a una temperatura superior
al 40% el punto de función medido en
grados kelvin
corrosión es la destrucción de los
metales y elecciones por interacción con
el medio ambiente que lo rodea y puede
ser de tipo química también conocida
como oxidación altas temperaturas o
electroquímica este fenómeno ocasiona
pérdida de las propiedades mecánicas en
materiales ya que el óxido no tiene la
misma capacidad de soportar esfuerzos
que el metal para tener una idea de la
importancia este mecanismo de falla en
hacer referencia que los constructor
corrosión en los países industrializados
alcanzan hasta el 5 por ciento del
producto interno bruto
la oxidación ocurre a altas temperaturas
y en presencia de gases secos
determinadas presiones tiene lugar en
ambientes con presencia de monóxido y
dióxido de carbono hidrógeno y agua y
oxígeno
este tipo de corrosión se puede
encontrar en industrias como la
petrolera
por su parte la corrosión electroquímica
ocurre a temperatura ambiente y requiere
la presencia de un electrolito es decir
un medio que permite el intercambio
iónico en el material para este tipo de
corrosión cde debe ocurrir una reacción
a nodica en una parte del metal de modo
que se dan los electrones y una reacción
catódica en otra zona en la que se
acepten dichos electrones desde el punto
de vista del mantenimiento se debe
verificar que los métodos seleccionados
para el control y prevención de la
corrosión ocurra o funcionen de manera
correcta sea la aplicación de
recubrimientos protección catódica
protección a nodica inhibidores de
corrupción entre otros
daño por hidrógeno ocurre debido a la
interacción de la molécula h más con la
superficie metálica esta molécula puede
disociarse formando iones h más los
cuales por su diminuto tamaño pueden
penetrar la estructura cristalina del
metal y difundir a través de la misma
produciendo los daños conocidos como la
fragilización y el empollamiento por
hidrógeno
la fragilización por hidrógeno en este
caso se tiene que los iones h más se
concentran en zonas de la red cristalina
creando una distorsión de la misma al
aplicarse esfuerzos como los de
atracción el material sufre
agrietamiento
en el empollamiento por hidrógeno una
vez que los iones h más difunden a
través de la red cristalina éstos pueden
reagruparse nuevamente formando una
molécula h2 sin embargo al ser ésta más
grande que los iones originales ports de
cada uno de ellos por separado se
produce una burbuja en el interior del
material como las que se aprecian en
pantalla generando el daño prematura y
produciendo de esta manera la falla
erosión es el proceso de eliminación de
metal provocado por la incidencia de
partículas sólidas sobre una superficie
el grado de desgaste tendrá una relación
directa con el ángulo de incidencia de
las partículas respecto a la superficie
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