Escuela Industrial Ernesto Bertelsen Temple.
Fundación Diego Echeverría Castro.
Desgaste
Profesor:
Luis Suárez Saa.
Técnico Electromecánico.
Técnico Universitario en Mecánica Automotriz.
Ingeniero en Mantenimiento Industrial.
Mantenimiento Mecánico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Desgaste
• El desgaste es la perdida progresiva del material de la
superficie debido al movimiento relativo y del contacto
de las superficies.
• Los distintos equipos tienen muchos componentes que
se desgastan al hacer su trabajo, por lo que es
necesario reemplazarlos periódicamente.
• Las piezas al interior de los componentes se desgastan
más lentamente pues están “protegidas”.
• Cuando las condiciones de trabajo o del medio son
anormales, las tasas de desgaste aumentan.
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Prof. Ing. Luis Suárez
Siete Tipos normales de Desgaste
• Existe 7 tipos de desgaste que explican las fallas de
desgaste:
 Abrasión.
 Adhesión.
 Erosión.
 Erosión por Cavitación.
 Corrosión.
 Corrosión por frotamiento.
 Fatiga de material por tensión de contacto.
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Mantenimiento Mecánico.
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Desgaste por Abrasión
•
•
•
•
El desgaste abrasivo, se debe imaginar como la
acción de corte entre dos cuerpos.
Las superficies dañadas como resultado, son
cortadas, acanaladas o ranuradas.
En el desgaste abrasivo entre dos cuerpos, dos
superficies se deslizan una contra la otra.
En el de tres cuerpos, partículas quedan atrapadas
entre dos superficies que están en movimiento.
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Tipos de Desgastes Abrasivos
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Partículas Abrasivas
• Son de cualquier tipo o tamaño.
• Son tan o más duras que las superficies que se
desgasta.
• Ejemplo: Partículas de pintura, polvo, arena, suciedad, y
virutas de metal.
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Características de la Superficie
1.
Superficies Pulidas:
 La superficie parece espejo.
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2.
La superficie Sanitada:
 Partículas abrasivas un poco más grandes (arena
fina).
 Producen cortes y arañazos más grandes y dejan
un acabado superficial bruñido.
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3.
La superficie con Cortes y Ranuras:
 Partículas abrasivas duras y grandes (arena o
residuos de maquinado) pueden producir arañazos
y ranuras profundas.
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Otros Ejemplos
•
Melladuras o abolladuras:
 Partículas que se incrustaron y que faltan o bien la
superficie es dura (no hay incrustación), existe
abolladura.
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•
Montaje Incorrecto:
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•
Mala Alineación:
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•
Pieza Doblada:
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Desgaste por Adhesión
• El desgaste comienza Adhesivo cuando asperezas o
puntos elevados muy pequeños en superficies móviles
hacen contacto entre ellos, generando calor de fricción
hasta que uno de los puntos elevados se adhiere al otro
y se separa de la superficie original.
• Por ser puntos pequeños, este proceso se llama
soldadura microscópica.
• Si se continua la operación del componente, el contacto
de la superficie aumenta y áreas más amplias pueden
fundirse y adherirse.
• Las temperaturas de adhesión se pueden alcanzar
rápidamente con cargas elevadas.
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Soldadura Microscópica y Macroscópica
• Las superficies entran en contacto físico. Puntos
elevados y pequeños hacen contacto, generan calor y
se sueldan microscópicamente.
• Al faltar lubricante se acumula el calor produciéndose un
fundido y adhesión generalizado.
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Características de la Superficie
1.
Pulido:
 En la fase inicial se observa pulido de la superficie y
aumento de la reflectividad de la luz.
 Las superficies se hacen más lisas (suele ser
normal al asentarse la piezas nuevas).
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2.
Decoloración y Adhesión:
 Fase intermedia, se observa: Raspaduras,
rayaduras, decoloración y adhesión.
 Secciones grandes de la superficie pueden
alcanzar la temperatura de fusión, adherirse y
separarse de la superficie original.
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3.
Deformación Plástica:
 En la fase más avanzada, debido a la alta
temperatura, existe deformación plástica.
 Los dientes de este engranaje alcanzaros
temperaturas elevadas, ablandándose, perdiendo
resistencia y deformándose.
 Existe también un color negro de revenido que es
característico.
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4.
Colores de Revenido:
 Los colores de revenido son causados por óxidos
metálicos que producen una gama de colores
desde amarillo dorado hasta azul claro; azul oscuro,
gris y negro.
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5.
Fracturas:
 Las fracturas son el resultado del desgaste
adhesivo, debido a la debilitación de la pieza por la
alta temperatura.
 El faldón de este pistón se calentó tanto que se
fundió y adhirió a la camisa del cilindro.
 Las altas temperaturas redujeron la resistencia del
faldón y se produjo una fractura.
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Ubicación del Desgaste Adhesivo
• La ubicación puede darle información del por qué ha
ocurrido este tipo de desgaste.
• El desgaste adhesivo ocurre en las zonas de mayor
contacto de fricción.
