Análisis de la vida residual de un conjunto industrial ventilador-eje para extracción de gases, en contexto de riesgo y sustentabilidad:
En ambos paper es importante destacar cómo influye la idea que vimos a principio de cursada sobre el triángulo de los materiales (estructuras, propiedades y procesamiento), es decir, no se puede ver la propiedad de un material de forma aislada, sino que todo está conectado. Por lo tanto, el comportamiento final de una pieza no depende solo de su composición química, sino de la historia interna del material.
En el caso de los aceros, el procesamiento (servicio continuo a temperaturas elevadas) alteró la estructura del material, provocando cambios microestructurales. Como consecuencia de esto, cayó drásticamente la dureza, lo que llevó al material a fallar por Creep.
Respecto de este paper, me pareció interesante ver la aplicación en un caso real de lo que vimos en la unidad de Fallas. En este ejemplo se analiza el deterioro de un ventilador industrial y su eje.
Respecto de la nomenclatura, se puede ver la importancia de la misma a la hora de caracterizar los distintos materiales para cada parte: ASTM A36 para el ventilador (acero estructural) y SAE 4120 (acero al cromo molibdeno) para el eje, el cual es un acero aleado diseñado para soportar fatiga y transmitir potencia a altas revoluciones, según lo estudiado en la unidad de Aceros de Construcción Mecánica.
En cuanto a la unidad de Ensayos No Destructivos, aquí se puede ver la aplicación de las réplicas metalográficas para realizar el análisis microestructural de los componentes. Así se logró detectar las irregularidades en la microestructura del componente, analizar la curva de Neubauer (vida residual) y sugerir el reemplazo inmediato del ventilador.
Me pareció interesante lo que menciona el paper respecto del cambio de mentalidad. En los últimos tiempos, en la industria se pasó de una acción meramente reactiva (reparar o cambiar algo cuando se rompe) hacia criterios de confiabilidad y riesgo. En una época anterior se hubiera esperado a que los componentes fallen para cambiarlos. Hoy, gracias a las técnicas de la Ingeniería de Materiales, podemos garantizar la disponibilidad de la planta y evitar así pérdidas millonarias por paradas de producción.
Es importante también tener en cuenta, como menciona el estudio, el tiempo de reposición de estos componentes. A veces, como estudiantes, obviamos la logística, pero adquirir un conjunto eje-ventilador de más de 4 toneladas no es una tarea sencilla. Existen muy pocos centros de fabricación de este tipo de equipos. Como se ve en el estudio, la decisión de reemplazo se tomó en 2017 y recién se hizo efectiva en 2019. Esto demuestra que, como ingenieros, debemos considerar los tiempos y la importancia de actuar con antelación.
Finalmente quiero comentar respecto de la importancia de la Inspección Visual. A pesar de ser este un método de END relativamente sencillo en cuanto a su aplicación, gracias a su uso se logró detectar la reducción del espesor en los álabes (casi un 10% de pérdida) y una corrosión generalizada con exfoliación. Estos datos son una primera señal de alerta para el especialista en materiales.
Sistema SiO2 – Al2O3. Una herramienta para la elección de un material refractario:
Este paper nos muestra cómo no debemos guiarnos solamente por la composición química de un material refractario.
A simple vista, el ladrillo B parecía bueno porque tenía mucha alúmina. Sin embargo el estudio reveló que tenía impurezas de K2O. Lo que llamó mi atención es cómo esas pequeñas impurezas actuaron como fundentes y bajaron la temperatura de formación de la fase líquida a apenas 985 grados centígrados. Esto nos hace reflexionar respecto de la importancia de la ceramografía, ya que si solo nos hubiéramos guiado por la composición macro, habríamos escogido un material que no tendría una resistencia a la temperatura esperada, y que podría haber fallado mucho antes de lo previsto.
Respecto de la importancia de la Norma IRAM 12510 y relacionándolo con lo visto en clase y en los laboratorios, se destaca que la menor porosidad del ladrillo A respecto del ladrillo B indica que el mismo tiene una estructura más cerrada, con lo cual ofrece una mayor resistencia a la penetración de escorias y mejor resistencia mecánica.
En cuanto a la difracción de rayos X, el uso de la misma nos recuerda que debemos tener en cuenta, según lo visto en la materia, la diferencia entre composición química y mineralógica. El análisis químico nos decía qué elementos químicos había en el material, mientras que la DRX nos dice cómo están unidos. En este caso se constató que las fases principales eran mulita y corindón para ambos ladrillos.
Como conclusión quiero marcar la importancia de que el profesional de ingeniería no se deje guiar únicamente por el contenido de alúmina de un material refractario, sino que sea capaz de analizar las impurezas del mismo y sus propiedades físicas (norma IRAM) para predecir de manera completa y adecuada el comportamiento del material y así evitar paradas no programadas y la consecuencia de pérdidas económicas.