FUNDAMENTOS DE DESGASTE

INTRODUCCIONLa calidad de la mayora de los

productos del metal y las

aleaciones depende de la

condicin de sus superficies y

del deterioro de la superficie

debido al uso. Este deterioro es

importante tambin en la

prctica; suele ser el factor

principal que limita la vida y el

desempeo de los componentes

de una maquina.

DESGASTE Se define el desgate como laperdida o deterioro progresivo no

intencional del material de la

superficie debido al movimiento

relativo y al contacto entre

superficies. El desgaste en una de

las influencias mas destructivas a

que estn expuestas los metales y

aleaciones. Los distintos productos

tienen muchos componentes que

se desgastan al hacer su trabajo, lo

que hace necesario remplazar esos

componentes peridicamente.

FACTORES QUE AFECTAN EL DESGASTECada forma de desgaste esta

afectada por una variedad de

condiciones, incluyendo el

ambiente, tipo de carga aplicada,

velocidades relativas de las

piezas que se acoplan, lubricante,

temperatura, dureza, terminado

de la superficie, presencia de

particulas extraas, composicin

y compatibilidad de las piezas de

acoplamiento implicadas

Medios o condiciones de trabajos especficos producen tipos especficos de

desgaste anormales

Debemos ser capaces de identificar:

localizacin del desgaste

tipo de desgaste

condiciones que produjeron el desgaste

TIPOS DE DESGASTES

Los 7 tipos de desgaste

Desgaste abrasivo

Desgaste adhesivo

Erosin

Erosin por cavitacin

Corrosin

Corrosin por frotacin

Fatiga por contacto

DESGASTE ABRASIVOEl abrasivo ocurre

cuando partculas duras

se deslizan o ruedan

bajo presin a travs de

una superficie, o

cuando una superficie

dura se frota a travs de

otra. Las partculas

desgastadas por

rozamiento del objeto

mas duro tienden a

rasguar o acanalar al

material mas suave

El desgaste abrasivo puede

imaginarse como una accin

de corte. Las superficies

daadas como resultado de

desgaste abrasivo son

cortadas, acanaladas o

rasuradas. Si existe una capa

de lubricante, se podr

eliminar o reducir la

produccin de calor y el

desgaste de la superficie. En

el desgaste abrasivo entre

dos cuerpos, dos superficies

se deslizan una contra otra.

Partculas abrasivas

son partculas de

cualquier tipo o

tamao que sean tan

duras o ms duras

que la superficie que

se desgasta. Suelen

ser partculas de

material abrasivo de

discos de esmerilar,

partculas de pintura,

polvo, arena,

suciedad y virutas de

metal.

CARACTERISTICAS DE LA SUPERFICIELas caractersticas de la superficie

producidas por el desgaste abrasivo

varan dependiendo de las

condiciones abrasivas existentes.

Superficies pulidas, superficies

satinadas y superficies con cortes y

ranuras son causadas por tipos

distintos de partculas.

1. Superficies pulidas.

2. Superficies satinadas.

3. Superficies con cortes y

ranuras.

SUPERFICIE PULIDAPartculas abrasivas son pequeas

y duras, como partculas de polvo,

pueden entrar en la mayora de los

sistemas y producen cortes y

araazos finos que dejan una

apariencia pulida.

Noten las superficies que parecen

espejos en estos dientes de

engranaje. Fueron causadas

cuando entro lodo al lubricante

debido a sellos en malas

condiciones.

SUPERFICIE SATINADASon partculas abrasivas

duras un poco ms grandes

como partculas de arena

fina, producen cortes y

araazos ms grandes y

dejan un acabado

superficial satinado o un

aspecto mate.

Esta pieza muestra dao

causado por partculas

abrasivas duras. Noten la

superficie satinada.

SUPERFICIE CON CORTES Y RANURAS

Son partculas

abrasivas duras y

grandes, como

partculas grandes

de arena o

partculas

residuales de

maquinado,

pueden producir

araazos y ranuras

profundas.

EJEMPLOS

DESGASTE ADHESIVO

El desgaste adhesivo

comienza cuando asperezas

o puntos elevados muy

pequeos en superficies

mviles hacen contacto

entre ellos y generan calor

de friccin hasta que uno de

los puntos elevados se

adhiere al otro y se separa

de la superficie en las que

estaba originalmente.

Durante el desgaste adhesivo, las

superficies entran fsicamente en

contacto y puntos elevados muy

pequeos hacen contacto, generan calor

y se sueldan microscpicamente.

Debido a mucha frecuencia, falta

lubricante, se sigue acumulando calor

hasta que se produce un fundido y una

adhesin mas generalizados.

