Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la DefensaUniversidad Nacional Experimental de las Fuerzas Armadas Extensin Puerto Pritu Ncleo Anzotegui.(UNEFA)

Profesor: Bachilleres:

ING. Jos Daz. Elisol Graterol CI: 17.720.226 Katherine Larez. CI: 25.056.778 Yusleibi Panacual. CI: 22.850.954Yobeidis Ron. CI: 21. 581. 782

ING. CIVIL. SEMESTRE V. SECCIN `` 2Mayo, 2015.Resistencia al desgaste

Las herramientas en el uso siempre estn en contacto con el material de trabajo y por tal razn existe una friccin entre las dos partes. Esta friccin es elevada especialmente en el caso de las. Herramientas cortantes y en las matrices al formar metales en fro. Por esta razn, en estas herramientas, la resistencia al desgaste es la propiedad predominante.

La resistencia al desgaste depende de la microestructura y dureza de la parte sometida al desgaste. Incorporando carburos no disueltos bien distribuidos en una matriz que debido a su tratamiento trmico (temple y revenido) ya en s es bien dura, se aumenta notablemente esta resistencia, especialmente si se trata de carburos de ciertos elementos de aleacin, los cuales son ms duros que el simple carburo de hierro. Tales elementos son: V, W, Mo y Cr.

Adems de la cantidad y naturaleza de estos carburos especiales tiene mucha importancia la morfologa, el tamao de los mismos y su distribucin en la matriz. Para mejorar an ms la resistencia al desgaste en ciertos casos se puede nitrurar o carburar la superficie de la herramienta.

El desgaste

Es conocido desde que el ser humano comenz a utilizar elementos naturales que le servan como utensilios domsticos. Este fenmeno al igual que la corrosin y la fatiga, es una de las formas ms importantes de degradacin de piezas, elementos mecnicos y equipos industriales.

Desde que el desgaste comenz a ser un tpico importante y que necesitaba estudiado y entendido, comenzaron a aparecer en los libros de diseo y en la mente de los diseadores, ideas sencillas de cmo prevenirlo o combatirlo, entre esas ideas se tienen:

1. Mantener baja la presin de contacto2. Mantener baja la velocidad de deslizamiento3. Mantener lisas las superficies de rodamientos4. Usar materiales duros5. Asegurar bajos coeficientes de friccin6. Usar lubricantes

Tipos de desgaste.

Desgaste por fatiga de contacto.

Este tipo de desgaste ocurre cuando piezas son sometidas a elevados esfuerzos, los cuales provocan la aparicin y propagacin de grietas bajo la accin repetitiva de estos. En el caso de piezas sometidas a deslizamiento, las capas superficiales sufren intensas deformaciones como resultado de la accin simultnea de las tensiones de contacto y de la fuerza de friccin. Los esfuerzos a los que estn sometidos los materiales particularmente en las capas superficiales, promueven en la mayora de los casos, alteraciones en la estructura cristalina y en el tamao de grano.

Desgaste abrasivo

La Norma ASTM G40-92 define el desgaste abrasivo como la prdida de masa resultante de la interaccin entre partculas o asperezas duras que son forzadas contra una superficie y se mueven a lo largo de ella. La diferencia entre desgaste abrasivo y desgaste por deslizamiento es el grado de desgaste entre los cuerpos involucrados (mayor en el desgaste abrasivo), ya sea por la naturaleza, tipo de material, composicin qumica, o por la configuracin geomtrica.

Como se muestra en la figura 7, existen bsicamente de los tipos de desgaste abrasivo, estos son: desgaste abrasivo a de los cuerpos o a tres cuerpos. En abrasin a de los cuerpos, el desgaste es causado por rugosidades duras pertenecientes a una de las superficies en contacto, mientras que la abrasin a tres cuerpos, el desgaste es provocado por partculas duras sueltas entre las superficies que se encuentran en movimiento relativo. Como ejemplo de desgaste abrasivo a dos cuerpos, se tiene un taladro penetrando una roca, mientras que a tres cuerpos se puede citar el desgaste sufrido por las mandbulas de una trituradora al quebrar la roca, o por la presencia de partculas contaminantes en un aceite que sirve para lubricar de los superficies en contacto deslizante.

