Analisis De Falla A Una CALDeRA

Secretaria de Educación Pública Dirección General de Educación Superior Tecnológica INSTITUTO TECNOLÓGICO DE VERACRUZ

“ANÁLISIS DE FALLA DEL TUBO DEL ECONOMIZADOR DE UN GENERADOR DE VAPOR”

TESIS DE MAESTRÍA
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:

MAESTRO EN CIENCIAS EN INGENIERÍA MECÁNICA

PRESENTA:

Ing. Angel Miranda Juárez.

ASESOR:

Dr. Alberto Servín Martínez

H. Veracruz, Ver.06 DE NOVIEMBRE 2009

DEDICATORIAS
A Dios por darme a escoger el camino difícil. A mis padres, Lulú y Tomás por ser mi apoyo a través de mi vida y gracias por inculcarme la necesidad de superación día tras día. A mi esposa Grisell por ser mi compañera de vida, alegrías, metas y darme su amor en todo momento incondicionalmente. A mis hermanos Lalo y Tomás porque gracias a ellos aprendí a sercompetitivo y aprender de los errores. A mis sobrinos Itzel, Adrian y Kathy que son parte de mi corazón y mis alegrías. A mis tíos Angel y Lupe por su apoyo tanto fraternal como profesional. A mi tíos Josefina y Pepe obstáculos.
(+)

por quererme siempre y ayudarme a sobresalir de los

A toda mi familia y amigos por estar junto a mí en algún momento de mi vida cuando los necesite. A miscompañeros y amigos de CSD, FEMSA Y GAIMA que tanto apoyo me dieron en su momento. A mis compañeros y amigos Polito, Garay, Jorge, Ana y Luis Alberto por darme su confianza y amistad además de regalarme momentos muy felices. Al Instituto Tecnológico de Veracruz, a la Dirección General de Educación Superior Tecnológica y al Instituto Politécnico Nacional, por darme la oportunidad de desarrollarmeprofesionalmente durante mis estudios de posgrado. En especial al Dr. Alberto Servin Martínez por ser mi maestro y ejemplo de vida tanto en lo profesional como en lo personal. A mi jurado y maestros por darme los conocimientos y experiencias pero sobre todo el tiempo que dedicaron a mi educación y la de mis compañeros.

II

RESUMEN
En el sistema de enfriamiento de una caldera perteneciente a unaplanta

generadora de electricidad, se presentó un fenómeno de agrietamiento en un tubo del economizador, el cual llevó a una explosión, la fuga de agua y paradas no programadas de mantenimiento.

Para encontrar la causa del problema se analizó en laboratorio el tubo fallado, realizando estudios de metalografía, fractografía, estudio estereoscópico y microscopía electrónica MEB sobre las muestrasobtenidas, encontrándose que el agrietamiento se produjo por SCC el cual a su vez nucleó en picaduras de corrosión formadas en el lado del agua. Las picaduras eran bastante severas en la zona de la falla y del codo del tubo; y en menor proporción y profundidad se encontraron en zonas rectas, indicando con ello que los esfuerzos residuales producto de la deformación plástica acentuaron el problemapero no fueron la causa raíz.

La conclusión del estudio nos

determinó que la causa raíz de falla,

fue un

colapso plástico. Culminando con un estallamiento del tubo en la zona de falla donde se encontraba el mínimo espesor.

III

ABSTRACT
The cooling system of a steam boiler belonging to an electricity-generating plant, presented crack formation in the economizer pipe, which inexplosion, water leakage and unscheduled maintenance stops. turn led to an

The fractured specimen was analyzed in the laboratory. Samples were inspected under metalographic, fractographic and stereoscopic and via electron microscopy it was that cracking was caused by SCC which in turn nucleated in corrosión pittings forme don the wettes side. The pittings were quite severe in the failure zone andin the area of the elbow of the pipe; they were also found, though in smaller proportion and depth, in underformed segments of the pipe. This suggests residual stresses resulting from the plastic deformation accentuated the problem but were not the root cause.

It was concluded that the root cause of failure was a plastic collapse. This failure led to a pipe burst in the failure zone...