desarrollo de creep

7/25/2019 Desarrollo de Creep

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Creep.

En el siguiente croquis se indica como la formación de hoyuelos y larelación de tensiones influyen en el mecanismo de termofluencia.

Croquis de formación de hoyuelos

Matemáticamente se puede modelar el parámetro del daño. Utilizando el

modelo de Kachanov, representado por el sm!olo "s" el cual no posee un

significado fsico..

En el croquis de formación de los hoyuelos, el parámetro del daño esta

fsicamente !asado con #$ que representa la fracción de cavidad % hoyuelo& en

!orde de grano. El ritmo de cavitación es proporcional a las tensiones. En los

cristales %estructura cristalina de la aleación& sin cavitación las tensiones son

incrementadas por un factor '(%') #$ & de!ido a la p*rdida en la interfase matriz

)hoyuelo en su corte transversal. #s la relación de tensiones esta dado por lasiguiente e+presión e -%s(%') #$ &&n /onde e es el ritmo de tensiones por $reep,

s son las tensiones aplicadas, y n son constantes.

El modelo completo, corresponde a la relación de tensiones de operación

,el tiempo de servicio y la densidad de hoyuelos detectados en los lmites de grano

#$ , versus las tensiones. Estas dos ecuaciones diferenciales se pueden

relacionar como la fracción de vida remanente versus #$ como %')t(tr &- (%') #$ &



n 0(0)' /onde tr es tiempo de ruptura, n y 0 son constantes del material. 1a

conducta e+hi!ida por esta ecuación es o!servada en la siguiente curva, donde

variamos valores de n y 0.

1a representación de 0 en la siguiente curva indica la ductilidad del $reep

222.

"3ara fragilización por $reep este radio es generalmente menor que 4".

Efecto de la constante del material sobre el daño por cavitación por Creep

como función de fracción de vida.

1a metodologa de inspección para componentes que tra!a5an a presión y

temperatura de este tipo de materiales requiere de una aplicación multidisciplinaria

y la utilización de varias t*cnicas. 1os pasos son los siguientes

'. Es fundamental sa!er seleccionar la zona critica del componente.

4. Elegir correctamente la t*cnica metalográfica correspondiente.

6. 2nterpretación del grado de daño y determinar implicaciones futuras para la

operación del componente.

1a selección del proceso es muy importante y consiste de los siguientes

pasos

'. $alculo de la fracción de vida del daño acumulado.



4. Evaluación de los datos de servicio, tales como temperatura, presión yantecedentes de fallas históricas y reparaciones.

6. Evaluaciones con ensayos no destructivos, t*cnicas convencionales de loscomponentes. 7ales como 2nspección visual, 1quidos penetrantes,

3artculas magnetiza!les, Ultrasonido, 8adiografa, 8*plica metalográficas,/imensionamiento, y Endoscopa.

9. 2ntegración de información so!re los puntos ',4 y 6. $on reconocimiento demodos de falla o!servados en la operación de planta. %#32 :;'&

Utilización de dureza como parámetro de control Una vez concluida la

etapa de e+tracción de la r*plica metalográfica, donde poseo la superficie li!re de

deformación plástica que podra inducir endurecimiento superficial. 3ara la

realización de este ensayo se utiliza un durómetro portátil tipo Equotip como el que

se o!serva en la siguiente figura.

/urómetro portátil con diferentes identadores El ensayo se encuentra

especificado en la norma #<7M #)=:>, donde el error es del orden de ? @.:A.

$on los resultados o!tenidos se puede calcular un parámetro denominado

1arson) Miller, especificado en la siguiente formula de calculo 3- 7%KB&% 4@ C

log'@ t %horas&& <iendo %t& el tiempo en horas y %7& la temperatura de servicio.

$on estos datos podemos utilizar la siguiente curva y estimar el parámetro

de 1arson)Miller correspondiente a la degradación microestructural detectada ycalcular en condiciones ideales%/e!eran mantenerse en forma constante todos

los parámetros& la vida residual del componente. Deneralmente es un valor

conservativo y nunca un valor e+acto con años, das, horas y segundos como se

o!servan en resultados de programas cerrados que se venden en el mercado.

/onde se introducen los valores medidos de diferentes parámetros y luego de

formulas mágicas se o!tiene un valor de la 2/# 8EM#FEF7E .



Curva que relaciona dureza con el parámetro LM.

Ejemplos de microestructuras degradadas por Creep 1a degradación

microestructural favorece la disminución de las propiedades mecánicas, y la

formación de microcavidades, se inicia generalmente en los puntos triples, ya que

son los sitios con má+imas tensiones.



Se indica Creep ! nótese el comienzo de la formación de microcavidades.

En el Estadio de $reep 22 la densidad de microcavidades son a!undantes y

al orientarse pueden generar microfisuras.

Creep ! donde la densidad de microcavidades es abundante! sin

observarse fisuras.



Comienzo del Creep ! se indica el inicio de microfisuras.

En esta etapa el mecanismo de degradación de!ido a las tensiones

actuantes favorece el crecimiento de las microfisuras, las cuales al propagar

generan la rotura del componente. Fo es conveniente llegar a este Estadio de

degradación ya que los riesgos de falla de tipo catastrófica son latentes,

corri*ndose riesgos innecesarios so!re vidas humanas y en equipos costosos.

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