Si se permite que continu la

operacin bajo condiciones

severas de desgaste adhesivo,

aumenta el contacto y reas

ms amplias pueden fundirse

y adherirse.

CARACTERISTICAS DE LA SUPERFICIE

Entre las caractersticas

superficiales del

desgate adhesivo se

encuentran:

1. Pulido.

2. Decoloracin y

adhesin.

3. Deformacin

plstica.

4. Colores de revenido.

5. Fractura.

PULIDO En las fases iniciales dedesgaste adhesivo, se observa

pulido de la superficie y un

aumento en la reflexin de la

luz. A medida que las

asperezas frotan unas con

otras, se calientan, se funden

microscpicamente y se

separan de la superficie

original, las superficies se

hacen mas lisas. Las piezas

no se daan en esta etapa por

que lo nico que ocurre es

que la superficie se hace mas

liso.

DECOLORACION Y ADHESIONEn las fases intermedias del

desgaste adhesivo, se

observan raspaduras,

ralladuras, decoloracin y

adhesin. Al continuar el

desgaste adhesivo, toda la

superficie de contacto puede

recalentarse y secciones

grandes de la superficie

pueden alcanzar la

temperatura de fusin,

adherirse y separarse de la

superficie original.

DEFORMACION PLASTICAEn las fases mas avanzadas del

desgaste adhesivo, se observa

deformacin plstica. Esto ocurre

cuando se alcanzan temperaturas

muy altas.

Los dientes de este engranaje han

alcanzado temperaturas muy altas

que se han ablandado, han perdido

resistencia y se han deformado. Esto

ha producido interferencia entre los

dientes y causado ms deformacin

plstica. Se puede observar tambin

el color negro de revenido que indica

que se alcanzaron temperaturas

elevadas.

COLORES DE REVENIDOCuando se alcanzan

temperaturas muy altas

de acero, se ven con

frecuencia colores de

revenido. Los colores de

revenido son causados

por xidos metlicos

que producen una gama

de colores desde

amarillo dorado a azul

claro, azul oscuro , gris

y negro.

FRACTURAS Fracturas ocurrenfrecuentemente como

resultado del desgaste

adhesivo porque la pieza

ha sido debilitada por las

elevadas temperaturas. El

faldn de este pistn se

calent tanto que se fundi

y se adhiri a la camisa del

cilindro. Las altas

temperaturas redujeron

tambin la resistencia del

faldn y se produjo una

fractura.

CONDICIONES QUE HACEN POSIBLE EL DESGASTE ADHESIVO

Las condiciones que hacen

posible el desgaste adhesivo

son problemas de las piezas,

problemas del montaje,

problemas de lubricacin,

velocidad excesiva y cargas

excesivas. Debe guiarse por

las caractersticos superficiales

y por la ubicacin del desgaste

para seleccionar las

condiciones que pueden haber

estado involucradas.

PROBLEMAS DE PIEZAS Y DE MONTAJE

Entre los problema de piezas

y de montaje se encuentran:

Encaje de interferencia.

Superficies rugosas.

Maquinado inapropiado.

PROBLEMAS DE LUBRICACION

Entre los problemas de

lubricacin se pueden

encontrar bajo nivel de

lubricante, lubricante

equivocado, lubricante

degradado, lubricante

demasiado caliente o

demasiado fri y

conductos mal perforados

o atorados.

VELOCIDAD EXCESIVA

Si se permite que un

vehiculo baje una

pendiente en neutral, su

velocidad llega a ser

excesiva, los engranajes

conectados a la salida de la

transmisin pueden

alcanzar una velocidad

excesiva.

CARGA EXCESIVAEn arrastres prolongados

saliendo de las minas con

cargas plenas, hay componentes

que se fuerzan tanto y estn

muy juntos. Si las cargas llegan

a ser excesivas, las capas de

lubricante no pueden cumplir

su funcin y se produce

contacto entre superficies

metlicas y soldadura

microscpica.

DESGASTE POR EROSION

El desgaste por erosin ocurre

cuando partculas en

movimiento chocan con las

superficies que las rodean. El

desgaste por erosin puede

explicarse como una accin de

impacto. Generalmente las

partculas son arrastradas por

un fluido y son mas pesadas

que el fluido.

EROSION La erosin ocurre cuandopartculas pequeas y duras enfluidos que se mueven con

rapidez, golpean las superficies

circundantes a altas

velocidades y causan impactos

y daos abrasivos. La

superficie as desgastada tiene

frecuentemente un aspecto

granallado o mate. Los filtros y

los intervalos de cambio de

filtro estn diseados para

controlar el desgaste por

erosin dentro de los lmites

aceptables.

