6
ESCUELA SUP ESCUELA SUP ESCUELA SUP ESCUELA SUP CENTRO DE INVES CENTRO DE INVES CENTRO DE INVES CENTRO DE INVES Estudio de factibilidad en en campo de compo Willia Facultad de Escu Campus Gustavo Galindo, Perim wsa La presente tesis de grado trata metalografía de un componente en ca Se aprovechó la parada de operacion estudio de estas dos técnicas: Las Rép En el primer capítulo, se mencion Metalografía No destructiva se refier inspección de un componente en ca componente, las dificultades que se pr en el cual se crea el dilema sobre que analiza la factibilidad de cada método el cuarto capítulo se dan las conclusio Palabras Claves: Horno Catalítico, M This tesis deals with the feasibility analysis differs greatly from that d component, a Catalytic Oven, to carr of a portable microscope. In the first chapter, general consid non-destructive Metallography. The s in the field. It is on the experience gai configuration, and the areas to be ana is more convenient to use. In the thi analysis of a structural component. In the use of each method. Keywords: Catalytic Oven, Metallog PERIOR POLITÉCNICA DEL LIT PERIOR POLITÉCNICA DEL LIT PERIOR POLITÉCNICA DEL LIT PERIOR POLITÉCNICA DEL LIT STIGACIÓN CIENTÍFICA Y TEC STIGACIÓN CIENTÍFICA Y TEC STIGACIÓN CIENTÍFICA Y TEC STIGACIÓN CIENTÍFICA Y TEC n técnicas no destructivas para realiz onentes estructurales: Réplicas Metal Microscopio Portátil am Salazar Rodríguez (1) , Julián Peña Estrella (2) e Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción uela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) metral K 30.5 vía Perimetral, Apartado: 09-01-5863, G alazar@espol.edu.ec (1) , [email protected] (2) Resumen a sobre el Estudio de Factibilidad acerca de dos té ampo, análisis que difiere en gran manera del que se r nes de un componente estructural, un Horno Catalític plicas Metalográficas y el uso del Microscopio Portát nan las consideraciones generales, junto con los aspe re. En el segundo capítulo, se detalla el Plan de Traba ampo. Se trata sobre la experiencia que se adquirió resentaron dependiendo de su configuración, y las ár e técnica no destructiva es más conveniente utilizar. o, luego de ponerlos a prueba en el análisis de un com ones y recomendaciones con respecto a la utilización Metalografía, Réplicas Metalográficas, Microscopio M Abstract y study on two thechniques for the metallography of a done in a laboratory. It took the shutdown of ope ry out the study of these two techniques: The Metallog derations are mentioned, along with the theoretical a second chapter details the work plan is used for the in ined by inspecting the component, the difficulties pres alyzed, at which point it creates the dilemma of non-d ird chapter, we analyze the feasibility of each metho n the fourth chapter provides the conclusions and reco graphy, Metallographic Replicas, Metallographic Micr TORAL TORAL TORAL TORAL CNOLÓGICA CNOLÓGICA CNOLÓGICA CNOLÓGICA zar metalografía lográficas y Guayaquil, Ecuador écnicas para obtener la realiza en un laboratorio. co, para llevar a cabo el til. ectos teóricos en lo que a ajo que se utiliza para la ó al inspeccionar dicho reas a analizar, momento En el tercer capítulo, se mponente estructural. En de cada método. Metalográfico. a component in field, this erations of a structural graphic Replicas and use aspects as far as regards nspection of a component sented depending on your destructive technique that od, then test them in the ommendations regarding roscope.

