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Scientia et Technica Año XI, No 27, Abril 2005. UTP. ISSN 0122-1701

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ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO A FATIGA DE UN ACERO AISI 1045 EN UN AMBIENTE DE JUGO DE CAÑA DE AZÚCAR
RESUMEN Se ha estudiado la sinergia de la fatiga en flexión rotatoria y la corrosión por jugo de caña para un acero AISI (SAE) 1045, usando probetas normalizadas de fatiga. Para las pruebas se usó jugo de caña degradadocon pH 4, típico del cuarto molino. Durante la rotación de las probetas se aplicó un flujo continuo de jugo de caña. Se hicieron comparaciones entre las pruebas normalizadas en seco y las que fueron sometidas al ambiente corrosivo. Estas últimas presentaron una disminución del 11 % en el límite de resistencia a fatiga. Estos resultados son aplicables para las zonas del eje que no están protegidascon lubricante. PALABRAS CLAVES: Fatiga, corrosión, eje de molino. ABSTRACT Rotating bending fatigue and juice corrosion synergy for AISI 1045 steel was considered using standard rotating fatigue specimens. Typical fourth mill degraded juice with 4 pH was used for the trials. During rotation, a continuous flow of juice was also applied. Comparison between a dry standard test and the adaptedcorrosion experiment showed a reduction of 11% in the fatigue limit, Sn’. This result could be applicable for zones not protected by a lubricant. KEY WORDS: Fatigue, corrosion, mill shaft. JAIME ANDRÉS GÓMEZ Ingeniero Mecánico Universidad del Valle jaimeag@starmedia.com ADOLFO LEÓN GÓMEZ Ingeniero Mecánico, M.Sc. Profesor Titular Universidad del Valle. Ingeniería Mecánica Grupo de Investigación enMejoramiento Industrial fito@petecuy.univalle.edu.co JOHN JAIRO CORONADO Ingeniero Mecánico, M.Sc. Profesor Asistente Universidad del Valle. Ingeniería Mecánica Grupo de Investigación en Mejoramiento Industrial johncoro@petecuy.univalle.edu.co

1. INTRODUCCIÓN Los ejes de maza de molinos de caña de azúcar por lo general no presentan ningún tipo de aislamiento efectivo para separarlos del jugo de lacaña. En algunos diseños de molinos es posible la presencia de material fibroso retenido en zonas críticas de los ejes con el consecuente desarrollo de Adicionalmente, la velocidad de giro de los ejes de maza es relativamente baja (entre 3 y 7 revoluciones por minuto) y los torques de accionamiento de un molino de 2.13 m de ancho pueden alcanzar los 1200 kN-m . Ante la inquietud surgida a partir dela falla prematura y en muchos casos inexplicable de algunos ejes de maza de molino de caña, se han estudiado diversas hipótesis en los campos relacionados con la resistencia de estos ejes. La presencia de fluidos corrosivos (jugo de caña), en el funcionamiento de estos ejes, puede disminuir la vida en ciclos de estos, alterando el límite de resistencia a la fatiga. Debido a lo anterior, la falladel eje puede ocurrir antes de lo previsto, es decir, la sinergia entre corrosión y fatiga contribuye a ubicar estos elementos en la vida finita. Para profundizar en este supuesto, se llevaron cabo una serie de experimentos, apoyados en investigaciones desarrolladas al respecto, por el Grupo de Investigación en Mejoramiento Industrial de la Universidad del Valle, en el marco del “ProyectoCooperativo Agroindustrial para Reducir el Desgaste en Equipos de Preparación y Molienda de Caña de Azúcar”. El objetivo de este trabajo de investigación consistió en comparar el comportamiento ante la fatiga de un acero muy empleado en la fabricación de ejes (acero SAE 1045) en dos situaciones: una de ellas a condiciones ambientales normales (con los especimenes o probetas rodeados de aire), y la otra conla probeta rodeada por un medio ambiente corrosivo. En el segundo caso, este medio fue jugo de caña de azúcar, obtenido de la situación real de funcionamiento de estos ejes, para luego comparar los resultados de ambas pruebas. El elevado costo de manufactura de los ejes, sumado a la gravedad de la falla de un elemento como este, que al fracturarse detiene temporalmente la producción del tándem...