Analisis y prevención de fallas

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UNIDAD IV.

ANÁLISIS Y PREVENCIÓN DE FALLAS.

CAPITULO I. ANÁLISIS Y PREVENCIÓN DE FALLAS.

Cuando se consideran varias piezas no es raro que algunas presenten fallas.

PROCEDIMIENTO.

En cualquier análisis de las causas que producen fallas es importante obtener daros. Algunas preguntas que deben hacerse son:

1. ¿Cuánto tiempo estuvo la pieza funcionando?
2. ¿Cuál erala naturaleza de los esfuerzos aplicados a la pieza en el momento en que se produjo la falla?
3. ¿Estuvo la pieza sometida a una sobrecarga?
4. ¿Se instaló adecuadamente la pieza?
5. ¿Estuvo sometida a servicio excesivo?
6. ¿Hubo algunos cambios en el ambiente?
7. ¿Tuvo la pieza un mantenimiento adecuado?
Después de estudiar la superficie fracturada se deben contestar laspreguntas siguientes:

➢ ¿Fue la fractura dúctil, frágil o una combinación de las dos?
➢ ¿Empezó la falla en la superficie o por debajo de ella?
➢ ¿Empezó la falla en el punto, o se originó en diversos puntos?
➢ ¿Empezó la fisura recientemente o había estado creciendo por un tiempo largo?

Las pruebas de laboratorio y de campo permiten evaluar los efectos del material, eldiseño y las variables de fabricación sobre el comportamiento de la pieza en condiciones controladas; las causas que producen fallas se centran en las piezas devueltas del servicio y de este modo da resultados de condiciones reales de operación. Combinando la información, se puede obtener un cuadro claro de las causas de la falla. Rara vez son falla asignadas a una sola causa; resultan de losefectos combinados de dos o más factores.

Los estudios detallados requieren de la historia del servicio. El estudio ulterior de la secuencia de acontecimientos que causaron la falla, la localización, marcas y condiciones de todas las piezas.

El procedimiento para investigar una falla abarca 4 áreas como sigue:

1. OBSERVACIONES INICIALES.- Estudio detallado visual, detalles por medio demuchas fotografías para revisión posterior, interpretación de las maracas de deformación de la apariencia de la fractura, de la deterioración, de los contaminantes y de otros factores.

2. DATOS INFORMATIVOS.- Reunir datos disponibles referentes a las especificaciones dibujos, diseño de componentes, fabricación, reparaciones, mantenimiento y utilización de servicio.

3. ESTUDIOS DELABORATORIO.- Verificar composición del material este dentro de los límites especificados y constatar las dimensiones y las propiedades de la componente. Se deben hacer los ensayos suplementarios: dureza y determinación de micro estructura para verificar el tratamiento térmico, pruebas no destructivas para examinar si existen defectos de procesamiento y fisuras. Con un microscopio binocular de bajaresolución puede revelar el tipo y causa de la falla.

4. SINTESIS DE LA FALLA.- Estudio de hechos y evidencias, positivos como negativos y respuestas a las preguntas típicas dadas previamente. Debe indicar una solución al problema de la falla.

Los engranes carburizados y endurecidos para camiones de gran tonelaje, máquinas para herramienta, máquinas para minería, motores de diesel, etc.,mostraron que el 38 % de las fallas se originaron por problemas de la superficie, 24% de fatiga por flexión, 15% por impacto y 23% por otras causas.

MODOS DE FRACTURA

Las fracturas dúctiles el resultado de fuerzas cortantes que producen deformaciones plásticas, a lo largo de ciertos planos cristalográficos, las fracturas frágiles se deben a fuerzas tensiles que producen clivaje.

Laaplicación de la carga ayuda a determinara si una falla particular fue de naturaleza dúctil (corte) o frágil (clivaje).

La figura 17.1 muestra dos tornillos estirados para producir fractura en tensión para ilustrar el comportamiento dúctil y frágil. El tornillos de la de la derecha es suave; fallo de manera dúctil por corte causando deformación plástica. El tornillo de la izquierda es relativamente...
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