Estudio de Factibilidad en técnicas no destructivas para realizar

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Estudio de Factibilidad en técnicas no destructivas para realizar

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALCENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

Estudio de factibilidad en técnicas no destructivas para realizar metalografía en campo de componentes estructurales: Réplicas Metalográficas y

William Salazar

Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la ProducciónEscuela Superior Politécnica del Litoral

Campus Gustavo Galindo, Perimetral K 30.5 vía Perimetral, wsalazar

La presente tesis de grado trata sobre el Estudio de metalografía de un componente en campo, análisis que difiere en gran manera del que se realiza en un laboratorio. Se aprovechó la parada de operaciones de un componente estructural, un Horno Catalítico, pestudio de estas dos técnicas: Las Réplicas Metalográficas y el uso del Microscopio Portátil.

En el primer capítulo, se mencionan las consideraciones generales, junto con los aspectos teóricos en lo que a Metalografía No destructiva se refiere. En el segundo capítulo, se detalla el Plan de Trabajo que se utiliza para la inspección de un componente en campo. Se trata sobre la experiencia que se adquirió al inspeccionar dicho componente, las dificultades que se presentaron dependiendo den el cual se crea el dilema sobre que técnica no destructiva es más conveniente utilizar. analiza la factibilidad de cada método, luego de ponerlos a prueba en el análisis de el cuarto capítulo se dan las conclusiones y recomendaciones con respecto a la utilización de cada método.

Palabras Claves: Horno Catalítico, Metalografía, Réplicas Metalográficas, Microscopio Metalográfico.

This tesis deals with the feasibility study on two thechniques for the metallography of a component in field

analysis differs greatly from that done in a laboratory. component, a Catalytic Oven, to carry out the study of these two techniques: The Metof a portable microscope.

In the first chapter, general considerations are mentioned, along with the theoretical aspects as far as regards non-destructive Metallography. The second chapter details the work plan is used for the inspection of a component in the field. It is on the experience gained by inspecting the component, the difficulties presented depending on your configuration, and the areas to be analyzed, at whicis more convenient to use. In the third chapter, we analyze the feasibility of each method, then test them in the analysis of a structural component. In the fourth chapter provides the concluthe use of each method.

Keywords: Catalytic Oven, Metallography,

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALCENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

Estudio de factibilidad en técnicas no destructivas para realizar metalografía en campo de componentes estructurales: Réplicas Metalográficas y

Microscopio Portátil

William Salazar Rodríguez (1), Julián Peña Estrella (2)

Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) erimetral K 30.5 vía Perimetral, Apartado: 09-01-5863, Guayaquil,

[email protected] (1), [email protected](2)

Resumen

La presente tesis de grado trata sobre el Estudio de Factibilidad acerca de dos técnicas para obtener la metalografía de un componente en campo, análisis que difiere en gran manera del que se realiza en un laboratorio. Se aprovechó la parada de operaciones de un componente estructural, un Horno Catalítico, pestudio de estas dos técnicas: Las Réplicas Metalográficas y el uso del Microscopio Portátil.

En el primer capítulo, se mencionan las consideraciones generales, junto con los aspectos teóricos en lo que a se refiere. En el segundo capítulo, se detalla el Plan de Trabajo que se utiliza para la

inspección de un componente en campo. Se trata sobre la experiencia que se adquirió al inspeccionar dicho componente, las dificultades que se presentaron dependiendo de su configuración, y las áreas a analizar, momento en el cual se crea el dilema sobre que técnica no destructiva es más conveniente utilizar. analiza la factibilidad de cada método, luego de ponerlos a prueba en el análisis de un componente estructurael cuarto capítulo se dan las conclusiones y recomendaciones con respecto a la utilización de cada método.

Horno Catalítico, Metalografía, Réplicas Metalográficas, Microscopio Metalográfico.

