Análisis de Fallas - Fallas por Desgaste

Summary

El 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.