Figura 7. Desgaste abrasivo a) a de los cuerpos y b) a tres cuerpos

La figura 8 muestra la influencia del tamao de partcula generada durante el desgaste o inherente al sistema en la definicin del mecanismo de desgaste operante. El mecanismo de adhesin es verificado para tamaos de partculas menores de 10 m, que corresponden a tamaos caractersticos de micro-constituyentes en materiales ferrosos (por ejemplo carburos en el acero AISI 52100) o partculas de desgaste que permanecen en el rea de contacto, pero sin llegar a actuar como partculas abrasivas, pues el nivel de actuacin de esas partculas para el sistema es an bajo. Para tamaos mayores que 10 m, la variacin de la tasa de desgaste sigue caractersticas frecuentemente vistas en sistemas abrasivos, como ser visto posteriormente.

Figura 8.Variacin del desgaste especfico con el tamao de la partcula (m)Desgaste Por Cavitacin .

La cavitacin es un problema frecuentemente encontrado en equipos hidrulicos, el cual genera gran dificultad para su mantenimiento. El problema de la cavitacin surgi con el desarrollo de los barcos a vapor en el inicio de este siglo. Con la fabricacin estos barcos, capaces de alcanzar mayores velocidades, algunos de ellos comenzaron a presentar un desgaste severo y localizado en sus hlices. Inicialmente se pens que este desgaste se deba a la corrosin de los materiales de las hlices, siendo esta la responsable por el dao en dichos materiales, aprovechando su baja resistencia a la corrosin.

Desgaste adhesivo

La adhesin est asociada a toda formacin y posterior rompimiento de enlaces adhesivos entre las interfaces, cuando dos superficies son colocadas en contacto ntimo. La adhesin conlleva adems al soldado en fro de las superficies.

Con respecto al desgaste adhesivo, el papel principal lo juega la interaccin entre las superficies y su grado de limpieza, es decir, cuando el acercamiento entre los cuerpos es tal, que no se presenta ningn tipo de impurezas, capaz de Oxido o suciedades, se permite que el rea de contacto sea aumentada, pudindose formar uniones adhesivas ms resistentes.

El desgaste adhesivo es ayudado por la presencia de altas presiones localizadas en las asperezas en contacto. Estas asperezas son deformadas plsticamente, permitiendo la formacin de regiones soldadas localizadas.

El desgaste adhesivo ocurre como resultado de la destruccin de los enlaces entre las superficies unidas, permitiendo que parte del material arrancado se transfiera a la superficie del otro. As, la superficie que gana material aumenta su rugosidad con el agravante de que cuando el movimiento continua, se genera desgaste abrasivo contra la otra superficie.

Desgaste erosivo y erosivo-corrosivo.

El desgaste erosivo es un fenmeno que afecta gran cantidad de elementos de maquinas en las industrias minera y alimenticia, as como: turbinas hidrulicas, implementos agrcolas, sistemas de bombeo y dragado en ros y minas, al igual que piezas especficas usadas en las industrias petrolfera y petroqumica, entre otras muchas aplicaciones. Con este tipo de desgaste, no solo se tiene perdida de material y la consecuente falla de las piezas, sino que esta asociado a perjuicios financieros en virtud del tiempo asociado a la reparacin de equipos y substituciones de los componentes desgastados.

Desgaste erosivo se presenta en la superficie de los cuerpos, resultado del impacto de partculas slidas, lquidas o gaseosas que los impactan. Estas partculas pueden actuar solas o de manera combinada. La erosin afecta muchos materiales de ingeniera, especialmente elementos que componen maquinaria usada en la industria minera y en general toda pieza que sea impactada por cualquier tipo de partcula.

Erosin a seco.

Cuando las partculas son arrastradas por aire u otro gas y son obligadas a impactar una superficie. Uno de los sistemas usados en ensayos de erosin a seco es presentado en la figura 16.

Figura 16. Mecanismo para desgaste erosivo a seco.

Erosin en medio Acuoso.

Se presenta cuando partculas duras son arrastradas en un medio acuoso y son obligadas a impactar una superficie. Uno de los equipos utilizados en la realizacin de ensayos de erosin en medio acuoso es presentado en la figura 17.

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Figura 17. Montaje utilizado en las mediciones de desgaste erosivo en medio acuoso.

Desgaste por fretting

El desgaste por fretting ocurre entre dos superficies en contacto (no necesariamente movindose tangencialmente), las cuales experimentan pequeas oscilaciones cclicas (del orden de 1 a 100m). Cuando algunas vibraciones aparecen en las superficies en contacto, ocurren pequeos deslizamientos en la direccin del movimiento relativo, esos pequeos deslizamientos son causa de desgaste por fretting.

Desgaste por fretting es comnmente observado en los cubos de las ruedas de vehculos, entre las esferas y su camino de rodadura en un rodamiento de bolas, en los puntos de contacto entre dos engranajes, entre otros ejemplos.

