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FENÓMENOS DE DEGRADACIÓN EN LOS
MATERIALES
FRACTURAS POR ESFUERZO Y CORROSIÓN
Estas fracturas ocurren a esfuerzos muy por debajo del valor de fluencia del
metal, debido al deterioro por un medio corrosivo.
Las grietas por corrosión profunda y fina se producen aun cuando el metal como
un todo muestre un deterioro poco uniforme. Los esfuerzos pueden ser aplicados
externamente o ser esfuerzos residuales acumulados. Las fallas por esfuerzo y
corrosión se identifican a través de un examen microscópico del metal contiguo.
Por lo común, se observa una amplia ramificación de las grietas a lo largo de los
límites de grano. La ubicación en donde se iniciaron las grietas puede identificarse
por la presencia de un producto de la corrosión.
(Figura 1: Esquema de un metal próximo a una fractura por esfuerzo y corrosión,
que muestra las numerosas grietas inter granulares que se forman como resultado
del proceso de corrosión.)
(Jorge Luis González (1999) Metalurgia Mecánica México, México. Limusa)
DESGASTE ABRASIVO
La Norma ASTM G40-92 define el desgaste abrasivo como la pérdida de masa
resultante de la interacción entre partículas o asperezas duras que son forzadas
contra una superficie y se mueven a lo largo de ella. La diferencia entre desgaste
abrasivo y desgaste por deslizamiento es el grado de desgaste entre los cuerpos� �
involucrados (mayor en el desgaste abrasivo), ya sea por la naturaleza, tipo de
material, composición química, o por la configuración geométrica.
(Figura 2: Desgaste abrasivo a) a de los cuerpos y b) a tres cuerpos)
(Figura 3: Micrografías en microscopia electrónica de barrido mostrando micro
mecanismos de abrasión controlados por deformación plástica: a1)
microsurcado; b1) y c1) formación de proas y d1) microcorte.)
(DESGASTE DE MATERIALES: http://www.utp.edu.co/~dhmesa/pdfs/desgaste.pdf)
DESGASTE POR CAVITACIÓN
La cavitación es un problema frecuentemente encontrado en equipos hidráulicos,
el cual genera gran dificultad para su mantenimiento. El desgaste por cavitación se
puede definir como aquel daño que ocurre en los materiales debido al crecimiento
y colapso de pequeñas burbujas, que surgen debido a las variaciones de presión
durante el flujo de un fluido.
Hasta hoy no hay una manera de preverse el desgaste de un equipo sujeto a
cavitación y las paradas para mantenimiento de un equipo aún son estipuladas
con base en la experiencia de los operadores. Sin embargo hoy tenemos dos
maneras de lidiar con el problema de la cavitación: uno es el desarrollo de
materiales más resistentes y otro, es mejor el diseño de equipos hidráulicos
evitando caídas de presión muy bruscas.
(Figura 4: Representación esquemática del fenómeno de enucleación y colapso de
micro-burbujas y la emisión de ondas de choque.)
(DESGASTE DE MATERIALES: http://www.utp.edu.co/~dhmesa/pdfs/desgaste.pdf)
DESGASTE POR EROSIÓN
Según [ZUM GAHR, 1978], el desgaste erosivo se presenta en la superficie de los
cuerpos, resultado del impacto de partículas sólidas, líquidas o gaseosas que los
impactan. Estas partículas pueden actuar solas o de manera combinada. La
erosión afecta muchos materiales de ingeniería, especialmente elementos que
componen maquinaria usada en la industria minera y en general toda pieza que
sea impactada por cualquier tipo de partícula.
Las partículas que causan el desgaste erosivo pueden estar en ambientes secos o
húmedos pudiendo actuar en forma muy variadas
(Figura 5: Erosión de una superficie según el ángulo de impacto. a) norma. b) diferente de 90°.)
(DESGASTE DE MATERIALES: http://www.utp.edu.co/~dhmesa/pdfs/desgaste.pdf)
DEGRADACIÓN POR FLUENCIA
Deformación que se produce en un período cuando un material está sometido a un
esfuerzo constante y a temperatura constante. En los metales, la fluencia suele
producirse únicamente a elevadas temperaturas. La fluencia a temperatura
ambiente es más común en los materiales plásticos y se conoce como flujo frío o
deformación bajo carga.
(Figura 6: Degradación por fluencia.)
DEGRADACIÓN POR TENSIÓN RESIDUAL
La Degradación por tensión residual en materiales puede aparecer cuando dos
elementos entran en contacto y hay fricción entre ellos como consecuencia de las
fuerzas aplicadas. El efecto es la aparición de una concentración de tensiones en
la zona de contacto y la degradación de la superficie.
(Figura 6: Degradación por tensión residual.)
FACTORES QUE LOS PROVOCAN Y ACELERAN LA
DEGRADACIÓN DE MATERIALES
TEMPERATURA
Del latín temperatura, la temperatura es una magnitud física que refleja la cantidad
de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente. Dicha magnitud está
vinculada a la noción de frío (menor temperatura) y caliente (mayor temperatura).
(Qué es, Significado y Concepto http://definicion.de/temperatura/#ixzz3SMDYPegF)
FLUJO TURBULENTO
En el flujo turbulento las partículas se mueven en trayectorias irregulares, que no
son suaves ni fijas. El flujo es turbulento si las fuerzas viscosas son débiles en
relación con las fuerzas inerciales.
La turbulencia según la definición de Taylor y von Kármán, puede producirse por el
paso del fluido sobre superficies de frontera, o por el flujo de capas de fluido, a
diferentes velocidades que se mueven una encima de la otra.
(http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/
flujotturbulento/flujoturbulento.html)