Abstract

This tesis deals with the feasibility study on two thechniques for the metallography of a component in fielddiffers greatly from that done in a laboratory. It took the shutdown of operations of a structural

arry out the study of these two techniques: The Metallographic Replicas

In the first chapter, general considerations are mentioned, along with the theoretical aspects as far as regards . The second chapter details the work plan is used for the inspection of a component

in the field. It is on the experience gained by inspecting the component, the difficulties presented depending on your configuration, and the areas to be analyzed, at which point it creates the dilemma of non-destructive technique that is more convenient to use. In the third chapter, we analyze the feasibility of each method, then test them in the analysis of a structural component. In the fourth chapter provides the conclusions and recommendations regarding

Oven, Metallography, Metallographic Replicas, Metallographic Microscope

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

Estudio de factibilidad en técnicas no destructivas para realizar metalografía en campo de componentes estructurales: Réplicas Metalográficas y

Guayaquil, Ecuador

Factibilidad acerca de dos técnicas para obtener la metalografía de un componente en campo, análisis que difiere en gran manera del que se realiza en un laboratorio. Se aprovechó la parada de operaciones de un componente estructural, un Horno Catalítico, para llevar a cabo el estudio de estas dos técnicas: Las Réplicas Metalográficas y el uso del Microscopio Portátil.

En el primer capítulo, se mencionan las consideraciones generales, junto con los aspectos teóricos en lo que a se refiere. En el segundo capítulo, se detalla el Plan de Trabajo que se utiliza para la

inspección de un componente en campo. Se trata sobre la experiencia que se adquirió al inspeccionar dicho e su configuración, y las áreas a analizar, momento

en el cual se crea el dilema sobre que técnica no destructiva es más conveniente utilizar. En el tercer capítulo, se un componente estructural. En

el cuarto capítulo se dan las conclusiones y recomendaciones con respecto a la utilización de cada método.

Horno Catalítico, Metalografía, Réplicas Metalográficas, Microscopio Metalográfico.

This tesis deals with the feasibility study on two thechniques for the metallography of a component in field, this It took the shutdown of operations of a structural

allographic Replicas and use

In the first chapter, general considerations are mentioned, along with the theoretical aspects as far as regards . The second chapter details the work plan is used for the inspection of a component

in the field. It is on the experience gained by inspecting the component, the difficulties presented depending on your destructive technique that

is more convenient to use. In the third chapter, we analyze the feasibility of each method, then test them in the sions and recommendations regarding

Metallographic Replicas, Metallographic Microscope.

Page 2: Estudio de Factibilidad en técnicas no destructivas para realizar

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALCENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

1. Introducción

El mantenimiento y análisis de la vida remanente de todo componente estructural es de vital importancia para toda industria. Con ello se minimizan pérdidas económicas y en mayor importancia, pérdidas humanas.

En industrias donde trabajen componentes a altas

temperaturas y presiones es importante su continua revisión mediante chequeos periódicos. Estos chequeos que son parte del mantenimiento preventivo, incluyen ensayos no destructivos, de cualquier tipo dependiendo de las exigencias de la estructura, pero muchas veces no es suficiente con realizar medición de espesores o tintas penetrantes por ejemplo, entonces es cuando hay que analizar la Micro estructura del material para ver como se está comportando a nivel micro estructural.

Es cuando se hace uso de la Metalografía, para

realizar este tipo de análisis. Pero en ese momento surge el dilema sobre que técnica extractiva es más conveniente utilizar. Nos referimos a Las RéMetalográficas y al uso del Microscopio Metalografico Portátil.

El desarrollo de la presente Tesis, aportará en gran

manera como una guía para futuros proyectos similares, gracias a la experiencia que se adquirió al analizar un componente estructural en campo. Se trata de un Horno Catalítico, el cual se aprovechó su parada de operación para su revisión. Se tomaron 41 puntos de análisis en toda la integridad del Horno, muchas veces en lugares de difícil acceso, ventilación e iluminación.

Es en ese momento, gracias a la experiencia, es que

se puede decidir sobre uno u otro método para la extracción de las Micro estructuras, cada una conventajas y desventajas. Se explicará el procedimiento de inspección con cada método, y quedará a criterio del lector, cuál de ellos es el más factible para usar.

2. La metalografía de campo como metodología en programas de inspección no destructiva.

Las relaciones existentes entre microestructuratratamiento térmico, microestructuramecánicas, microestructura-resistencia a lahacen que el estudio de la microestructura de los metales y las aleaciones constituya una herramienta valiosa ya sea en la investigación científicotecnológica como en el control de los materiales.