El desgaste por fretting puede conducir a la prdida de las uniones de contacto de los cuerpos, incrementando la vibracin y acelerando la tasa de desgaste. Tambin se ha observado que en general los derbis (partculas de desgaste), son xidos y como estos ocupan un mayor volumen que el material que los origina, pueden conducir a falla por Seizure (adhesin severa que conduce a soldado de las superficies), en partes diseadas para trabajar con una determinada holgura. De esta forma la holgura ser ampliada y los debris tendrn la posibilidad de abandonar la interface ms fcilmente.

Desgaste por deslizamiento.

Esencialmente, el desgaste por deslizamiento es aquel en el cual hay un movimiento relativo entre dos superficies en contacto con una carga aplicada, donde el dao de la superficie no ocurre por riscado debido a la penetracin de las asperezas o por partculas externas.

El desgaste por deslizamiento es uno de los tipos de desgaste que ocurre con ms frecuencia en la industria y por esto es estudiado con gran inters por los investigadores. Una de las razones del gran esfuerzo dedicado al estudio del desgaste por deslizamiento es su complejidad, especialmente en lo que se refiere a los mltiples mecanismos involucrados.

Ensayo de cilindros.

El ensayo de elaboracin y curado de cilindros para verificacin de resistencia es uno de los ms utilizados para controlar la calidad del concreto.Si este ensayo se hace de manera errnea, ya sea en la toma de la muestra, en la elaboracin del cilindro, en el curado o en el ensayo a compresin, se llegar a resultados errneos y a controversias que no conducen a nada.

Asegure la validez del ensayo verificando que las personas que toman las muestras, elaboran los cilindros, realizan los ensayos de compresin y elaboran los informes de resultados estn capacitadas para eso. A continuacin se indican algunas recomendaciones, que si se cumplen, aseguran que el ensayo se est realizando de manera correcta.

Cules son los cilindros de ensayo del concreto?

Normalmente, se mide la resistencia a la compresin para garanti- zar que el concreto (hormign) despachado a determinado proyecto cumple con los requerimientos especificados y con el control de calidad. Para la realizacin del ensayo a compresin del concreto, se moldean especmenes cilndricos de ensayo de 4 X 8 (100 X 200 mm) o de 6 X 12 (150 x 300 mm), luego se almacenan en campo hasta que el concreto endurezca, de acuerdo con los requerimientos del ASTM C 31, Prcticas normalizadas para elaborar y curar especmenes de concreto en campo.

La mayora de las especificaciones requiere que tcnicos certifica- dos por el ACI (Field Testing Certification Grade I), o un programa equivalente prepare los especmenes en campo. Cuando se elaboren cilindros para la aceptacin del concreto, el tcnico que se encuentra en campo debe ensayar otras propiedades del concreto fresco como temperatura, asentamiento (revenimiento), densidad (peso unitario), y contenido de aire. Esta informacin debe exis- tir, acompaando al grupo de cilindros, hechos para una vaciado (colado) o colocacin particular. Un resultado de un ensayo de resistencia es siempre el promedio de al menos dos especmenes ensayados a la misma edad. Un juego de 2 a 6 cilindros puede realizarse a partir de la misma muestra de concreto, como mnimo cada 150 yd (115 m) de concreto colocado.

Por qu preparar cilindros de concreto para ensayo?

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De acuerdo a la ASTM C 31, los resultados de cilindros curados normalmente se usan para: Ensayo de aceptacin para una resistencia especificada. Verificar las proporciones de mezcla para una resistencia especificada. Ejercer control de calidad del productor de concreto.

Es muy importante que los cilindros sean preparados y curados si- guiendo los procedimientos normalizados. Cualquier desviacin de dichos procedimientos resultar en una menor resistencia medida. Los resultados de resistencia bajos debidos a procedimientos que no concuerdan con las normas causan una preocupacin injustificada, costos y demoras al proyecto.

Los resultados de resistencia de los cilindros curados en campo se emplean para:

Determinar el tiempo en el cual la estructura se puede poner en servicio. Evaluar la suficiencia del curado y la proteccin del concreto en la estructura. Programar la remocin de formaletas (cimbras) y apuntala- mientos.

Preparacin y Curado de Cilindros de Concreto en Campo

Los requerimientos para el curado en campo de cilindros difieren de los de curado estndar, y no deben confundirse. Ver ASTM C 31 para detalles de curado de especmenes en campo.

Cmo preparar y curar cilindros?

