Analisis De Falla
Páginas: 5 (1045 palabras)
Publicado: 22 de septiembre de 2011
ANÁLISIS DE FALLA EN ARRANCADOR INGERSOLL RAND ST750, EMPLEADO EN MOTORES DE COMBUSTIÓN WÄRTSILÄ 18V34SG
EVIDENCIA DOCUMENTADA
Scientia et Technica Año XIII, No 36, Septiembre 2007. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701 337
CARLOS ANDRÉS PÉREZ T.
Ingeniero Mecánico.
Candidato a M. Sc Prof. del Depto de Ing. Mecánica Universidad de Ibagué (Colombia)carlos.perez@unibague.edu.co
EVER ANDRÉS OSPINA E.
Ingeniero Mecánico
Planeador de mantenimiento Centralizado zona Caribe Wärtsilä Colombia S.A. (Colombia)
ever.ospina@wartsila.com
GERMÁN ALBERTO JOVEL R.
Ingeniero Mecánico
Ingeniero de control en montajes Industriales HL Ingenieros S.A. (Colombia)
german_jovel@yahoo.com
Este trabajo busca identificar causas de falla frecuente en piñones de ataque delarrancador neumático Ingersoll Rand ST750. Se realizaron pruebas químicas, metalográficas y mecánicas; cálculos para comprobación geométrica, de operación, y comportamiento mecánico, validados con el software Cosmos.
Para la empresa Colombia Energy Operators dedicada a la generación de energía eléctrica, resulta fundamental disminuir al máximo las paradas por ejecución de acciones correctivas demantenimiento. Los arrancadores neumáticos de las máquinas Wärtsilä 18V34SG generan problemas debido principalmente a la destrucción periódica de algunas de sus partes como es el caso del piñón de ataque. Para determinar las causas probables de ocurrencia, se realizó un análisis de falla que involucró aspectos dimensionales, metalúrgicos y mecánicos.
CONDICIONES REALES DE SERVICIO
Efectosasociados con las fallas son: desgaste, rayado, picado, corrosión, rotura estática; originados por inapropiada operación como: desalineamiento, lubricación deficiente, humedad en red de aire.
EXAMEN PRELIMINAR DEL COMPONENTE O EQUIPO QUE FALLÓ
Examen preliminar (Visual) de la parte fallada
Dientes fracturado y picado superficial del piñon
SELECCIÓN DE MUESTRAS PARA ENSAYOS
Se recibióun conjunto de piñones fallados en servicio. El piñón de la figura 1 se le caracterizó y además se le comprobó su diseño.
Figura 1. Piñón con picado superficial y diente fracturado.
Fecha de Recepción: 18 Abril de 2007
Fecha de Aceptación: 7 Agosto de 2007
Ensayos No destructivos
A la fig 1 se le realizo un ensayo de dureza donde se midió una dureza superficial de 555 HB, y una en elnúcleo de 285 HB. Con el análisis metalográfico se evidenció la formación de una microgrieta al borde del diente, que nucleó posteriormente en una macrogrieta que dio inicio a la falla del material. Ver figura 2.
Figura 2. Microgrieta nucleada en el borde del diente. (250 X)
SELECCIÓN Y PRESERVACIÓN DE LA SUPERFIE DE LA FRACTURA
Se selecciono y preservo la superficie de un piñón conpicado superficial y diente fracturado. figura 1.
EXAMEN MACROSCOPICO
Documentación fotográfica: grietas secundarias, superficies de fractura, estado
Superficial ver figura 1
EXAMEN MICROSCOPICO
No se realizo examen microscopico
DETERMINACION DEL TIPO DE FRACTURA
Las principales fallas evidenciadas en el dentado de los piñones de ataque en son: desgaste normal y excesivo, rayadoligero, picado destructivo, rotura estática y rotura por sobrecarga.
ANALISIS DE LA COMPOSICION DEL MATERIAL
Se evidencia que se trata de un acero de medio carbono y media aleación, con tratamientos térmicos de bonificado, esto debido a la formación de la cementita globulizada y la presencia de laminillas de martensita. Ver figura 3.
Figura 3. Carburos intermetálicos y laminillas demartensita.
Un ensayo de espectrofotometría ayudó a identificar el material de fabricación. Ver Tabla 1.
Elemento | Porcentaje en peso |
Mn | 0,640 |
Ni | 1,817 |
Mo | 0,244 |
Cr | 0,813 |
Tabla 1. Resultados del ensayo de espectrofotometría.
