ANÁLISIS DE FALLA DE BRIDA DE SEGURIDAD

H. G. SVOBODA, H. M. DE ROSA

Santiago de Chile

Congreso; Jornadas CONAMET/SAM’06; 2006

Sociedad Chilena de Metalurgia y Materiales

El presente trabajo se estudió la falla de una brida de seguridad, empleada en el sistema de suspensión del ferrocarril. Este conjunto está formado por tres componentes. Un elemento superior que se encuentra fijado a la estructura del “boggie”, mientras que por el elemento inferior pasan los elásticos de la ballesta de suspensión del vagón. Los elementos mencionados como superior e inferior se encuentran vinculados a través de un elemento central. Este sistema no actúa hasta la eventual rotura del fleje que contiene el paquete de elásticos de la ballesta. En esta situación, los elásticos liberan su energía, que sumado a su peso actúa sobre el elemento inferior, evitando el sistema que los elásticos colisionen contra el suelo. El elemento inferior del conjunto, denominado “grampa”, está constituido por una planchuela doblada y soldada y presenta dos apoyos soldados. Este componente se halló fracturado en una inspección antes de haber entrado en servicio en una zona cercana a un cordón de soldadura. Se realizó una inspección visual para determinar el modo de falla, el tipo de tensiones actuantes, la presencia de deformación plástica macroscópica y la existencia de macrodefectos. A su vez, se realizó un estudio fractográfico con microscopía óptica y electrónica de barrido (SEM). Se caracterizó el material microestructuralmente identificándose las fases presentes, el tamaño de grano y el contenido inclusionario. Finalmente se estudió el cordón de soldadura cercano a la falla. El material empleado en la construcción de la grampa presenta una estructura perlítico-ferrítica, correspondiendo a un acero de alrededor de 0,7%. La unión soldada presenta una severa falta de fusión del material de la grampa, habiéndose fundido sólo una pequeña zona que representa alrededor del 20% de la longitud del cordón. Además se observaron defectos como porosidad superficial, inclusiones de escoria y falta de fusión de raíz. La zona afectada por el calor de la grampa, presenta una estructura martensítica. La superficie de fractura presenta una zona de fractura frágil de una estructura fina (martensita) asociada con la zona afectada por el calor del material de la grampa. Esta superficie presenta restos de óxido y pintura lo que evidencia que se habría generado al producir la soldadura. También se observa una superficie extensa con características de fractura frágil que cubre prácticamente la totalidad de la superficie. La falla del componente se produjo debido a un procedimiento de soldadura y una ejecución de la unión soldada incorrectos. Se recomienda diseñar procedimientos de soldadura acorde a los materiales a unir y al diseño de la junta y calificar dicho procedimiento y al soldador.