Equipo necesario en obra: Moldes para formar los especmenes. Los de plstico son los mas comunes. Varilla apisonadora con punta redondeada de 5/8 (15 mm) de dimetro para cilindros de 6 X 12 o de 3/8 de dimetro para cilindros de 4 X 8, o un vibrador. Mazo de caucho de 1.25 +/- 0.50 lb (0.6 +/- 0.2 kg) Pala, llana de madera, esptula o palustre y cuchara Carretilla u otro contenedor apropiado Tanque de agua o cuarto de curado con suficiente provisin para mantener el ambiente de curado necesario durante el perodo inicial. Equipo de seguridad apropiado para el manejo de la mezcla concreto en estado plstico.

Toma de muestras de un camin mezclador listo para descargar:

Es muy importante obtener una muestra de concreto que sea re- presentativa respecto a toda la mezcla. El muestreo debe llevarse a cabo segn la ASTM C 172, Prcticas normalizadas para el muestreo de concreto recin mezclado. La muestra debe tomarse de la mitad de la carga. La primera o ltima parte de la descarga no provee una muestra representativa. El concreto debe muestrearse desviando el canaln a una carretilla de forma que se recoja toda el rea de flujo. Se requiere al menos dos tomas durante la descarga para obtener una muestra compuesta. El tiempo transcurrido entre la primera y la ltima toma que componen una muestra no debe ser mayor a 15 minutos. El tamao mnimo requerido de muestra es 1 ft (28 l)

Antes de moldear los cilindros:

Cubra la muestra con plstico para proteger el concreto de la evaporacin, la luz solar y la contaminacin. Lleve la muestra al sitio donde se vayan a realizar los ensayos al concreto en estado plstico. Este sitio debe ser cercano al lugar donde se almacenaran intactos los cilindros durante el periodo de curado inicial. Luego de transportar la muestra al sitio de preparacin de los cilindros, remezcle la muestra dentro de la carretilla. Comience el ensayo de asentamiento, peso unitario, y contenido de aire en los primeros 5 minutos y comience a llenar los moldes de los cilindros dentro de los 15 minutos siguientes a la obtencin de la muestra.

Moldeado de los cilindros de prueba:

Marque apropiadamente el exterior del molde. No marque latapa o la superficies. Coloque los moldes cilndricos en una superficie nivelada. Determine el mtodo de compactacin1. Para concreto con asentamiento (revenimiento) menor a 1 (25 mm), se debe emplear vibrado.2. Para concreto con asentamiento de 1 (25 mm) o mayor, se permite tanto apisonamiento como vibracin. Determine el nmero de capas que se colocarn en el molde.1. Para concreto compactado con varilla apisonadora, llene el molde en tres capas iguales para cilindros de 6 X 12, y en dos capas iguales para cilindros de 4 X 8.2. Para concreto compactado con vibrador llene el molde en dos capas iguales. Coloque el concreto en el molde distribuyndolo en el interior del molde con la cuchara. Compacte la capa apisonando 25 veces uniformemente distribuidas en la capa. Cuando se emplee vibrador, introdzcalo lo suficiente hasta que la superficie se empareje y se detenga la aparicin de burbujas grandes de aire en la superficie. Se requieren dos inserciones para cilindros de 6 X 12 y una sola para cilindros de 4 x 8. Evite el vibrado excesivo. Golpee los lados del molde de 10 a 15 veces con el mazo de caucho luego de colocar cada capa para cerrar los vacos dejados por la varilla o el vibrador. Enrase la superficie con la esptula o el palustre para obtener una superficie lisa y nivelada, y cubra los especmenes con una tapa o bolsa plstica.Almacenamiento y transporte de los cilindros:

Mueva los moldes de los cilindros en estado fresco de forma cuidadosa sostenindolos por el fondo. Coloque los cilindros en una superficie plana y en condiciones controladas, con una temperatura que oscile entre 60 y 80F (16 a 27C). Cuando la resistencia especificada del concreto es mayor de 6000 psi (40 MPa), la temperatura inicial de cu- rado debe mantenerse entre 68 y 78F (20 a 26C). Sumergir totalmente los cilindros en agua es un procedimiento preferible, ya que garantiza resultados de resistencia ms confiables. La temperatura de almacenamiento, como en los cuartos de curado, debe ser controlada empleando dispositivos de calentamiento o enfriamiento si es necesario. Las temperaturas mxima y m- nima durante el periodo de curado inicial deben ser registradas y reportadas. Proteja los cilindros de la luz directa del sol o de fuentes de calor, y de temperaturas de congelacin durante el invierno. Los cilindros deben transportarse al laboratorio dentro de las primeras 48 horas despus de preparados. Algunas mezclas de concreto pueden demorar un poco ms en endurecer, por lo cual se debern transportar despus. En cualquier caso, los cilindros no deben moverse o ser transportados hasta que cumplan al menos 8 horas despus del fraguado final. Almacene los cilindros para prevenir su dao y mantenga las condiciones de humedad durante su traslado. El tiempo de viaje de la obra al laboratorio no debe superar las 4 horas.

