1. analisis de fallas generalidades
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ANALISIS DE FALLAS
GENERALIDADES
BIBLIOGRAFIA
Failure Analysis of Engineering Structures,
Methodology and Case Histories, V.
Ramachandran
How to Organize and Run a Failure
Investigation, Daniel P. Dennies, Ph.D., P.E.
Fundamentos de Análisis de falla, Gustavo
Tovar Sánchez
EL PROCESO DE ANALISIS DE
FALLAS
Busca determinar las causas o factores que han conducido a una pérdida no deseada de funcionalidad
Aborda:
◦ Fallos de componentes
◦ Fallos de estructuras
◦ Fallos de ensamblajes
Enfoque dado desde la ingeniería de los materiales
CONSIDERACIONES PREVIAS
Una falla no es un evento simple y es preciso estudiarlo a varios niveles (diseño, selección de materiales, proceso, operación etc.).
Organizar y planificar el A.F. teniendo en cuenta: objetivos y prioridades antes de realizar ensayos destructivos. Convertir suposiciones en evidencias
Prevención de fallas
Salida: la educación. Para reducir la
frecuencia de las fallas físicas, en múltiples
niveles y en múltiples sujetos dentro de
una organización. Las causas de la falla
deben ser socializadas
NIVELES ESPECIFICOS DEL
ANALISIS DE FALLAS Nota: No se debe confundir la causa raíz con una posible causa física de un fallo.
Si las tareas de análisis de fallas se llevan a cabo adecuadamente, entonces el analista en última instancia, debe ser capaz de enumerar las causas encontradas y describir de manera clara como estas influyeron para que ocurriera la misma
ELEMENTOS DE LA CAUSA -
RAIZ DE UNA FALLA
ELEMENTOS DE LA CAUSA -
RAIZ DE UNA FALLA PUEDEN SER:
◦ Físicos: el mecanismo de falla (sobrecarga de
fatiga, corrosión, etc)
◦ Humanos: los factores humanos que
conducen a la causa física
◦ Latente: las normas culturales /
organizacionales que conducen a la causa
humana
Como reconocer la falla
Fallas…
Hasta los expertos cometen
errores
Las fallas están esperando para
ocurrir en cualquier momento
Fallas en ingeniería
Fallas en un eje y en hélice
CUANDO SUCEDE UNA FALLA
1. Cuando una
maquina o uno
de sus
componentes
se vuelve
completamente
inoperable
CUANDO SUCEDE UNA FALLA
(2)
2. Cuando una
maquina o uno de
sus componentes
es operable pero
no es capaz de
cumplir su función
satisfactoriamente
CUANDO SUCEDE UNA FALLA
3. Cuando por el
deterioro el
equipo o de
alguno de sus
componentes
ha sido tan
serio que se
hace poco
confiable e
inseguro
FUENTES FUNDAMENTALES DE
FALLA DISEÑO
SELECCIÓN INADECUADA DEL MATERIAL
TRATAMIENTO TERMICO DEFECTUOSO
MANUFACTURA DEFECTUOSA
MECANIZADO DEFICIENTE
MONTAJE DEFICIENTE
MANTENIMIENTO DEFICIENTE
FALLAS POR CORROSIÓN
DISEÑO
Diseños deficientes pueden producir fallas
catastróficas ej:
Avión britanico De Havilland Comet
(reacción) 1952
SELECCIÓN INADECUADA DE
LOS MATERIALES
AVION DE COMBATE F-111 FUERZA AEREA AMERICANA (USAF) EN LA UNION DE LAS ALAS AL FUSELAJE (1960-1970)
TRATAMIENTO TERMICO
DEFECTUOSO
Los tratamientos térmicos deficientes pueden generar microgrietas y fractura de los componentes después del tratamiento ó al poco tiempo de servicio
Alabe compresor
El alabe esta
diseñado en aleación
alfa-beta de titanio
(IMI 550, Ti-4Al-2Sn-
4Mo), en ensayo de
fatiga por
vibraciones, falla
prematura por muy
baja resistencia a la
fatiga.
FRACTORAFIA
LA FRACTOGRAFIA MUESTRA UN GRANO METALICO EN EL ORIGEN DE LA FRACTURA
GRIETA POR FATIGA ASOCIADO
A LA SUPERFICIE DEL ALAVE
FRACTURA Y DENDRITA
LA FOTOGRAFIA TOMADA CON EL MICROSCOPIO ELECTRONICO DE BARRIDO MUESTA LA FRACTURA Y LA ESTRUCTURA DENDITICA DEL GRANO METALICO
MANUFACTURA DEFECTUOSA
FALLA PARA LA FUNDICION DEL RODILLO DE UN MOLINO DE YESO (FALLO 4 HORAS DESPUES DE INICIADA LA OPERACIÓN).
INSPECCION VISUAL MOSTRO RECHUPES YM POROSIDADES SIGNIFICATIVAS EN LA SUPERFICIE DEL RODILLO
MECANIZADO DEFICIENTE
BUJE DE LEVA DE
MOTOR FALLO A
LOS 30 MINUTOS
DE ENCENDIDO
DEL EQUIPO, AL
MECANIZAR EN
TORNO LAS
TOLERANCIAS NO
FUERON LAS
ADECUADAS
MONTAJE DEFICIENTE
MOTOR DESALINEADO CON
REDUCTOR DE VELOCIDAD LO QUE
OCACIONO ESFUERZOS FLECTORES
AMORMALES EN EL SISTEMA
MANTENIMIENTO DEFICIENTE
EJE CARDAN FALLA POR FALTA DE
LUBRICACIÓN
FALLAS POR CORROSIÓN
ACERO DE ALTA RESISTYENCIA FALLA
POR CORROSION PROGRESIVA
ETAPAS DEL PROCESO DE
ANALISIS DE FALLAS 1) EVIDENCIA DOCUMENTAL
2) CONDICIONES REALES DEL SERVICIO
3) ENTREVISTAS
4) EXAMEN PRELIMINAR
5) SELECCIÓN DE MUESTRAS PARA ENSAYOS
6) ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
7) SELECCION Y PRESERVACIÓN DE LAS
SUPERFICIES DE FRACTURA
ETAPAS DEL PROCESO DE
ANALISIS DE FALLAS (2) 8) EXAMEN MACROSCOPICO
9) EXAMEN MICROSCOPICO
10) DETERMINACION DEL TIPO DE FRACTURA
11) ANALISIS DE LA COMPOSICION DEL MATERIAL
12) ENSAYOS SIMULADOS DE SERVICIO
13) FORMULACIÓN DE CONCLUSIONES E INFORME
14) RECOMENDACIONES
DESARROLLO DE LAS ETAPAS
DEL PROCESO DE ANALISIS DE
FALLA Análisis de fallas es una actividad multidisciplinaria, la metodología adoptada depende de la experiencia del analista
Debido a que un solo analista pueden no estar equipados con conocimientos en diversas disciplinas tales como:
La metalurgia
Ciencia de materiales
Mecánica estructural
Corrosión
Ingeniería de propulsión
Aerodinámica.
Se hace necesario un equipo de analistas en el proceso.
ANALISIS DE FALLAS
OBJETIVOS Prevenir fallas futuras
Establecer la validez de los diseños y la selección de los materiales
Descubrir defectos en el procesamiento de los materiales por medio de la caracterización de los defectos
Para revelar problemas inducidos durante la manufactura o fabricación del componente
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