Fallas metalurgicas

IDENTIFICACION DE FALLAS METALURGICAS EN COMPONENTES DE PLANTAS DE
PROCESO MEDIANTE LA TECNICA DE METALOGRAFIA
Margarita Hidalgo; Luis Corredor
Proyectos Produtec. C.A; Av. Francisco Solano c/c La Iglesia; Centro Solano Plaza, Piso 2
Oficina 2B, Sabana Grande. Caracas, Venezuela.
mhidalgo@produtec.net / lcorredor@produtec.net
RESUMEN
El objetivo de este trabajo es identificar losmecanismos de falla que afectan a los
componentes metálicos de las plantas de proceso mediante la técnica de metalografía. Para
poder cumplir el objetivo planteado se tomaran tres casos específicos de falla en servicio
donde se reflejan por medio de esta técnica los mecanismos de propagación de algunas
fallas, demostrando la importancia de la técnica a nivel industrial. Para esto se implemento
unametodología especifica y característica como lo fue inspección visual, fractografia por
MEB, y Microscopia óptica cumpliendo lo estipulado en la norma ASTM E3 “Standard
practice for of metallographic specimens” obteniendo como resultado la causa real de falla
del componente para poder dar una posible solución al problema.
ESTUDIO DE CASOS
Nº: 1 ANALISIS DE FALLA DE TUBO INTERCAMBIADOR DE CALOR1. ANTECEDENTES:
El componente a estudio es un tubo intercambiador de calor de una empresa de proceso
con un tiempo estimado de vida de año y medio. El componente presento falla por fuga
en servicio. El ambiente en que se encontraba era parte interna vapor y condensado
parte externa agua de enfriamiento tratada.
2. PROCEDIMIENTO:
 Inspección visual de la zona de fuga.
 Evaluación pormicroscopia óptica de diferentes secciones del tubo.
 Fractografia estereoscópica.
3. RESULTADOS:
 Inspección visual de los tubos.

FRETTING

Fig. 1. Vista general de los tubos fallados.
En la presente fotografía se muestras las grietas circunferenciales que son propagadas desde la superficie
externa hacia la parte interna. Se puede observar la zona de “Fretting” debido a la baja amplitud yalta frecuencia
en las vibraciones que se ocasiona por el contacto del tubo con la placa tubular.

 Análisis Metalográfico

(a)

(b)

(c)

(d)

Fig. 2. Muestra del tubo alejado y cerca de la falla.
En la microfotografía (a) se muestra el corte longitudinal del tubo sin ataque alejado de la falla, observándose la
propagación de la grieta desde la superficie externa hacia centrodel metal base. (b) muestra corte longitudinal
con ataque alejada a la falla que presenta grietas en su mayoría ramificadas y transgranulares y presencia de
carburos en sentido perpendicular a la grieta principal. Evidenciándose la presencia de corrosión bajo tensiones
(SSC). (c) sección del borde de fractura con presencia de grietas secundarias. (d) metal base con estructura
austenitica degrano poligonal y carburos alineados.

 Análisis fractografico.

Fig. 3. Micrografía de la zona de transición de la fractura y la superficie interna
Las marcas de río paralelas siempre al grano y las grietas intergranulares (Rock Candy) confirman el daño por
corrosión bajo tensión.

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
La morfología típica de las grietas transgranular ramificada en la superficie defractura
y al presencia de cloruros en la parte interna de la grieta confirman que el mecanismo de
falla que causo la fuga fue corrosión bajo tensión en acero inoxidables austenítico. La
presencia de esfuerzos residuales en la zona de expansión del tubo es en junto con las
esfuerzos de tensión el dispositivo de inicio de la grieta. La zona confinadas de la placa
tubular es donde se encuentra lamayor concentración de cloruros puedo ser esto el factor
de inicio.
5. CONCLUSIÓN
La falla, del tubo del intercambiador de calor fue causada por corrosión bajo tensión
en un ambiente de cloruros en condiciones de servicio.
Nº: 2 ANALISIS DE FALLA DE SELLOS DE VALVULA DE CONTROL EN HORNOS DE
GAS.
1. ANTECEDENTES:
El componente fallado es una serie de anillo de sello de válvulas de...