CARACTERISTICAS DE LAS SUPERFICIES

Las superficies erosionadas

pueden tener una apariencia

lisa, rugosa, afilada o spera,

dependiendo del tamao, la

dureza y el momento de las

partculas erosivas.

1. Lisa.

2. Rugosa.

3. Afilada.

4. spera.

LISAParticular erosivas pequeas

producen generalmente una

apariencia de superficie lisa.

Note las superficies lisas en

este ejemplo.

Partculas ms grandes

pueden producir superficies

rugosas. Si las partculas son

ms grandes y tienen ms

energa de impacto, la

superficie ser ms rugosa.

RUGOSA

AFILADAPartculas abrasivas finas como el

polvo, pueden afilar los bordes de

piezas giratorias. Esta rueda de

compresor de turbocompresor tiene

bordes muy afilados causados por

desgaste por erosin.

Partculas de gran tamao pueden

impactar con severidad y causar

caractersticas de superficie spera. El

extremo de los alabes de esta rueda de

turbocompresor ha sido daado de esta

forma debido a choque a alta velocidad

de partculas de gran tamao.

ASPERA

CONDICIONES QUE HACEN POSIBLE ESTE DESGASTE

Las condiciones que

hacen posible el desgaste

por erosin son la

presencia de partculas

erosivas, las propiedades

de estas partculas, las

propiedades de las

superficies adyacente, las

propiedades del fluido, la

velocidad del impacto y

la temperatura.

PARTICULAS EROSIVAS

Partculas pesadas causan mas dao que partculas ligeras.

Partculas que se mueven a alta velocidad causan mas dao

que partculas mas lentas. Fluidos calientes pueden moverse a

velocidades de flujo ms altas, lo que aumenta la velocidad

de las partculas. Si las superficies adyacentes estn fras, son

mas frgiles y se aumenta la probabilidad de que se

desprendan trozos de la superficie en lugar de que se

produzcan melladuras o araazos. Si un filtro o una vlvula

de derivacin tienen una fuga, las partculas abrasivas podrn

permanecer en el sistema. Una reparacin sucia puede

introducir partculas erosivas.

IDENTIFICAR LAS PARTICULASLo primero que hay que hacer es identificar las partculas que han

causado la erosin y buscar su origen.

Recuerde que la erosin puede generar partculas secundarias si se

desprende material de la superficie. Necesitara una lupa de buena

calidad para identificar las partculas. Se recomienda el uso de un

microscopio.

Los filtros han sido diseados para que retengan las partculas que

producen desgaste abrasivo o por erosin, recuerde inspeccionar el

papel del filtro porque puede contener algunas de las partculas que

usted esta tratando de identificar.

Los sumideros y depsitos pueden contener tambin algunas de

estas partculas y puede ser til examinar muestras de fluido en caso

de que las partculas estn todava en suspensin.

EJEMPLOS

DESGASTE POR EROSION POR CAVITACIONLa erosin por cavitacin puede

explicarse como causada por

una accin de impacto. El

impacto es causado por fluido

golpeando las superficies y no

por partculas duras. La erosin

por cavilacin resulta cuando

las burbujas de vapor que se

encuentran en un fluido se

colapsan cerca de una superficie

causando chorros pequeos de

fluido a alta velocidad que

golpean contra la superficie.

CARACTERISTICAS DE LA SUPERFICIE

Al igual que en otros tipos

de desgaste, la erosin por

cavilacin produce sus

propias caractersticas

superficiales especificas.

Entre los ejemplos se

encuentran:

1. Grietas superficiales.

2. Picaduras.

3. Agujeros mellados.

4. Tneles abovedados.

CONDICIONES QUE HACEN POSIBLE EL DESGASTE POR CAVITACION

La erosin por cavilacin requiere el colapsamiento de las burbujas

de vapor sobre las superficies adyacente.

Hay cuatro condiciones generales que hacen posible este desgaste:

Aireacin; cuando las burbujas pueden entrar en fluidos, podemos

citar condiciones como las fugas de aire en tuberas de succin,

bajos niveles de fluido, operacin en pendientes escarpadas, rociado

de aceite a presin y niveles altos de fluido con componentes

sumergindose en el fluido.

Cavitacin; cuando las burbujas colapsan violentamente. Las

condiciones que causan cavilacin podemos citar altas temperaturas,

cadas repentinas de presin, restricciones en la entrada de las

bombas, fluidos incorrectos, cambios repentinos de carga y cambios

repentinos en la direccin del flujo.

