Analisis de falla

Scientia et Technica Año XIII, No 36, Septiembre de 2007. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701

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ANALISIS DE LA FALLA POR AGRIETAMIENTO EXPERIMENTADA EN TUBERÍAS DEL EVAPORADOR DE UNA CALDERA ACUATUBULAR
RESUMEN En una caldera acuatubular perteneciente a una planta generadora de electricidad, se presentó un recurrente fenómeno de agrietamiento en tubos del generador devapor en la zona de los codos alrededor de las mirillas del hogar, el cual llevó a la fuga de vapor y paradas no programadas de mantenimiento. Para encontrar la causa del problema se analizaron en laboratorio una serie de tubos fallados y otros retirados de zonas similares de la caldera, llevándose a cabo estudios de composición química, metalografía, fractografía y microanálisis EDS sobre lasmuestras obtenidas, encontrándose que el agrietamiento se produjo por SCC el cual a su vez nucleo en picaduras de corrosión formadas en el lado de aguas. Las picaduras eran bastante severas en la zona del codo de las tuberías y en menor proporción y profundidad se encontraron en zonas rectas, indicando ello que los esfuerzos residuales producto de la deformación plástica acentuaron el problema pero nofueron la causa raíz. Como conclusión del estudio se determinó que la causa raíz de falla más probable, fue la utilización durante la construcción de la caldera de tuberías cuya dureza era superior a lo recomendado por el código ASME. PALABRAS CLAVES: Análisis de fallas, caldera acuatubular, corrosión por picadura, SCC, tubería. ABSTRACT In an aquatubular steam boiler belonging to an electricpower plant, a recurrent cracking phenomenon was presented in tubes of the generator of vapor in the area of the elbows around the peepholes of furnace boiler, that it caused vapor lost and maintenance stops not programmed. To find the cause of the problem they were analyzed in laboratory a series of failed tubes and other retired of similar areas of the boiler, being carried out studies ofchemical composition, metalography, fractography and EDS microanalysis on the obtained samples. The failure mechanism was SCC from pitting corrosion in water side tubes. The pittings were quite severe in the area of the elbows of the tubes and in smaller proportion and depth they were in not deformed areas, indicating that the residual stress product of the plastic deformation accentuated the problembut they were not the root cause. As conclusion of the study was determined that the more probable root cause, was the use during the construction of the boiler of pipes whose hardness values was bigger to that recommended by the ASME code. KEYWORDS: Aquatubular Steam Boiler, failure analysis, pitting corrosion, SCC, tube. 1. INTRODUCCIÓN De acuerdo a la literatura especializada y a análisis defalla llevados a cabo en diferentes partes del mundo [1, 2 y 3], los modos de falla comunes en tuberías de caldera acuatubulares son fractura por creep, fatiga térmica o sobrecalentamiento de corta duración, así como la corrosión por picadura o generalizada tanto desde el lado de aguas como de fuegos. Para determinar el mecanismo de falla que se presente en un determinado caso, se recomienda llevaracabo análisis metalográficos, de composición química de residuos de corrosión o depósitos si los hay y de composición del agua de
Fecha de Recepción: Marzo 23 del 2007 Fecha de Aceptación: Agosto 23 del 2007

EDGAR ESPEJO Ingeniero Mecánico, M. Ing. Profesor Asistente Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá D.C. eespejom@unal.edu.co JUAN CARLOS MARTINEZ Ingeniero Mecánico. Analista deFalla Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá D.C. jcmartinezro@unal.edu.co

alimentación y del combustible, esto para detectar posibles degradaciones de los tubos por sobretemperatura, identificar especies químicas corrosivas o corroborar materiales. Las calderas al ser recipientes a presión deben construirse bajo normas especializadas, de las cuales las generadas por la ASME son las más...