Introducción
Al finalizar este curso, podrás identificar los diferentes FENÓMENOS DE DESGASTE que se encuentran en la industria.
También tendrás una idea de los recubrimientos protectores que se pueden usar para combatir estos FENÓMENOS DE DESGASTE.
Los FENÓMENOS DE DESGASTE nunca vienen solos y los recubrimientos no siempre serán los mismos a usar.
Sistemas de desgaste
Fricción/Adhesión
Ocurre al deslizar dos superficies metálicas entre sí.
Aún la superficie más lisa tiene algún grado de rugosidad.
Las áreas de contacto se calientan al comienzo generando:
- Oxidación superficial
- Microsoldadura
Abrasión
La abrasión es la forma más común de desgaste.
Es causada por cuerpos externos moviéndose sobre una superficie.
En general son partículas minerales (arena, óxidos, etc).
Estas partículas son usualmente más duras que el metal sometido a desgaste abrasivo.
Cómo combatirla
| Seleccionando una aleación de revestimiento más dura que las partículas abrasivas. | |
| Seleccionando una aleación de revestimiento más dura que las partículas abrasivas. | |
| Seleccionando una aleación de revestimiento más dura que las partículas abrasivas. | |
| Seleccionando el tamaño, forma y estructura adecuadas de las fases duras. |
Revestimientos protectores: sistemas de revestimiento
Un sistema típico de revestimiento es la soldadura de arco eléctrico. Hay diferentes sistemas de aleaciones que ofrecen una excelente protección contra el desgaste abrasivo.
Un análisis de desgaste es necesario antes de escoger el producto de revestimiento.
El límite de los revestimientos soldados es su dureza. Si las partículas abrasivas son más duras que el revestimiento, un revestimiento reforzado puede ser la solución.
Revestimientos reforzados: sistemas de revestimiento
Los revestimientos reforzados están llenos de pequeñas partículas duras (ej. carburos) ofreciendo una excelente protección contra el desgaste abrasivo.
La resistencia de los revestimientos reforzados variará de acuerdo a la distribución de las fases duras, su orientación, su tamaño y su forma.
La distancia entre partículas duras debe ser menor que el diámetro de las partículas abrasivas.
Erosión
Es el desgaste ocasionado por una partícula que viaja en un medio líquido o en un medio gaseoso con cierta velocidad, en ambos casos las características del desgaste son muy similares.
Partículas finas golpeando una superficie dejándola con escamas.
Cómo combatirla
| Seleccionando una aleación de revestimiento más dura que la partícula abrasiva (ángulo de impacto bajo). | |
| Seleccionando una aleación de revestimiento con suficiente tenacidad en caso de un ángulo de impacto alto. | |
| Evitando ángulos de impacto entre 30° y 45° en el caso de revestimientos tenaces. | |
| Seleccionando un revestimiento con acabado superficial suave. Los revestimientos son difíciles de terminar. | |
| Áreas sujetas a turbulencia sufrirán mayor desgaste erosivo. |
Revestimientos Protectores: Sistemas de Revestimientos parte (1)
El proceso por arco eléctrico es un método típico para la aplicación de revestimientos duros, Hay diferentes sistemas de aleaciones que ofrecen una excelente protección contra la erosión.
Un análisis de desgaste es necesario antes de seleccionar el producto de revestimiento.
El límite de los revestimientos soldados es su dureza. Si las partículas sólidas son más duras que el revestimiento, la solución adecuada puede ser el uso de revestimientos reforzados o cerámicos.
Revestimientos Protectores: Sistemas de Revestimientos parte (2)
Los revestimientos reforzados están llenos de pequeñas partículas duras (ej: carburos) ofreciendo una excelente protección contra la erosión.
La resistencia de los revestimientos reforzados variará de acuerdo con la distribución de las fases duras, su orientación, tamaño y forma.
La distancia entre partículas duras debe ser menor que el diámetro de las partículas finas impactando el revestimiento.
Cavitación
La cavitación ocurre cuando un fluido se mueve relativamente a una superficie
El desgaste por cavitación envuelve los siguientes factores:
- Una diferencia en velocidad entre el fluido y el cuerpo. (1)
- Formación de una zona de baja presión. (2)
- Creación de burbujas en esta zona de mayor presión. (3)
- Migración de las burbujas a una zona de mayor presión. (4)
- Impulsión de las burbujas cerca a la superficie.
Resistencia contra la cavitación
Fatiga superficial
El desgaste por fatiga en la superficie de un cuerpo es el resultado de presión o choques cíclicos que debilitan la estructura metalúrgica.
Mecanismo:
Cambio de carga, que puede generar tanto deformación plástica, como elástica, provocando fisuras bajo la superficie.
Cuando estas fisuras empiecen a interconectarse, se desprenderán partículas del metal. Este fenómeno solo ocurre después de cierto tiempo.
¿Cómo combatirla?
| Seleccionando el material adecuado. El material ideal debe ser dúctil y duro. | |
| Seleccionando materiales homogéneos se logra mejor resistencia que con los heterogéneos. | |
| Evitando canales y otras irregularidades superficiales que conduzcan a la formación de fisuras. | |
| Siguiendo las instrucciones del fabricante y monitoreando las condiciones de operación. |
Análisis de desgaste
Análisis completo de desgaste
Debe llevarse a cabo un análisis completo antes, durante y después del trabajo de la pieza o máquina sometida al desgaste.
Antes: propiedades de diseño de la máquina o pieza
- Tipo de diseño
- Factores de servicio
- Tipo de movimiento
- Presencia de vibración
- Temperatura de trabajo
- Exposición
- Mejoras incorporadas
- Propiedades del metal base (aleación, estructura, tratamiento térmico, etc.)
Después: condiciones finales del material base desgastado
- Condiciones finales del material
- Patrón de desgaste
- Disminución total
- Fenómenos de desgaste registrados.
Durante: características de la partícula y desempeño de la máquina
- Analizar la partícula, pieza, material o acción que está atacando el normal comportamiento de la máquina. Conocer su morfología, estructura, materia, dureza y demás variables relacionadas con la partícula.
- Historia de la máquina, cuánto dura, cómo trabaja, en qué condiciones, por dónde se rompe, cómo ha funcionado, qué la ha atacado, bitácora de mantenimientos, reportes de accidentes, cómo es la dinámica del desgaste.
Análisis de desgaste/desgaste combinado
Trituradores y molinos: influencia de cuerpos opuestos
Mecanismo de desgaste
- Abrasión
- Fatiga superficial
Parámetros importantes
- Presión
- Impacto