• Zonas de encaje muy ajustado, contacto mal alineado,
cargas altas, lubricación marginal o altas temperaturas.
• En estas zonas las piezas se expanden cuando sube la
temperatura, se reducen los espacios libres y zonas más
amplias de la pieza sufren.
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Mantenimiento Mecánico.
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Condiciones que hacen posible el
Desgaste Adhesivo
1.
Problemas de Pieza y Montaje:
 Entre estos problemas se encuentran: Encaje
interferencia, Superficies Rugosas, Maquinado
inapropiado.
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2.
Problemas de Lubricación:
 Bajo nivel de Lubricante.
 Lubricante inadecuado.
 Lubricante degradado.
 Lubricante demasiado caliente o demasiado frió.
 Conductos de lubricación mal perforados
atorados.
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o
3.
Velocidad Excesiva:
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4.
Carga Excesiva:
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Desgaste por Erosión
• El desgaste por erosión ocurre cuando partículas en
movimiento en un fluido chocan con las superficies que
las rodean.
• El desgaste por erosión puede explicarse como una
acción de impacto.
• Las partículas son arrastradas por el fluido. Al cambiar la
dirección en que se mueve el fluido, las partículas
golpean contra esquinas y restricciones, causando daño
en la superficie.
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Erosión
• Las partículas pequeñas y duras que se mueven con
rapidez, golpean las superficies circundantes a alta
velocidad causando daño abrasivo.
• Los filtros y la frecuencia de cambio de estos, debe
controlar el desgaste por erosión dentro de ciertos
límites.
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Características de la Superficie
•
Estas características depende del tamaño y dureza de
las partículas erosivas.
1. Superficie Lisa:
 Partículas erosivas pequeñas generalmente
producen una apariencia de superficie lisa.
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2.
Rugosa:
 Partículas más grandes pueden producir superficies
rugosas.
 Si las partículas son más grandes y tienen más
energía de impacto, la superficie será más rugosa.
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3.
Bordes Afilados:
 Partículas finas como el polvo, pueden afilar los
bordes de piezas giratorias.
 Esta rueda de compresor tiene bordes muy afilados
causados por desgaste por erosión.
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4.
Áspera:
 Partículas de gran tamaño pueden impactar con
severidad y causar características de superficie
áspera.
 El extremo de los álabes de la rueda de este
turbocompresor ha sido dañado debido al choque a
alta velocidad de partículas de gran tamaño.
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5.
Ubicación del Desgaste:
 La erosión ocurre cuando las partículas son
obligadas a cambiar de dirección como por ejemplo
en giros o restricciones
 Donde la velocidad de impacto sea mayor, la
erosión será más importante.
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6.
Bordes de Ataque:
 La hélice del motor de pesca tiene desgaste erosivo
en los bordes de ataque están dañados porque las
partículas están obligadas a cambiar de dirección
repentinamente en esa posición.
 La erosión del patín de la bomba. Está situada en el
resalto exterior de retención donde las partículas
son detenidas repentinamente en su movimiento
hacia afuera.
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7.
Giros y Restricciones:
 El desgaste por erosión ocurre cuando se obliga a
las partículas a cambiar de dirección.
 Donde la velocidad de impacto sea mayor, la
erosión será más importante.
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Condiciones que hacen posible el
Desgaste por Erosión
•
•
•
•
•
•
La presencia de partículas erosivas.
Las propiedades de estas partículas.
Las propiedades de las superficies adyacentes.
Las propiedades del fluido.
La velocidad del impacto.
La temperatura.
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Factores Variables
•
•
•
•
•
•
Partículas pesadas.
Partículas a alta velocidad.
Fluidos calientes (velocidad de flujo mayor).
Superficies adyacentes frías (probabilidad de
desprendimiento).
Partículas en el sistema por filtro roto (Inspeccionar).
Reparación sucia.
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¿Qué hacer si se debe investigas un
filtro de máquina?
•
•
•
•
•
•
¿Se usó el filtro correcto?
¿Funcionó correctamente?
¿La erosión es debida a la severidad de la aplicación?
¿Hay presiones altas o restricciones?
¿Está el sistema contaminado?
¿Se necesita ayuda del laboratorio metalúrgico para
identificar las partículas?
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Desgaste por Erosión por Cavitación
• Es una acción de impacto de fluido que golpea las
superficies y se produce por el colapso de las burbujas
de vapor contenidas en el fluido que causan chorros a
alta velocidad que la golpean.
• Esto sucede en zonas en que la presión aumenta
repentinamente.
• Si el cambio de presión es repentino (violento) las
burbujas se colapsan hacia adentro (implosión)
enviando chorros de fluido a alta velocidad contra la
superficie que pueden terminar por desprender parte de
esa superficie (grietas superficiales).
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Erosión por Cavitación
•
Es similar a la acción de impacto en contra de una
superficie, pero el que choca es el fluido.
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Desgaste por Corrosión
• Se entiende por corrosión la interacción de un metal con
el medio que lo rodea, produciendo el consiguiente
deterioro en sus propiedades tanto físicas como
químicas.