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALCENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

El mantenimiento y análisis de la vida remanente componente estructural es de vital

importancia para toda industria. Con ello se minimizan pérdidas económicas y en mayor

En industrias donde trabajen componentes a altas temperaturas y presiones es importante su continua

visión mediante chequeos periódicos. Estos chequeos que son parte del mantenimiento preventivo, incluyen ensayos no destructivos, de cualquier tipo dependiendo de las exigencias de la estructura, pero muchas veces no es suficiente con realizar medición

espesores o tintas penetrantes por ejemplo, entonces es cuando hay que analizar la Micro estructura del material para ver como se está comportando a nivel micro estructural.

Es cuando se hace uso de la Metalografía, para Pero en ese momento

surge el dilema sobre que técnica extractiva es más utilizar. Nos referimos a Las Réplicas

Metalográficas y al uso del Microscopio

El desarrollo de la presente Tesis, aportará en gran guía para futuros proyectos

similares, gracias a la experiencia que se adquirió al analizar un componente estructural en campo. Se trata de un Horno Catalítico, el cual se aprovechó su parada de operación para su revisión. Se tomaron 41

s en toda la integridad del Horno, muchas veces en lugares de difícil acceso, ventilación

Es en ese momento, gracias a la experiencia, es que se puede decidir sobre uno u otro método para la extracción de las Micro estructuras, cada una con sus ventajas y desventajas. Se explicará el procedimiento de inspección con cada método, y quedará a criterio del lector, cuál de ellos es el más factible para usar.

La metalografía de campo como programas de inspección

Las relaciones existentes entre microestructura-tratamiento térmico, microestructura-propiedades

resistencia a la corrosión hacen que el estudio de la microestructura de los metales y las aleaciones constituya una herramienta

iosa ya sea en la investigación científico-tecnológica como en el control de los materiales.

La técnica de metalografía no destructiva (Réplica metalográfica) aplicada a problemas de este tipo puede ser de una gran ayuda, pero siempre hay que tener en cuenta que NO EXISTE una sola técnica para la evaluación de un problema. Las técnicas de ensayos no destructivos, son complementarias y cada una tiene alcances y limitaciones.

Con el nombre genérico de toda película, tanto delgada como mgeneralmente por un material amorfo, que contiene los rasgos topográficos de una superficie dada. El contraste de la imagen, obtenida en un microscopio electrónico de transmisión o en un microscopio de reflexión, está por lo tanto directcon la topografía de la muestra original.

El esquema de replicación más común (2 etapas) se

detalla a continuación. (Ver figura 1)

Figura 1. Esquema de un proceso típico de

replicación de dos etapas En el mercado se tienen diferentes materiales para

las réplicas, el uso de cada uno dependerá del uso que se le dé y del tipo de fidelidad que se quiera obtener.

Entre las más usadas están:

el acetato con respaldo metálico (fabricado por Struers), el barniz, la goma siliconada.

Los pasos a seguir, para obtener la metalografía de un componente estructural en campo, difiere enormemente de la manera de cómo se lo haría en el

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

La técnica de metalografía no destructiva (Réplica metalográfica) aplicada a problemas de este tipo puede ser de una gran ayuda, pero siempre hay que

ta que NO EXISTE una sola técnica para la evaluación de un problema. Las técnicas de ensayos no destructivos, son complementarias y cada una tiene

Con el nombre genérico de réplica se denomina a toda película, tanto delgada como masiva, constituida generalmente por un material amorfo, que contiene los rasgos topográficos de una superficie dada. El contraste de la imagen, obtenida en un microscopio electrónico de transmisión o en un microscopio de reflexión, está por lo tanto directamente relacionado con la topografía de la muestra original.

