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Título : Caracterización y análisis de los mecanismos de falla en el acero de las turbinas hidráulicas
Autor : Carrión Hinojosa, Nixon Antonio
Olmedo Jumbo, Jhósselyn Valeria
Director(es): Caicedo Reyes, Jorge Isaías
Tribunal (Tesis): Vera Luzuriaga, John Germán
Palabras claves : TECNOLOGÍA Y CIENCIAS DE LA INGENIRÍA;FRACTOGRAFÍA;ENSAYO DE TRACCIÓN;ENSAYO DE TORSIÓN;ENSAYO DE IMPACTO;ACERO INOXIDABLE;MECANISMOS DE FALLA
Fecha de publicación : 3-sep-2020
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Carrión Hinojosa, Nixon Antonio; Olmedo Jumbo, Jhósselyn Valeria. (2020). Caracterización y análisis de los mecanismos de falla en el acero de las turbinas hidráulicas. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFM;15T00741
Abstract : The objective of this study was to analyze and characterize the mechanisms of failure due to torsion, traction and impact in the steel of hydraulic turbines (ASTM A743 CA-6NM) in order to determine the type of fracture that the material presents, due to the CIRT wear and Failure Analysis Laboratory does not have a record of standard photographs of these mechanisms Verification of ASTM A743 CA-6NM steel was carried out by spectrometric, metallographic and hardness tests. Specimens were machined, and later the torsion, traction and impact tests were carried out according to the standards: NTE INEN 140: 2013, ASTM E8-E8M-15a and ASTM E23-07A, respectively. Based on the “ASM INTERNATIONAL FAILURE ANALYSYS AND PREVENTION” handbook, the fractographic analysis was performed using the scanning electron microscope (SEM) and a stereoscope; with which macroscopic and microscopic qualitative characteristics were established. In the torsion failure mechanism, a smooth texture with rubbing in the periphery and smooth in the central zone was found macroscopically, microscopically micro voids with an elliptical geometry were observed; in traction, macroscopically a fibrous texture was presented and cut lips with a smooth texture were formed, and microscopically there was the presence of circular micro-voids; on impact, macroscopically it has a fibrous texture, and microscopically circular and semi-elliptic micro-voids are observed. These characteristics made it possible to determine that the material of the turbines presents a ductile fracture in each failure mechanism, with this investigation a considerable contribution is made to the optimal recovery of hydraulic turbines, reducing the time of fractographic analysis of the failures. It is recommended to characterize progressive fractures such as fatigue fracture, stress corrosion fracture and abrasive wear to expand the study of failure mechanisms.
Resumen : El objetivo de este estudio fue analizar y caracterizar los mecanismos de falla por torsión, tracción e impacto en el acero de las turbinas hidráulicas (ASTM A743 CA-6NM) con la finalidad de determinar el tipo de fractura que presenta el material, debido a que el Laboratorio de análisis de falla y desgaste del CIRT no posee un registro de fotografías patrones acerca de estos mecanismos. La verificación del acero ASTM A743 CA-6NM se llevó a cabo mediante pruebas de espectrometría, metalografía y dureza. Se mecanizaron especímenes, y posteriormente se realizaron los ensayos de torsión, tracción e impacto de acuerdo a las normas: NTE INEN 140:2013, ASTM E8-E8M-15a y ASTM E23-07A, respectivamente. En base al handbook “ASM INTERNATIONAL FAILURE ANALYSYS AND PREVENTION”, se realizó el análisis fractográfico usando el microscopio electrónico de barrido (MEB) y un estereoscopio; con los cuales se estableció características cualitativas macroscópicas y microscópicas. En el mecanismo de falla por torsión, se encontró macroscópicamente una textura tersa con frotamiento en la periferia y tersa en la zona central, microscópicamente se observaron microvacíos con una geometría elíptica; en tracción, macroscópicamente se presentó una textura fibrosa y se formaron labios de corte con textura tersa, y microscópicamente hubo la presencia de microvacíos de forma circular; en impacto, macroscópicamente se tiene una textura fibrosa, y microscópicamente se observan microvacíos circulares y semielípticos. Estas características permitieron determinar que el material de las turbinas presenta una fractura dúctil en cada mecanismo de falla, con esta investigación se aporta considerablemente en la óptima recuperación de las turbinas hidráulicas reduciendo el tiempo de análisis fractográfico de las fallas. Se recomienda caracterizar fracturas progresivas como la fractura por fatiga, fractura por corrosión bajo esfuerzo y desgaste abrasivo para ampliar el estudio acerca de mecanismos de falla.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/14561
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