Implosin es el fenmeno en

que las burbujas se colapsan

repentinamente y lanza un

chorro de fluido hacia

adelante. Las condiciones que

causan implosin son aquellas:

un aumento repentino de

presin. Si la presin aumenta

gradualmente, normalmente

las burbujas disminuyen de

tamao pero no explotan.

IMPLOSIN

BAJA RESISTIVIDAD SUPERFICIAL

Si una superficie tiene

baja resistencia

debido a causas

metalrgicas, las

fuerzas de erosin por

cavitacin pueden

producir grietas,

picaduras y astillas.

CORROSIONLa corrosin es una

accin qumica y no

una accin de

desgaste. Pero debido

a que la corrosin

causa el deterioro de

las superficies de

desgaste, la incluimos

como un tipo de

desgaste.

La corrosin se puede definir como el deterioro o destruccin de un

material por interaccin qumica, electroqumica o metalrgica

entre el medio y el material.

CORROSION GENERALLa corrosin general ocurre generalmente

cuando se dan tres condiciones: una zona

catdica, una zona andica y un electrolito que

conecta el ctodo con el nodo. El ctodo y el

nodo se encuentran a voltajes diferentes lo

que causa el paso de una corriente elctrica

entre ellos, a travs del electrolito. Los nodos

son ms activos qumicamente que los ctodos

y sufren corrosin y picaduras, mientras que

las zonas catdicas no sufren daos.

La velocidad de la corrosin es determinada

por muchos factores, incluyendo temperatura,

propiedades del electrolito, propiedades del

metal, aditivos en el lubricante, grietas y el

movimiento relativo entre el metal y sus

alrededores.

EJEMPLO DE CORROSION GENERAL

La corrosin general ocurre

donde el electrolito conecta

el nodo y el ctodo.

Note que en esta biela la

corrosin ha ocurrido

donde hubo gotas de agua

sobre la superficie. El agua

proporciono el electrolito y

varios componentes

metlicos actuaron como

ctodos y nodos.

ALTA TEMPERATURALa oxidacin a alta temperatura no es

una verdadera forma de corrosin

pero puede causar un rpido deterioro

de la superficie. A medida que la

temperatura se aproxima al punto de

fusin, los tomos del metal se

mueven con mayor rapidez y el

oxigeno puede penetrar el metal hasta

mayor profundidad, formando un

deposito de oxido en unos segundos.

Si el metal caliente esta doblado, el

depsito quebradizo se separa de la

superficie.

EJEMPLO ALTA TEMPERATURALa oxidacin a alta

temperatura ocurre en

zonas de temperatura

elevada. Estas piezas del

turbocompresor se

daaron debido a la

temperatura

excesivamente alta del

escape. El blindaje

trmico estuvo expuesto

directamente al escape

caliente y se ha oxidado

por completo.

CARACTERISTICAS DE LA SUPERFICIELos metales corrodos suelen tener

superficies picadas, capas de corrosin

superficial escamosa o ambos tipos. Las

capas superficiales pueden formar

hendiduras y causar que el ritmo de

corrosin se acelere debajo de las escamas.

Las capas de corrosin superficial suelen

ser xidos metlicos y pueden tener

distintos colores. Las superficies de acero o

de hierro suelen desarrollar una capa de

corrosin de color marrn rojizo. Las capas

de corrosin de cobre y e bronce son de un

color verde azulado. Las capas de aluminio

suelen ser de color gris claro o blancuzco.

DESGASTE CORROSIVO

En medio hmedo y caliente

alrededor de metales activos

aumentara la velocidad a la que

puede ocurrir la corrosin. Si los

electrolitos son acclicos, son

mejores conductores y podrn

aumentar el ritmo de la corrosin.

Como los aditivos en los

lubricantes y refrigerantes estn

diseados para neutralizar las

condiciones acclicas, compruebe

siempre la calidad del refrigerante

y del lubricante.

EJEMPLO Esta camisa de cilindro de un motordiesel estaba rodeada por

refrigerante pero ocurri corrosin

y acumulacin de depsitos. No se

uso un aditivo anticorrosivo para

encubrir y proteger la camisa.

Adems del dao en forma de

picaduras, los depsitos actan

como aislantes reteniendo el calor.

Los aditivos de los lubricantes y

refrigerantes estn diseados para

neutralizar las condiciones acclicas

alrededor de metales activos. Esto

ayudara a reducir la taza de la

corrosin.

CORROSION POR FROTACION

La corrosin por frotacin es algo parecido a una soldadura por friccin.

