Modelado mecanico de fallas en placas-base porta válvulas lineales en cucharas de acero

LUIS JOSE OTEGUI; SARMIENTO, G. S.; MIZDRAHI, M.; PIZZI, M.

Bariloche

Congreso; ENIEF 04; 2004

Soc. Arg. Mecanica Computacional

Se analizaron las causas de la aparición de fisuras en las placas bases de las válvulas lineales de las cucharas de colada de una acería, y se definieron modificaciones para minimizar la recurrencia de las fallas. El análisis fractográfico permitió detectar defectos geométricos originados en modificaciones previas. El material de la placa base no presenta daño microestructural severo por efecto de la alta temperatura. La propagación de las fisuras analizadas está acompañada de grandes deformaciones plásticas, y es típica de un proceso de daño por fatiga de muy bajos ciclos.  El modelado numérico termo-elasto-plástico realizado con el programa de elementos finitos ABAQUS permitió identificar el estado tensional de origen térmico y mecánico, identificar los parámetros geométricos y operativos que  determinaban las fallas detectadas, y establecer el efecto de posibles métodos de mitigación, incluyendo modificaciones en partes metálicas y refractarios. El sitio de iniciación de las fisuras es la zona más solicitada de la placa base. La causa raíz del problema es que se colocaron tarugos tapando los agujeros donde iban los bulones en el diseño anterior, lo cual redujo la sección resistente a menos de la mitad. Su corrección involucró la extracción de los tarugos y el rellenado por soldadura de los agujeros.  Aún en condiciones de diseño las tensiones cíclicas son lo suficientemente elevadas como para posibilitar la iniciación de fisuras por fatiga; se recomienda una frecuencia y una metodología de inspección.