El esquema de replicación más común (2 etapas) se detalla a continuación. (Ver figura 1)

Esquema de un proceso típico de replicación de dos etapas

diferentes materiales para las réplicas, el uso de cada uno dependerá del uso que se le dé y del tipo de fidelidad que se quiera obtener.

usadas están: El acetato de celulosa, el acetato con respaldo metálico (fabricado por

iz, la goma siliconada.

Los pasos a seguir, para obtener la metalografía de un componente estructural en campo, difiere

memente de la manera de cómo se lo haría en el

Page 3: Estudio de Factibilidad en técnicas no destructivas para realizar

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALCENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

laboratorio. Se toma como referencia la norma ASTM E-1351- 2002 donde se recomienda seguir para la obtención de una superficie del metal a estudiar libre de deformaciones (rayado, deformación plástica, etc), o cualquier tipo de alteración de la superficie a estudiar que pueda perjudicar el examen de la microestructura a obse interpretar erróneamente alteraciones o cambios microestructurales no existentes.

3. Plan de trabajo para inspección de dos componentes mediante técnicas no destructivas

Se aprovecha la parada de operación de un Horno

Catalítico, cuyo año de fabricación fue en 1996 a cargo de la Compañía Técnicas Reunidas.

Una vez que se tienen todos los aspectos de

seguridad controlados, empieza el plan de inspección para el análisis íntegro de dicho horno.

Figura 2. Horno catalítico a evaluar, primero a la

izquierda

Al momento de ingresar al Horno, se siguen los siguientes pasos para la obtención Inspección visual, preparación de las superficies, cual consiste en el desbastado (Ver figura 3) y el pulido mecánico, para al final realizar el pulido electroquímico (Ver figura 4).

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALCENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

laboratorio. Se toma como referencia la norma 2002 donde se recomiendan los pasos

a seguir para la obtención de una superficie del metal a estudiar libre de deformaciones (rayado,

), o cualquier tipo de alteración de la superficie a estudiar que pueda perjudicar el examen de la microestructura a observar, e interpretar erróneamente alteraciones o cambios

Plan de trabajo para inspección de dos componentes mediante técnicas no

Se aprovecha la parada de operación de un Horno , cuyo año de fabricación fue en 1996 a

cargo de la Compañía Técnicas Reunidas.

Una vez que se tienen todos los aspectos de seguridad controlados, empieza el plan de inspección para el análisis íntegro de dicho horno. (Ver figura 2)

. Horno catalítico a evaluar, primero a la

Al momento de ingresar al Horno, se siguen los de metalografías:

preparación de las superficies, la cual consiste en el desbastado (Ver figura 3) y el pulido mecánico, para al final realizar el pulido

Figura 3. Desbaste grueso

Figura 4. Pulido electroquímico

Una vez que se tiene lista la superficie a examinar,se procede al ataque con los respectivos reactivos (revelado microestructural). Este se lo realiza de la misma manera que el electropulido.

Para la extracción de la microestructura, se utilizan

2 técnicas: Réplicas Metalográficas y el Microscopio Portátil.

El método con la réplica (acetato de celulosa),

consiste en humedecer la superficie a evaluar para luego, por tensión superficial, adheriminutos y se procede a retirar. (Ver figura 5)

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

Desbaste grueso

Pulido electroquímico

Una vez que se tiene lista la superficie a examinar, se procede al ataque con los respectivos reactivos (revelado microestructural). Este se lo realiza de la misma manera que el electropulido.

Para la extracción de la microestructura, se utilizan 2 técnicas: Réplicas Metalográficas y el Microscopio

El método con la réplica (acetato de celulosa), consiste en humedecer la superficie a evaluar para luego, por tensión superficial, adherirla. Se esperan 5 minutos y se procede a retirar. (Ver figura 5)

Page 4: Estudio de Factibilidad en técnicas no destructivas para realizar

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALCENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

Figura 5. Adhesión de la réplica de acetato de

celulosa El método utilizando el microscopio metalográfico

portátil, consiste en utilizar una interfasecomputadora, la cual permite observar y almacenar la metalografía en tiempo real a través del monitor de una computadora. Para esto se utiliza una cámara para microscopio con terminal USB y una computadora portátil. (Ver figura 6)

Figura 6. Digitalización de la microestructura haciendo

uso del microscopio portátil 4. Análisis de Resultados

Ahora que se han obtenido las Microestructuras de las dos maneras a analizar, se comparan unas con otras para observar que método es capaz de entregar microestructuras con mayor resolución a linspeccionar metalográficamente componentes en campo.

