Entendiendo los ejes y causas de fallo – parte #2

Fractura en un eje

Una ruptura o fractura en un eje casi siempre se inician en alguna imperfección en la superficie, como una grieta microscópica, acompañados de una concentración de esfuerzos. Con el esfuerzo aplicado (doblado de rotación, la carga radial, la carga cíclica, etc.) en la grieta, los enlaces entre las moléculas del acero y la grieta se propaga a través del eje. Dependiendo de la cantidad de estrés el proceso de propagación de grietas puede ser muy lento o muy rápido.

Dúctil vr frágil

La Figura 1 muestra las diferencias de fallas en ejes dúctiles y frágiles, dependiendo del tipo de carga: de tracción, de torsión, y de flexión. La superficie de la fractura normalmente le dará una idea de la magnitud de la carga, lo que significa que si el aspecto es muy frágil, entonces el fallo se produjo muy rápidamente, y si el fallo es muy dúctil o suave, entonces la grieta se propago por algún tiempo.
Figura #1

La Figura 2 muestra la apariencia de los fallos más comunes de eje, casi todos los fracasos del eje se producen en el lugar de un elevador de esfuerzo, por lo general en el hombro del cojinete o de la ranura.

Figura #2

Marcas de playa

Indican el avance de la fractura frente a la grieta, la textura suele ser lisa cerca del origen y se vuelve más áspera conforme la grieta crece.

Marcas radiales

Las marcas de trinquete son el signo de varias grietas individuales que finalmente se fusionan para formar una sola grieta. Las marcas de trinquete están presentes entre los orígenes de la grieta.

Marcas de flechas
Fallos por fatiga de flexión y rotación se producen cuando cada parte del eje está sujeto a la alternancia de la compresión y la tensión bajo carga. Una grieta puede comenzar en cualquier punto de la superficie donde hay un elevador de esfuerzo.

Marcas torcidas
Los daños por torsión tienen una apariencia «torcida». Este eje particular muestra algunas de torsión antes de fracaso. Si el material del eje es dúctil, se tuerza más antes de fallar. Si el eje es más frágil, o sujeto a la torsión extrema, la fractura tendrá una áspera apariencia.

Fractura frágil
Una falla frágil es debido a un arranque repentino del equipo luego de estar detenido, el resultado es una marca en diagonal con una superficie áspera. Las causas posibles incluyen un atasco en los equipos, carga de alto impacto.

La identificación del tipo de fractura determinara las posibles soluciones al problema, se deberán atacar las causas que provocaron el daño y una vez identificadas, se podrá seguir con seguridad, ya sea trabajando con el eje fallado, haciendo una reparación o fabricando un eje nuevo.

Fuente: Ing. Allan Fonseca Vargas (Ingeniería RENAME)

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