Precaucin

El concreto en estado fresco puede causar quemaduras qumicas severas al entrar en contacto con los ojos o la piel, mantngalo fuera del alcance de la piel. Cuando trabaje con concreto emplee botas con suela de caucho, guantes, lentes de seguridad y ropa de trabajo. No permita el roce o el ingreso del concreto o de otros productos derivados del cemento con la piel. Lave la piel rpidamente con agua limpia en caso de tener contacto con concreto fresco. Si entra en contacto con los ojos lvelos con agua inmediata y repetidamente. Consulte a su doctor de inmediato. Mantenga los nios alejados de las mezclas de concreto fresco.

Siga estas reglas para preparar y curar especmenes estandarizados de concreto.

1. Obtenga una mezcla representativa.2. Coloque el concreto en capas dentro de los moldes y compacte usando equipos y procedimientos normalizados.3. De un acabado liso a la superficie y cubra el cilindro con una tapa o bolsa plstica.4. Durante el curado inicial, almacene los cilindros en el rango de temperatura requerido. Protjalos de la radiacin directa del sol o de climas extremos.5. Traslade los cilindros al laboratorio con la proteccin adecuada dentro de las primeras 48 horas de su fabricacin.

Antes de la elaboracin del cilindro verifique:

Que el sitio de elaboracin de los cilindros no est expuesto a condiciones severas de sol, lluvia o viento. Es ideal un sitio cubierto. Que la persona que vaya a realizar el ensayo tenga un conocimiento correcto del procedimiento. Verifique hacindole algunas preguntas. Asegrese que la persona que lo realiza sea siempre la misma, con la supervisin de un profesional. Que los moldes metlicos tengan las dimensiones correctas (150 2 mm de dimetro interior y 300 5 mm de altura) y no contengan residuos de concreto adheridos en las paredes internas. Que la varilla de compactacin tenga aproximadamente 60 cm. de longitud y 16 mm de dimetro, de acero liso y de extremo redondeado. No utilice la varilla de refuerzo corrugada. Que la superficie sobre la cual se realiza el ensayo sea plana y libre de vibraciones

Durante la elaboracin del cilindro verifique:

Que la toma de cilindros de concreto se realice mnimo una vez por da, o por lo menos una vez por cada 120 m3 de concreto. Que la muestra del concreto se tome de la parte media de la bachada, ni al principio ni al final de la descarga del camin, ni despus de una hora de iniciado el descargue. Si la toma de la muestra se hace de un mezcladero, la muestra debe extraerse por lo menos de 5 sitios diferentes. Antes de realizar el descargue verifique el asentamiento del concreto. Que el sitio de elaboracin de los cilindros est lo ms cerca posible del sitio donde se almacenarn durante las primeras 24 horas. Antes de la elaboracin de los cilindros la mezcla se debe remezclar para asegurar su uniformidad. Se deben elaborar mnimo dos cilindros por cada edad de ensayo. Que el cilindro se elabore en 3 capas de igual volumen, ms o menos 10 cm por capa. Que a cada capa se le den 25 golpes con la varilla de compactacin, procurando no penetrar demasiado en la capa inmediatamente anterior. Que despus de retirar la varilla compactadora se le den golpes suaves a las paredes del molde para cerrar los huecos. Que el enrase superior del cilindro se haga con un palustre para garantizar una superficie lisa y uniforme. Que despus de enrasados, se cubran con una platina o con un plstico duro e impermeable. Se permite el uso de una lona hmeda, evitando el contacto con el concreto. El cilindro se cubre para evitar la evaporacin del agua. Que durante el transporte de los cilindros del sitio de elaboracin al sitio de almacenamiento, no sean golpeados, inclinados o alterados en su superficie. Que los cilindros sean debidamente marcados e identificados, sin alterar la superficie. Evitar marcacin con puntillas o herramientas que alteren la superficie lisa

Despus de la elaboracin verifique:

Que los cilindros se mantengan durante las primeras 24 horas libres de vibraciones, con humedad de 95% y temperatura entre 16 y 27o C (clima fro o clido). Que durante la remocin de los moldes metlicos, los cilindros no se golpeen. Que despus de remover el molde se identifiquen los cilindros con un marcador, sin alterar la superficie. Que durante el transporte de los cilindros al laboratorio, estos sean bien tratados, para evitar golpes que generen microfisuras.

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