La especificación de la ubicación de cada punto a

analizar para su comparación, está en función de la distribución que se les dio en el plano respectivo.

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALCENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

Adhesión de la réplica de acetato de

El método utilizando el microscopio metalográfico portátil, consiste en utilizar una interfase microscopio-

cual permite observar y almacenar la metalografía en tiempo real a través del monitor de una computadora. Para esto se utiliza una cámara para microscopio con terminal USB y una computadora portátil. (Ver figura 6)

microestructura haciendo uso del microscopio portátil

Ahora que se han obtenido las Microestructuras de las dos maneras a analizar, se comparan unas con otras para observar que método es capaz de entregar

mayor resolución a la hora de ficamente componentes en

La especificación de la ubicación de cada punto a analizar para su comparación, está en función de la distribución que se les dio en el plano respectivo.

Réplica 1.- Unión soldada CodoTubo 2-Cota 6 mts: La microestructura del cordón de soldadura como la Zona afectada por el Calor (ZAC) no presenta anormalidades microestructurales. En cuanto a la Degradación Microestructural del material base del Tubo 2 no se observa precipitación de Carburos en los límites de grano, encontrándose operativo.

Figura 7. Análisis punto 1 por medio de réplicas metalográficas

Figura 8. Análisis punto 1 por medio del microscopio

portátil

Réplica 18.- Tubo 9- Paso 2 Degradación Microestructural del Tubo de unión se encuentra en un Estadio medio donde se observa precipitación de Carburos en los límites de grano, encontrándose aún operativo, pero se recomienda su cambio en la próxima parada general.

Fig.5 Ubicación en zona convectiva-Techo.

Fig. 7 No presenta Precipitación de Carburos en los límites de granos.

Rép. 1

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

ón soldada Codo-Tubo Paso 1-Cota 6 mts: La microestructura del cordón de

soldadura como la Zona afectada por el Calor (ZAC) no presenta anormalidades microestructurales. En cuanto a la Degradación Microestructural del material

observa precipitación de Carburos en los límites de grano, encontrándose

Análisis punto 1 por medio de réplicas

metalográficas

Análisis punto 1 por medio del microscopio

portátil

Paso 2 -Cota 5 mts: La Degradación Microestructural del Tubo de unión se encuentra en un Estadio medio donde se observa precipitación de Carburos en los límites de grano, encontrándose aún operativo, pero se recomienda su cambio en la próxima parada general.

Fig. 6 Zona afectada por el calor.

Fig. 8 Matriz Austenítica libre de precipitación .

Page 5: Estudio de Factibilidad en técnicas no destructivas para realizar

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALCENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

Figura 9. Análisis punto 18 por medio de réplicas metalográficas

Figura 10. Análisis punto 18 por medio del

microscopio portátil

Al tener la topografía de la copiada en la réplica, ésta puede ser analizada con mayor profundidad ya que en el laboratorio se dispone del microscopio de banco con el cual se pueden hacer mayores magnificencias de la micro estructura, lo que no es muy factible con eMicroscopio Portátil.

Al querer realizar un análisis cuantitativo de una

micro estructura, resulta más conveniente utilizar las Replicas Metalográficas, ya que como se puede observar en las Metalografías obtenidas, dan un mayor area de topografía para realizar el conteo de los granos.

Al trabajar en espacios tales como: incómodos, confinados de gran altura, el uso de las Replicas es

Fig. 65 Ubicación en cota 5 mts. Tubo 9 Paso 2.

