Geólogo
Páginas: 6 (1489 palabras)
Publicado: 10 de febrero de 2013
ANÁLISIS DE FALLA EN UN CABLE DE ACERO
RESUMEN
Este artículo describe el análisis de falla realizado en dos muestras de cables de acero que sufrieron fallas súbitas bajo condiciones de carga de trabajo normales.
La falla fue causada por una carga menor a la capacidad nominal.
Luego de inspección óptica se evidenció que la falla fue ocasionada por fatiga del material de uno de loscables.
Palabras claves: cables, análisis de fallas, mecánica forense, ensayos mecánicos, metalografía, fractografía
I INTRODUCCIÓN
Una de las ramas más interesantes de la ingeniería por su inherente valor académico e industrial es la mecánica forense. Esta se encarga de establecer e investigar las causas de fallas o accidentes en componentes mecánicos y civiles de todo tipo, que van desdeagujas para coser hasta componentes utilizados en la industria aero-espacial y biomédica.
Dichos análisis de fallas son importantes para poder establecer de una manera adecuada y sistemática las causas de fallas y poder tomar los correctivos necesarios para evitar la repetición de accidentes que, además de causar pérdidas materiales, pueden llevar a pérdidas humanas irreparables.
E lainvestigación de fallas interviene ramas de la ingeniería tan variadas como materiales de ingeniería, mecánica del medio continuo, mecánica de la fractura, metalurgia, procesos de manufactura, termodinámica y transferencia de calor, tribología, corrosión y fractografía, entre otras.
En la ejecución de un análisis de fallas se deben tomar en cuenta factores tales como la historia previa del elemento aanalizar, tipo de material y hasta la hoja de vida de los operarios del equipo o máquina llegan a ser tan importantes en algunos casos.
El objetivo de este artículo es determinar las causas de las fallas de un cable de acero utilizado para levantar y posicionar cargas.
II DESRCIPCION de los elementos a analizar
Se recibieron para su respectivo estudio, dos muestras fracturadas de cable deacero de ½” de diámetro nominal,. Dichas muestras fueron utilizadas para levantar y posicionar el brazo de una pluma grúa con un peso aproximado de 5 toneladas en una construcción civil. Dichos cables fallaron durante el servicio y fueron enviados para determinar si la falla súbita fue debido a defectos del material o por una mala manipulación por parte de los operarios.
III PROCEDIMIENTOexperimental
Se realizó una inspección macroscópica y metalográfica en ambos cables mediante el uso de métodos ópticos. Previo a esta inspección óptica, se removió todo tipo de grasa y suciedad de las muestras teniendo especial cuidado en no distorsionar las superficies de fractura (véase figura 1 y 2 para una completa exposición sobre métodos ópticos de inspección de materiales).
Se realizaronpruebas mecánicas de tracción en los cables utilizando una máquina universal hidráulica de ensayos con clase de exactitud 1, con capacidad máxima de 120 kN y una resolución de 20 N.
Dos porciones de cable, con una longitud aproximada de 200 mm cada una, fueron tomadas a una distancia de 200 mm de la zona de fractura en cada uno de los cables, para evitar así ensayar zonas que posiblementehubiesen sufrido acumulación de tensiones o deformaciones plásticas debido a falla súbita.
Las muestras de 200 mm de longitud fueron sometidas a tensión cuasi-estática a una velocidad de deformación de 5 mm / min (véase figuras 3 y 4 para una completa exposición sobre ensayos mecánicos de tracción y sus respectivos equipos y forma de empleo.
IV RESULTADOS y análisis
a. Estudio MacroscópicoMediante el estudio macroscópico óptico de baja amplificación (máximo 20x) es posible determinar las características básicas de la falla que se está analizando. La figura 1 muestra la sección transversal de los cables.
El cable consiste de seis torones de acero conformados cada uno por 19 alambres de diámetros diferentes y un centro (alma o núcleo) polimérico blando.
Figura 1: Sección...
RESUMEN
Este artículo describe el análisis de falla realizado en dos muestras de cables de acero que sufrieron fallas súbitas bajo condiciones de carga de trabajo normales.
La falla fue causada por una carga menor a la capacidad nominal.
Luego de inspección óptica se evidenció que la falla fue ocasionada por fatiga del material de uno de loscables.
Palabras claves: cables, análisis de fallas, mecánica forense, ensayos mecánicos, metalografía, fractografía
I INTRODUCCIÓN
Una de las ramas más interesantes de la ingeniería por su inherente valor académico e industrial es la mecánica forense. Esta se encarga de establecer e investigar las causas de fallas o accidentes en componentes mecánicos y civiles de todo tipo, que van desdeagujas para coser hasta componentes utilizados en la industria aero-espacial y biomédica.
Dichos análisis de fallas son importantes para poder establecer de una manera adecuada y sistemática las causas de fallas y poder tomar los correctivos necesarios para evitar la repetición de accidentes que, además de causar pérdidas materiales, pueden llevar a pérdidas humanas irreparables.
E lainvestigación de fallas interviene ramas de la ingeniería tan variadas como materiales de ingeniería, mecánica del medio continuo, mecánica de la fractura, metalurgia, procesos de manufactura, termodinámica y transferencia de calor, tribología, corrosión y fractografía, entre otras.
En la ejecución de un análisis de fallas se deben tomar en cuenta factores tales como la historia previa del elemento aanalizar, tipo de material y hasta la hoja de vida de los operarios del equipo o máquina llegan a ser tan importantes en algunos casos.
El objetivo de este artículo es determinar las causas de las fallas de un cable de acero utilizado para levantar y posicionar cargas.
II DESRCIPCION de los elementos a analizar
Se recibieron para su respectivo estudio, dos muestras fracturadas de cable deacero de ½” de diámetro nominal,. Dichas muestras fueron utilizadas para levantar y posicionar el brazo de una pluma grúa con un peso aproximado de 5 toneladas en una construcción civil. Dichos cables fallaron durante el servicio y fueron enviados para determinar si la falla súbita fue debido a defectos del material o por una mala manipulación por parte de los operarios.
III PROCEDIMIENTOexperimental
Se realizó una inspección macroscópica y metalográfica en ambos cables mediante el uso de métodos ópticos. Previo a esta inspección óptica, se removió todo tipo de grasa y suciedad de las muestras teniendo especial cuidado en no distorsionar las superficies de fractura (véase figura 1 y 2 para una completa exposición sobre métodos ópticos de inspección de materiales).
Se realizaronpruebas mecánicas de tracción en los cables utilizando una máquina universal hidráulica de ensayos con clase de exactitud 1, con capacidad máxima de 120 kN y una resolución de 20 N.
Dos porciones de cable, con una longitud aproximada de 200 mm cada una, fueron tomadas a una distancia de 200 mm de la zona de fractura en cada uno de los cables, para evitar así ensayar zonas que posiblementehubiesen sufrido acumulación de tensiones o deformaciones plásticas debido a falla súbita.
Las muestras de 200 mm de longitud fueron sometidas a tensión cuasi-estática a una velocidad de deformación de 5 mm / min (véase figuras 3 y 4 para una completa exposición sobre ensayos mecánicos de tracción y sus respectivos equipos y forma de empleo.
IV RESULTADOS y análisis
a. Estudio MacroscópicoMediante el estudio macroscópico óptico de baja amplificación (máximo 20x) es posible determinar las características básicas de la falla que se está analizando. La figura 1 muestra la sección transversal de los cables.
El cable consiste de seis torones de acero conformados cada uno por 19 alambres de diámetros diferentes y un centro (alma o núcleo) polimérico blando.
Figura 1: Sección...
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