Tesis
Estudio experimental del comportamiento de los aceros para ductos sometidos a erosión-corrosión.
Fecha
2017-09-28Registro en:
Sedano De la Rosa César. Estudio experimental del comportamiento de los aceros para ductos sometidos a erosión-corrosión. Tesis (Doctorado en Ingeniería de Sistemas). Ciudad de México, Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Zacatenco. 2017. 145 p.
Autor
Sedano De la Rosa, César
Institución
Resumen
El presente trabajo es un estudio experimental del comportamiento del desgaste
en aceros para tuberías de las series ASTM y API 5L, sometidos a ensayos de
Erosión por Partícula Sólida (EPS) y ensayos de erosión-corrosión en condiciones
de flujo turbulento de chorro con giro. El desarrollo experimental se dividió en dos
secciones: La primera parte consistió en realizar los ensayos EPS adoptando
algunos parámetros del estándar ASTM G76-04. Mientras que en la segunda
etapa se realizaron ensayos de erosión-corrosión en condiciones de chorro con
giro no sumergido, en un banco de prueba diseñado y manufacturado en el IPN
por el Grupo de Tribología de la SEPI-ESIME-Zacatenco, que es capaz de simular
las condiciones antes mencionadas; las mediciones electroquímicas de velocidad
de corrosión se realizaron empleando la técnica de Resistencia a la Polarización
(Rp), utilizando un arreglo de tres electrodos de anillos concéntricos construidos
del mismo tipo de acero, como electrolito se recurrió a un medio corrosivo
compuesto de agua destilada, cloruro de sodio (NaCl), Alúmina (Al2O3) como
material abrasivo y finalmente purgado con dióxido de carbono (CO2). A partir de
las huellas de desgaste de los ensayos de EPS, se encontró que el mecanismo de
desgaste predominante para todas las condiciones realizadas fue la deformación
plástica. Además se observó una rugosidad prominente en la huella de desgaste
para todas las condiciones de giro comparado con la condición de no giro. Sin
embargo, en esta última el desgaste es más severo si se le equipara con la
condición de giro. Derivado de los ensayos de erosión-corrosión, para todas las
condiciones se encontró que el mecanismo de daño predominante fue el ataque
localizado (corrosión por picaduras). Se distinguieron además diferencias en la
capa de productos de corrosión para las diferentes intensidades de giro
ensayadas. Finalmente, se observó que cuando los fenómenos de erosión y
corrosión coexisten con una intensidad de giro grande, el desgaste fué más
severo.
Abstract
This work is an experimental study of wear behaviour on ASTM and API 5L
pipeline steels, subjected to Solid Particle Erosion (SPE) and erosion-corrosion
tests under turbulent swirling impinging jet conditions. The experimental
development was divided in two sections: In the first part SPE tests were
conducted according to some parameters of ASTM G76-04 standard. Meanwhile,
in the second stage tests of erosion-corrosion at non-submerged swirling jet
conditions were performed by means of test rig designed and manufactured by
IPN-SEPI-ESIME-Zacatenco-Tribology Group, and able to simulate the above
conditions; the electrochemical measurements of corrosion rate were carried out
using the polarization resistance technique (Rp), employing a three-electrode
concentric ring arrangement made of the same type of steel, a corrosive media
composed of distilled water, NaCl, Al2O3 as abrasive material, and purged with
CO2 was used as electrolyte. From the erosive wear scar, the plastic deformation
was the predominant wear mechanism founded in all test conditions. Moreover, a
high roughness onto the wear scar for swirling conditions was observed. However,
a wear damaged more severe at non-swirling condition was noticed. From the
erosion-corrosion tests, the localized attack (pitting corrosion) was the predominant
damage mechanism encountered in all tests. Differences in corrosion product
layers between swirl intensities were observed. Finally, when the erosion and
corrosion phenomena coexist with high swirl intensity, the wear damage obtained
was more severe.