Fig. 66 Presenta Precipitación de Carburos en los límites de granos.

Fig. 67 precipitación continua en límite de grano

Rép. 18

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALCENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

Análisis punto 18 por medio de réplicas metalográficas

Análisis punto 18 por medio del microscopio portátil

Al tener la topografía de la micro estructura copiada en la réplica, ésta puede ser analizada con mayor profundidad ya que en el laboratorio se dispone del microscopio de banco con el cual se pueden hacer mayores magnificencias de la micro estructura, lo que no es muy factible con el

Al querer realizar un análisis cuantitativo de una micro estructura, resulta más conveniente utilizar las Replicas Metalográficas, ya que como se puede observar en las Metalografías obtenidas, dan un mayor

de topografía para realizar el conteo de los

Al trabajar en espacios tales como: incómodos, confinados de gran altura, el uso de las Replicas es

más factible, ya que puede ser realizado por una sola persona, con relativa facilidad a pesar de un mecon dificultades, a diferencia del Microscopio, ya que para este se necesita más de un operador para extraer las metalografías, además de que si el espacio es incomodo o de altura, se debe tener mucho cuidado de no golpear el microscopio, dejar caerlo,piezas. 5. Conclusiones

Las Réplicas Metalográficas tienen cierta ventaja sobre el Microscopio Portátil en cuando a fidelidad de la micro estructura obtenida se refiere.

Si no se dispone de un Microscopio Portátil con

buenas características, la toma de imágenes será más compleja comprometiendo la calidad de las mismas.

Al hacer uso del Acetato de Celulosa sin soporte,

se logra un ahorro económico considerable frente al uso del Acetato de celulosa con soporte de aluminio fabricado por Struers, consiguiendo los mismos resultados.

Al usar Réplicas Metalográficas, el trabajo se torna

más fácil en condiciones de difícil acceso que usando el Microscopio Portátil.

Si se quiere realizar un análisis cuantitativo de la

micro estructura, la Replica Metalográfica resulta más factible por tener la capacidad de copiar una topografía amplia para realizar el conteo requerido de granos.

No se requiere demasiada experiencia al hacer uso

del Microscopio Portátil para el copiado de la Micro estructura, a diferencia de las Réplicas, donde el Metalógrafo debe poseer basta experiencia y práctica para colocar, extraer y manipular la Réplica de manera correcta.

En cuanto a infraestructura, el Microscopio Portátil requiere un número mayor de medios técnicos y humanos.

Económicamente a largo plazo, el uso del

Microscopio Portátil resulta más factible que las Réplicas.

Si se requiere de un Informe inmediato al finalizar

algún proyecto que involucre estas dos técnicas, el uso del Microscopio Portátil es más f

n en cota 5 mts. Tubo 9 Paso 2.

Matriz Austenítica con precipitación continua en límite de grano.

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

factible, ya que puede ser realizado por una sola persona, con relativa facilidad a pesar de un medio con dificultades, a diferencia del Microscopio, ya que

de un operador para extraer las metalografías, además de que si el espacio es incomodo o de altura, se debe tener mucho cuidado de no golpear el microscopio, dejar caerlo, o perder sus

Las Réplicas Metalográficas tienen cierta ventaja sobre el Microscopio Portátil en cuando a fidelidad de la micro estructura obtenida se refiere.

Si no se dispone de un Microscopio Portátil con s, la toma de imágenes será más

compleja comprometiendo la calidad de las mismas.

