Caracterización de fallas en un acero AISISAE 4140 templado y revenido, soldado y con recubrimiento de cromo utilizado en la fabricación de rotores de bombas de cavidades progresivas
Los aceros son materiales universalmente utilizados para la construcción de máquinas, herramientas y estructuras. Las bombas de cavidades progresivas PCP, utilizadas en la industria del petróleo y gas, están construidas por un estator de elastómero con carcasa y rotor de acero. El acero utilizado en la fabricación de rotores es un AISI-SAE 4140 templado y revenido, soldado con aporte inoxidable AWS E 312-16 y con recubrimiento de cromo duro en toda la superficie. Las fallas del mismo de forma prematura por fractura, desgaste y corrosión localizada, durante su operación en la extracción de petróleo y gas en la región, fueron las que motivaron la realización de este trabajo. Para ello se analizaron tres rotores con fallas prematuras en los cuales la fractura del acero, desde el punto de vista metalúrgico, pudo ser originada por la inhomogeneidad química en el material analizado que generó zonas segregadas con diferentes microestructuras junto con la unión por soldadura que incrementa la posibilidad de falla por ser un material con riesgo a fisuración en frío si no se realiza un pre-calentamiento y un tratamiento térmico post soldadura apropiado. El recubrimiento por cromado duro debe presentar buena terminación, adherencia, espesor suficiente y ausencia de defectos para que los fluidos corrosivos no lleguen al acero y produzcan corrosión acelerada. Por último, la incorrecta selección del elastómero del estator aumenta la probabilidad de falla del rotor. La caracterización por técnicas metalográficas, microscopía óptica, electrónica de barrido SEM con detector EDS, ensayos de microdureza y de tracción permitieron determinar que la segregación química fue la causa más importante de falla, junto con la corrosión en el cromado y el desgaste por rozamiento con el elastómero. Es por ello que se realizaron distintos tratamientos térmicos de homogeneizado y tratamiento térmico posterior para determinar el más adecuado. También se propone el uso distintos metales de aporte en la realización de la soldadura a tope y la modificación y el uso de un recubrimiento bicapa de Cu-Cr junto con la correcta selección del elastómero, comercialmente disponible, todo esto contribuirá a disminuir el riesgo de falla de estos elementos.
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| Format: | trabajo final de grado biblioteca |
| Language: | spa |
| Published: |
Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ingeniería
2019-06-21T17:16:55Z
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| Subjects: | Rotor de bomba PCP, Aceros AISI-SAE 4140, Cromado duro, Tratamientos térmicos en acero, Ciencias Aplicadas, |
| Online Access: | http://rdi.uncoma.edu.ar/handle/uncomaid/15296 |
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