• Una reacción de oxidación es una reacción anódica, en
la cual los electrones son liberados dirigiéndose a otras
regiones catódicas.
• En la región anódica se producirá la disolución del metal
(corrosión) y, consecuentemente en la región catódica la
inmunidad del metal.
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Tipos de Corrosión
•
•
Corrosión Uniforme: Donde la corrosión o
electroquímica actúa uniformemente sobre toda la
superficie del metal
Corrosión Galvánica: Ocurre cuando metales
diferentes se encuentran en contacto, ambos metales
poseen potenciales eléctricos diferentes lo cual
favorece la aparición de un metal como ánodo y otro
como cátodo, a mayor diferencia de potencial el
material mas activo será el ánodo.
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•
•
•
Corrosión por Picaduras: Aquí se producen hoyos o
agujeros por agentes químicos.
Corrosión Inter granular: Es la que se encuentra
localizada en los límites de grano, esto origina
perdidas en la resistencia que desintegran los bordes
de los granos.
Corrosión por Esfuerzo: Se refiere a las tensiones
internas luego de una deformación en frío.
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•
En el caso de los aceros que en su estado natural es
óxido de hierro, evidentemente trata de volver a su
estado natural cambiándose con el oxigeno del
ambiente y comenzando el proceso de oxidación
natural si este no se protege convenientemente.
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•
La corrosión de este nivel de severidad reduce la
resistencia de las uniones. El material falló a 150 PSI,
cuando el material nuevo resiste hasta 400 PSI.
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•
Agujero a través de la soldadura resultante de la
corrosión de ácido clorhídrico.
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•
Corrosión severa del estanque, a menudo es el
resultado del agua acumulada dentro del área de
contención.
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•
•
Existen muchas situaciones en la cuales se requiere
de una capa protectora sobre la superficie de alguna
pieza, estructura, piso, tubería, tanque, etc. Para
protegerlos de un agente corrosivo.
Se puede aplicar recubrimientos de fibra de vidrio con
resinas
de
alta
resistencia
química
sobre
prácticamente cualquier superficie para protegerla de
la acción de sustancias agresivas como lo son los
ácidos.
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Gold Galvanize (Inhibidor de Corrosión)
• Usado comúnmente para prevenir la oxidación
superficial de la región soldada.
• Funciona como inmersión caliente en metales ferrosos
para uso interior y exterior.
• Protege electroquímicamente a a los metales expuestos.
• Cobertura galvanizada enriquecida con zinc al 95%.
• Tres años de protección.
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Coolant ZM-G100 (Disolvente anti-corrosión)
• Este disolvente contiene un agente anti-corrosión de alta
calidad para diversos materiales como son el cobre,
aluminio y plástico.
• Material: Ethylene Glycol + agentes anti-corrosión.
• Peso: 500 ml.
• Punto de congelación: -9°C.
• Ciclo de renovación: 1 año.
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Protección contra corrosión en un vehiculo
• Las medidas de corrosión aplicadas a las carrocerías de
un vehiculo incluyen la galvanización por inmersión, así
como revestimiento de plástico en los pasos de rueda
para prevenir daños por arena y grava proyectados
desde las carreteras.
• Esto asegura que la rigidez estructural se mantenga
constante a lo largo de la vida útil del vehiculo.
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•
La corrosión debajo de aislantes térmicos es difícil de
detectar porque están fuera de la vista. Una vez
detectada, ya sea por pruebas de ultrasonido,
infrarrojos, rayos X o simplemente una inspección
visual, después de remover la camisa aisladora, el
área afectada va a requerir de una solución que
elimine este problema.
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•
Uno de los métodos mas eficaces para parar la
corrosión y consiste en limpiar el metal con chorros de
arena hasta alcanzar un metal blanco. Al aplicar el
primario que inhibe la corrosión, se le aplica el
acabado final el cual protege el primario y da estética
al trabajo.
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•
En el mantenimiento integral de las instalaciones
industriales, además de cuidar los aspectos estéticos,
es fundamental conservar el material con sistemas
“larga duración”, con el empleo de aplicación de
pinturas y proyección de metalizados.
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Corrosión por Frotamiento
• Ocurre cuando dos superficies están en contacto y
experimentan pequeñas amplitudes relativas al
movimiento oscilatorio.
• El frotamiento produce destrucción de la capa pasiva por
la cual el implante metálico alcanza su resistencia a la
corrosión. Esta es común en placas, pasadores, tuercas
y tornillos, las cuales pueden causar fracturas por fatiga.
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Corrosión por Fatiga
• Es una falla por fractura del metal, que ocurre por la
interacción combinada de reacciones electroquímicas y
daños mecánicos.
• La resistencia a la corrosión por fatiga es un factor de
consideración importante para elementos cargados
mecánicamente o para metales usados en aplicaciones
de movimiento cíclico.
• Normalmente puede que no ocurra la falla, pero se
puede presentar el inicio de grietas desde
imperfecciones,
superficies
dañadas,
defectos
diminutos, ataques químicos u otras causas.
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