Читать книгу Análisis de fallas de estructuras y elementos mecánicos - Édgar Espejo Mora - Страница 11

El evento final de un mecanismo de falla es el modo de falla final detectado dentro del proceso de falla, mientras que el evento inicial del mecanismo de falla corresponde a la fuente de la falla o causa física de la falla (figura 1.3). Las fuentes generales de falla son las siguientes (figura 1.6):

Figura 1.6 Fuentes de falla básicas de los elementos mecánicos y estructuras

Fuente: elaboración propia.

1.Deficiencias de diseño. Cuando el elemento, equipo o estructura es incapaz de soportar las cargas, deformaciones y medio ambiente para los cuales fue concebido (radiación, composición, temperatura y presión), debido a deficiencias en el proceso de diseño. Ejemplos comunes son, a saber: especificar concentradores de esfuerzos severos en las piezas; realizar una inadecuada selección del material, proceso o procedimiento de fabricación; no haberse realizado un estudio juicioso de las cargas por soportar; cálculos de dimensionamiento erróneos o incompletos; entrega de planos incompletos o errados al fabricante, etcétera.

2.Deficiencias de material. Cuando el elemento, equipo o estructura es incapaz de soportar las cargas, deformaciones y medio ambiente para los cuales fue concebido (radiación, composición, temperatura y presión), debido a que el material en el cual fue construido no posee la resistencia que especificó el diseñador. Esto se debe básicamente a una composición química del material alejada de las especificaciones, que genera problemas como contenido excesivo de inclusiones, o facilitación en la generación de segregaciones, o incapacidad de lograrse las propiedades mecánicas deseadas a través del proceso de fabricación escogido.

3.Deficiencias de fabricación. Cuando el elemento, equipo o estructura es incapaz de soportar las cargas, deformaciones y medio ambiente para los cuales fue concebido (radiación, composición, temperatura y presión), debido a que en su proceso de fabricación hubo deficiencias que hicieron que la pieza no quedara con la resistencia que especificó el diseñador. Ejemplos pueden ser: generación de concentradores de esfuerzo severos en la geometría de las piezas que no estaban especificados en planos; generación de esfuerzos residuales no deseables por inadecuados procesos de enfriamiento; ciclos termomecánicos que faciliten fenómenos de segregación; procedimientos de soldadura inadecuados que inducen discontinuidades; procedimientos inadecuados de tratamientos térmicos que generan agrietamientos y oxidación, etcétera.

4.Deficiencias de transporte. Cuando el elemento, equipo o estructura es incapaz de soportar las cargas, deformaciones y medio ambiente para los cuales fue concebido (radiación, composición, temperatura y presión), producto de deficiencias en el embalaje, medio de transporte, manipulación, etcétera, que atentan contra la integridad de los equipos; generando, por ejemplo, impactos, corrosión, desensamble, entre otros, durante el traslado de estos desde las fábricas hasta el lugar donde serán montados e instalados.

5.Deficiencias de montaje. Cuando el elemento, equipo o estructura es incapaz de soportar las cargas, deformaciones y medio ambiente para los cuales fue concebido (radiación, composición, temperatura y presión), debido a que durante su montaje o ensamble se incurrió en deficiencias que modificaron su resistencia o aumentaron las solicitaciones de servicio. Algunos ejemplos son los siguientes: desalineamientos que generan esfuerzos parásitos, inapropiada cimentación de una máquina que la hace trabajar en un alto estado vibratorio, montaje con golpes sobre las piezas que dañan sus superficies, etcétera.

6.Deficiencias de operación. Cuando el elemento, equipo o estructura es incapaz de soportar las cargas, deformaciones y medio ambiente que experimenta en servicio (radiación, composición, temperatura y presión), debido a que estas solicitaciones son superiores a las especificadas por una inadecuada operación. Generalmente se presenta cuando el equipo se usa en una aplicación para la cual no fue diseñado o es sometido a condiciones severas de velocidad, carga, temperatura, medio ambiente, etcétera.

7.Deficiencias de mantenimiento. Cuando el elemento, equipo o estructura es incapaz de soportar las cargas, deformaciones y medio ambiente que experimenta en servicio (radiación, composición, temperatura y presión), debido a que no se ejecutó una labor de mantenimiento en el momento adecuado o se hizo incompleta. Ejemplos son los siguientes: cambios de aceite superiores en tiempo a lo recomendado por el diseñador, recambio de piezas en tiempos superiores a los recomendados, uso de repuestos no probados y aprobados por el diseñador, etcétera.