Ocurre cuando componentes que encajan muy apretado tienen que

moverse unos contra otros a alta frecuencia y a baja amplitud. El calor

friccional que se desarrolla entre las asperezas de las superficies

deslizantes causa soldaduras microscpicas y desgarro del metal. Estas

altas temperaturas localizadas pueden oxidar y decolorar el material que

se ha desplazado.

No se debe confundir la

frotacin o la corrosin por

frotacin con el pulido que

ocurre en caso de desgaste

adhesivo. Tanto la frotacin

como la corrosin por

frotacin requieren que haya

un encaje ajustado con

movimiento forzado y

soldaduras microscpicas, el

desgaste adhesivo puede

ocurrir en una gran variedad

de circunstancias.

CUANDO OCURRE CORROSIOIN POR FROTACION La corrosin por

frotamiento ocurre

cuando dos piezas

metlicas se frotan uno

contra otra a una

frecuencia

suficientemente alta y a

baja amplitud como

para producir calor.

Este calor hace que las

asperezas superficiales

se suelden

microscpicamente.

CARACTERISTICAS SUPERFICIALES

Las superficies daadas

por corrosin por

frotamiento pueden

tener picaduras y

acumulaciones de oxido

de forma irregular. Este

dao superficial puede

ocurrir tanto en

ambientes corrosivos

como no corrosivos.

EJEMPLOS: CORROSIVO

En este perno de biela

se han producido

picaduras despus de

muchas horas de

desgaste del tipo de

corrosin por

frotamiento. Note el

color marrn rojizo

en las picaduras, lo

cual indica corrosin.

El agujero donde estaba colocado el perno puede

contener tambin acumulaciones de oxido y debe

inspeccionarse bien antes de instalar un perno

nuevo.

EJEMPLO : NO CORROSIVOAlgunas veces, no

se ven xidos de

color marrn rojizo

porque el ambiente

no era corrosivo.

Pero vera las

picaduras y las

acumulaciones de

oxido causadas por

soldadura

microscpica y

desgarres.

CONDICIONES QUE HACEN POSIBLE LA CORROSION POR FROTACION

Condiciones que hacen

posible la corrosin por

frotamiento:

Par de apriete bajo de los

pernos.

Aplicacin de altas cargas.

Basura entre componentes.

Acabado superficial rugoso.

Fuerza de sujecin diseada

baja.

Tortillera averiada.

DESGASTE POR FATIGA POR TENSION DE CONTACTO

El desgaste por fatiga por

tensin de contacto es

parecido a una accin de

flexin o de agrietamiento

causado cuando superficies

metlicas movibles hacen

contacto bajo cargas

cclicas. El movimiento

puede ser de deslizamiento

o de rodadura.

Cuando dos superficies se deslizan una contra otra, se desarrollan

tensiones que pueden causar la aparicin de grietas en la superficie. A

medida que las grietas se extienden y de unen, se desprenden algo de

material superficial y se forman picaduras.

El contacto por rodadura hace flexionar la superficie produciendo

una accin de cizalla dentro de la pieza. Las grietas suelen empezar

en una inclusin interna y crecen hacia la superficie. Las grietas por

debajo de la superficie suelen ser muy extensas antes de que ocurra

un dao en la superficie.

CARACTERISTICAS SUPERFICIALES

La fatiga por

tensin de contacto

por deslizamiento

y por contacto por

rodadura tienen

cada una

caractersticas

superficiales

distintas.

POR DESLIZAMIENTOCargas de

deslizamiento ms

severas pueden

causar grietas

superficiales y

picaduras localizadas.

Si continua la

operacin, las

picaduras pueden

ensancharse y

hacerse mas

profundas.

POR RODADURA Por contacto derodadura puede causar

astillamiento y

triturado de la caja.

El astillamiento es

causado por grietas

que comienzan debajo

de la superficie de la

pieza y crecen hacia

fuera.

El triturado de la caja

es un agrietamiento

que ocurre cerca de la

interfaz entre el ncleo

y la caja.

La carga es muy grande

Las superficies de desgaste estn desalineadas y concentran esfuerzos

normales

La calidad o cantidad de lubricante es inapropiada causando prdida de la

pelcula de lubricacin

Problemas de diseo o de fabricacin de las piezas

CONDICIONES QUE HACEN ESTE DESGASTE

LUBRICACION INSUFICIENTESi la lubricacin es

insuficiente o de mala

calidad, las superficies

metlicas no estarn

separadas en

condiciones de carga

normal. Si se trabaja con

un bajo nivel de aceite,

se pierde la capa de

aceite y se aumenta la

tensin por contacto

entre las superficies.