Cavitación

CAVITACIÓN
INTRODUCCIÓN
El desgaste acelerado en centrales hidráulicas de paso constituye el común denominador en centrales con varios años en servicio con posibilidades de continuar en operación (por consideraciones fundamentalmente económicas). El desgaste se produce por la acción sinérgica de procesos de cavitación, erosión por partículas en suspensión en el líquido y corrosiónelectroquímica con altas velocidades de flujo relativo. A lo largo del tiempo se utilizaron diferentes tipos de aceros tales como: aceros al carbono, aceros inoxidables austeníticos, aceros inoxidables martensíticos, etc. El alto costo que trae aparejado el problema crea la necesidad de desarrollar materiales resistentes a estos fenómenos.

¿QUE ES CAVITACIÓN?
Cuando una masa líquida se calienta a presiónconstante o cuando se reduce la presión a temperatura constante, estática o dinámicamente, se forman y crecen burbujas o cavidades. Las burbujas también están sujetas a la difusión de gases disueltos dentro de las cavidades y a la expansión del gas contenido en ellas. Si llamamos "hervir" al fenómeno causado por el aumento de temperatura a presión constante, podemos llamar "cavitar" a aquellacausada por la disminución de presión a temperatura constante. Se habla de "Cavitación en Fase Vapor" , cuando es inducida por la reducción de la presión dinámica. Esta cavitación relacionada con los cambios en la presión dinámica es la que tiene lugar en circuitos hidráulicos, turbinas, bombas, etc. Esta cavitación produce un desgaste en los componentes que se cuantifica por:
← PERDIDA DE PESO← PÉRDIDA DE VOLUMEN
← NUMERO DE CRÁTERES PRODUCIDO

La cavitación no controlada produce daños serios y hasta catastróficos. El rendimiento de los equipos hidráulicos es afectado por la cavitación, que impone severas condiciones de diseño y operación.

OBJETIVO GENERAL
El motivo de este trabajo es el estudio del daño que produce la cavitación en los materiales, la aptitud deestos para resistir este ataque, la construcción de equipos de ensayo que generen cavitación controlable y semejante a la que se produce sobre los componentes de turbinas y otros componentes hidráulicos, la realización de ensayos, y la elaboración de conclusiones que permitan optimizar dichos materiales.

HIPÓTESIS
A través de desarrollos conceptuales se ha logrado asociar ciertos parámetrosfísicos, característicos en la estructura de un material, con la resistencia que estos ofrecen al fenómeno "cavitación". Mediante este análisis se deduce que los elementos de aleación que modifican estos parámetros, también harán un aporte a mejorar la resistencia del material al fenómeno. Una vez establecidos los componentes de aleación mediante estudio físico teórico, estos se deben someter a ensayos.ENSAYOS
Se miden y correlacionan parámetros físicos en los materiales, así como la vinculación de estos parámetros con la composición química de las aleaciones en estudio, que permitan un diseño óptimo de las mismas para condiciones de servicio específicas.

Mediante microscopía electrónica de transmisión, observando y midiendo defectos de las redes cristalinas se determinan estos parámetrosfísicos. Por otra parte la observación de superficies de aceros inoxidables por microscopía electrónica de barrido permite asociar este fenómeno con otros procesos físicos tales como fatiga de bajo número de ciclos, sitios de iniciación de fisuras, estrías de fatiga, etc. Se realizan ensayos de probetas para determinar la aptitud de distintos aceros inoxidables para resistir el fenómeno a travésde dos líneas generales:
Cavitación real: simulada en un equipo hidráulico a través de las depresiones producidas en un tubo Venturi.
Cavitación inducida por ultrasonido: se simula el fenómeno mediante un generador de ondas de ultrasonido, con el cual se reduce el parámetro tiempo a valores manejables desde el punto de vista del laboratorio.

EQUIPOS
Cavitación real : Circuito...