Al hacer uso del Acetato de Celulosa sin soporte, se logra un ahorro económico considerable frente al uso del Acetato de celulosa con soporte de aluminio

ers, consiguiendo los mismos

Al usar Réplicas Metalográficas, el trabajo se torna más fácil en condiciones de difícil acceso que usando

Si se quiere realizar un análisis cuantitativo de la Metalográfica resulta más

factible por tener la capacidad de copiar una topografía amplia para realizar el conteo requerido de

No se requiere demasiada experiencia al hacer uso del Microscopio Portátil para el copiado de la Micro

ferencia de las Réplicas, donde el Metalógrafo debe poseer basta experiencia y práctica para colocar, extraer y manipular la Réplica de

En cuanto a infraestructura, el Microscopio Portátil requiere un número mayor de medios técnicos y

Económicamente a largo plazo, el uso del Microscopio Portátil resulta más factible que las

Si se requiere de un Informe inmediato al finalizar algún proyecto que involucre estas dos técnicas, el uso del Microscopio Portátil es más factible.

Page 6: Estudio de Factibilidad en técnicas no destructivas para realizar

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALCENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

6. Recomendaciones

Construir un transformador rectificador para realizar ataque y pulido electrolítico y contar con una infraestructura básica en el Laboratorio de Materiales de la Espol, para poder realizar análisis de componentes estructurales “in situ” dentro del campus, a manera de prácticas para los estudiantes.

En caso de querer contar con la técnica de Replicas

Metalográficas dentro de la infraestructura para el laboratorio, adquirir una Campana de Sublimado en Vacío.

Realizar cursos para analizar con más profundidad

el uso y las ventajas de las Replicas Metalográficas para estudiar componentes en campo.

Realizar una investigación para la compra de

Acetato de Celulosa de 50 µm de espesor para el Laboratorio de Materiales de la Espol. El uso de este tipo de material genera un ahorro monetario considerable frente a otro tipo de réplicas que se pueden encontrar en el mercado. 7. Agradecimientos

Agradezco a Dios por cada día, a mis padres, mi

familia, amistades y al Ing. Julián Peña, por su apoyo incondicional en la realización de esta Tesis.

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALCENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

Construir un transformador rectificador para realizar ataque y pulido electrolítico y contar con una infraestructura básica en el Laboratorio de Materiales de la Espol, para poder realizar análisis de

estructurales “in situ” dentro del campus, a manera de prácticas para los estudiantes.

En caso de querer contar con la técnica de Replicas Metalográficas dentro de la infraestructura para el laboratorio, adquirir una Campana de Sublimado en

zar cursos para analizar con más profundidad el uso y las ventajas de las Replicas Metalográficas para estudiar componentes en campo.

Realizar una investigación para la compra de Acetato de Celulosa de 50 µm de espesor para el

la Espol. El uso de este tipo de material genera un ahorro monetario considerable frente a otro tipo de réplicas que se

Agradezco a Dios por cada día, a mis padres, mi ián Peña, por su apoyo

incondicional en la realización de esta Tesis.

8. Referencias

[1] Calvo F. A., Metalografía Práctica, 1972.

[2] Combustion Engineering Inc, Remaining Life Estimation of Boiler Pressure Parts.

[3] L. H. Van Vlack, Materiales para Ingeniería, 1973.

[4] Metals Handbook, Volume 9, Metallography, 2004.

[5] Montero Ricardo, Curso Réplicas Metalográficas.[6] Ovejero García José, Réplica sus Aplicaciones,

Universidad Nacional de General San Martin (Argentina), Maestría en Ciencia yMateriales, 1998.

[7] Sturla – Castellano, Metalografía Microscópica, 1951.

_______________________Ing. Julián Peña EstrellaDIRECTOR DE TESIS

DE GRADO

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICACENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

Calvo F. A., Metalografía Práctica, 1972.

Combustion Engineering Inc, Remaining Life Estimation of Boiler Pressure Parts.

Materiales para Ingeniería,

Metals Handbook, Volume 9, Metallography,

Montero Ricardo, Curso Réplicas Metalográficas. Ovejero García José, Réplica sus Aplicaciones, Universidad Nacional de General San Martin (Argentina), Maestría en Ciencia y Tecnología de

Castellano, Metalografía Microscópica,

_______________________ Ing. Julián Peña Estrella

DE TESIS DE GRADO