ENSAYOS SIMULADOS DE SERVICIO
Figura 12 Simulación de esfuerzos en diente del piñón. (COSMOS)
En la figura 12 se observa la simulación...
EVIDENCIA DOCUMENTADA
Scientia et Technica Año XIII, No 36, Septiembre 2007. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701 337
CARLOS ANDRÉS PÉREZ T.
Ingeniero Mecánico.
Candidato a M. Sc Prof. del Depto de Ing. Mecánica Universidad de Ibagué (Colombia)carlos.perez@unibague.edu.co
EVER ANDRÉS OSPINA E.
Ingeniero Mecánico
Planeador de mantenimiento Centralizado zona Caribe Wärtsilä Colombia S.A. (Colombia)
ever.ospina@wartsila.com
GERMÁN ALBERTO JOVEL R.
Ingeniero Mecánico
Ingeniero de control en montajes Industriales HL Ingenieros S.A. (Colombia)
german_jovel@yahoo.com
Este trabajo busca identificar causas de falla frecuente en piñones de ataque delarrancador neumático Ingersoll Rand ST750. Se realizaron pruebas químicas, metalográficas y mecánicas; cálculos para comprobación geométrica, de operación, y comportamiento mecánico, validados con el software Cosmos.
Para la empresa Colombia Energy Operators dedicada a la generación de energía eléctrica, resulta fundamental disminuir al máximo las paradas por ejecución de acciones correctivas demantenimiento. Los arrancadores neumáticos de las máquinas Wärtsilä 18V34SG generan problemas debido principalmente a la destrucción periódica de algunas de sus partes como es el caso del piñón de ataque. Para determinar las causas probables de ocurrencia, se realizó un análisis de falla que involucró aspectos dimensionales, metalúrgicos y mecánicos.
CONDICIONES REALES DE SERVICIO
Efectosasociados con las fallas son: desgaste, rayado, picado, corrosión, rotura estática; originados por inapropiada operación como: desalineamiento, lubricación deficiente, humedad en red de aire.
EXAMEN PRELIMINAR DEL COMPONENTE O EQUIPO QUE FALLÓ
Examen preliminar (Visual) de la parte fallada
Dientes fracturado y picado superficial del piñon
SELECCIÓN DE MUESTRAS PARA ENSAYOS
Se recibióun conjunto de piñones fallados en servicio. El piñón de la figura 1 se le caracterizó y además se le comprobó su diseño.
Figura 1. Piñón con picado superficial y diente fracturado.
Fecha de Recepción: 18 Abril de 2007
Fecha de Aceptación: 7 Agosto de 2007
Ensayos No destructivos
A la fig 1 se le realizo un ensayo de dureza donde se midió una dureza superficial de 555 HB, y una en elnúcleo de 285 HB. Con el análisis metalográfico se evidenció la formación de una microgrieta al borde del diente, que nucleó posteriormente en una macrogrieta que dio inicio a la falla del material. Ver figura 2.
Figura 2. Microgrieta nucleada en el borde del diente. (250 X)
SELECCIÓN Y PRESERVACIÓN DE LA SUPERFIE DE LA FRACTURA
Se selecciono y preservo la superficie de un piñón conpicado superficial y diente fracturado. figura 1.
EXAMEN MACROSCOPICO
Documentación fotográfica: grietas secundarias, superficies de fractura, estado
Superficial ver figura 1
EXAMEN MICROSCOPICO
No se realizo examen microscopico
DETERMINACION DEL TIPO DE FRACTURA
Las principales fallas evidenciadas en el dentado de los piñones de ataque en son: desgaste normal y excesivo, rayadoligero, picado destructivo, rotura estática y rotura por sobrecarga.
ANALISIS DE LA COMPOSICION DEL MATERIAL
Se evidencia que se trata de un acero de medio carbono y media aleación, con tratamientos térmicos de bonificado, esto debido a la formación de la cementita globulizada y la presencia de laminillas de martensita. Ver figura 3.
Figura 3. Carburos intermetálicos y laminillas demartensita.
Un ensayo de espectrofotometría ayudó a identificar el material de fabricación. Ver Tabla 1.
Elemento | Porcentaje en peso |
Mn | 0,640 |
Ni | 1,817 |
Mo | 0,244 |
Cr | 0,813 |
Tabla 1. Resultados del ensayo de espectrofotometría.
ENSAYOS SIMULADOS DE SERVICIO
Figura 12 Simulación de esfuerzos en diente del piñón. (COSMOS)
En la figura 12 se observa la simulación...
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