Читать книгу Análisis de fallas de estructuras y elementos mecánicos - Édgar Espejo Mora - Страница 19

A partir de los análisis de mecanismo de falla realizados por los autores del presente texto, durante una ventana de tiempo de 10 años que corresponden a cerca de 290 eventos de falla estudiados [13], se pudieron establecer las estadísticas que a continuación se mencionan, las cuales pueden dar al lector información sobre las tendencias de tipos de falla, modos de falla y fuentes de falla que comúnmente se consultan en el medio local. Estos eventos de falla provinieron principalmente de empresas del sector minero (carbón y petróleo), aeronáutico, automotriz, de maquinaria industrial e infraestructura (puentes metálicos).

Debido a su impacto en la producción, disponibilidad y funcionalidad de equipos e instalaciones, y a sus consecuencias económicas, humanas y ambientales, no es de extrañar que la mayoría de casos consultados por los diferentes sectores productivos correspondan a fallas catastróficas (82,6 %) (figura 1.17).

Figura 1.17 Proporción entre fallas catastróficas y no catastróficas consultadas

Fuente: elaboración propia.

Las fallas súbitas engloban generalmente modos de falla como las fracturas súbitas, la deformación plástica o eventos de desgaste adhesivo severo, producto de una falta de control efectiva sobre el valor de las solicitaciones, lo cual genera sobrecargas o mal funcionamientos que favorecen la ocurrencia de los modos de falla mencionados. En general, si se tienen eficientes procesos de operación y mantenimiento, normalmente se logra disminuir la proporción de fallas súbitas frente a las progresivas. De los casos consultados a los autores, la mayoría correspondieron a fallas progresivas (67,5 %) (figura 1.18).

Figura 1.18 Proporción entre fallas progresivas y súbitas consultadas

Fuente: elaboración propia.

Dependiendo de las solicitaciones particulares a las cuales se someten los elementos mecánicos en diferentes ramos industriales, se encuentra que en algunos ramos predominan ciertos modos de falla finales que en otros sectores industriales no son tan frecuentes. Por ejemplo, en operación de maquinaria industrial, estructuras, automóviles, aeronaves, minería y movimiento de tierras, donde el ambiente corrosivo está limitado a la acción de la atmósfera, es común que los modos de falla finales predominantes sean en orden descendente de importancia, los relacionados con fractura, desgaste y deformación plástica, siendo los modos de falla finales relacionados con corrosión poco frecuentes (figuras 1.19 y 1.21, izquierda), nótese que el modo de falla final de mayor consulta fue la fractura por fatiga.

En ramos industriales relacionados con la conducción y el bombeo de fluidos corrosivos como el agua, el vapor de agua, alimentos, petróleo y sus derivados, la participación de los modos de falla finales relacionados con corrosión y su cooperación con fractura (corrosión-fractura) o con desgaste (corrosión-desgaste) se hace importante, equiparándose a los modos de falla finales por fractura (figuras 1.20 y 1.21, derecha). Nótese que los modos de falla finales más consultados fueron la fractura por cooperación corrosiónfatiga y la fatiga pura.

Figura 1.19 Modos de falla finales comúnmente consultados

Nota. Relacionados con operaciones de maquinaria industrial, estructuras, automóviles, aeronaves, minería y movimiento de tierras.

Fuente: elaboración propia.

Los modos de falla relacionados con vibración no aparecen en las figuras 1.19 a 1.21, no por su ausencia, sino debido a que las empresas generalmente los consultan con analistas especializados en ese tipo de eventos, perfil que no corresponde al de los autores del presente texto.

De los análisis de mecanismo de falla realizados, se encontró que las fuentes más comunes de falla recaen en operación y en mantenimiento (figura 1.22), sumando estas 2 fuentes el 75,7 % de los casos. Esto indica que es más común encontrar la fuente de la falla en la organización operadora y mantenedora del equipo, que en la empresa fabricante, esto se debe a los filtros de control de calidad en diseño, material, fabricación, transporte y montaje que las empresas fabricantes les hacen a sus productos.

Figura 1.20 Modos de falla finales comúnmente consultados en operación de conducciones y bombeo de fluidos corrosivos

Nota. Fluidos como el agua, el vapor de agua, alimentos, petróleo y sus derivados.

Fuente: elaboración propia.

Figura 1.21 Resumen de los porcentajes de consulta de los modos de falla finales agrupados por familias

Nota. Para el caso de las industrias mencionadas en la figura 1.19 (izquierda) y las mencionadas en la figura 1.20 (derecha).

Fuente: elaboración propia.

Figura 1.22 Estadística de la participación de las fuentes de falla en los análisis de mecanismo de falla realizados

Nota. La sumatoria de los porcentajes excede el 100 %, ya que no es extraño que 2 o más fuentes de falla cooperen en un evento.

Fuente: elaboración propia.