analisis de las causas que originan las fallas

UNIDAD IV.- Análisis DE LAS CAUSAS QUE ORIGINAN LAS FALLAS
4.1.- Introducción al análisis de falla.- El objetivo del análisis de falla, es la determinación de las probables causas de rotura de un componente en servicio y la manera de evitarla. La causa origen de la falla, es la resultante del análisis fractografico practicado en la superficie de la fractura del componente y de las posiblesacciones degradantes de los metales, asociadas que condujeron a la fractura.
La Fractografia, es la técnica de lectura e interpretación de la rotura natural particularmente metálico.
El objeto final de un análisis de falla es la determinación de las probables causas de rotura de un componente en servicio y la manera de evitarla en el futuro, sea mediante un nuevo diseño de la pieza o el reemplazodel material utilizado originalmente. Aunque la causa de la rotura final de un componente es una tensión excesiva aplicada, esta sobrecarga se produce como consecuencia de otros factores que son justamente los que deben identificarse en el análisis de la falla.
La observación de la superficie de fractura puede proporcionar información sobre los siguientes parámetros que caracterizan la rotura deun componente en servicio
Mecanismo de propagación de la fisura
Fractotenacidad del material
Configuración de las tensiones actuantes
Medio químico
Origen de la fractura
Un análisis fractográfico comienza con una observación visual de las características de la superficie de fractura. Se pueden obtener así los primeros indicios de las causas de la nucleación de la fisura, mecanismo ydirección de la propagación, y eventualmente se puede tener alguna estimación de la magnitud de las cargas actuantes. Pero es el análisis de la superficie a mayores aumentos, como los que proporciona el microscopio electrónico de barrido, el que permite la caracterización del proceso microscópico de propagación de la fisura, identificando así las cavidades típicas de la rotura trasgranular dúctil,las facetas de clivaje de una rotura frágil, las superficies de corrosión bajo tensiones o las estrías típicas de un proceso de fatiga.



Las técnicas fractográficas pueden aportar también información sobre la fractotenacidad del material del componente fracturado. La fragilidad o ductilidad del material quedan en general reveladas en la superficie de fractura. Una aleación más bien dúctilpresenta una superficie de fractura con las cavidades características, pero un material más bien frágil rompe preferentemente por un mecanismo de clivaje trasgranular. En el caso general estos modos de fractura aparecen mezclados, pero la proporción relativa de los distintos tipos es indicativa de las propiedades fractomecánicas del material.
Una observación fractográfica también permite estimarcualitativamente la magnitud de las tensiones actuantes.
También, la fractura de un componente puede estar muy relacionada con el medio químico activo al cual estuvo expuesto durante el servicio. En un proceso de iniciación de rotura por corrosión, la superficie contiene partículas que se observan claramente en una micrografía electrónica. Eventualmente la composición de estas partículas puededeterminarse por técnicas de microanálisis dispersivo en energía. La densidad de los productos de corrosión también puede indicar el sentido de propagación de la rotura, puesto que es mayor en las zonas cercanas al origen, expuestas durante más tiempo a la acción del medio corrosivo.
La determinación del sitio donde se originó la fractura es el objetivo principal, si bien no el único, de unanálisis de falla.
En algunos casos las observaciones en el microscopio electrónico de barrido confirman las predicciones basadas en una primera observación óptica de bajo aumento. Pero en otros casos las micrografías a mayores aumentos son imprescindibles para determinar las causas de una rotura, como es el caso de la observación de estrías de fatiga.
En la mayoría de los casos las técnicas...