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12. valvulas

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Analisis de Falla 12. valvulas

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12. valvulas

  1. 1. GESTION Y ANALISIS DE FALLAS
  2. 2. UNIDAD VIII VÁLVULAS
  3. 3. INTRODUCCION • En esta unidad estudiaremos las válvulas así como los conceptos básicos sobre los asientos, las guías, resortes, rotadores y retenedores; analizaremos también la función y la estructura de estos componentes. • El contenido de esta unidad incluirá también los temas de cómo encajan estos componentes, cual es su índice normal de desgaste y cuales son las posibles causas, seguiremos utilizando el método de los ocho pasos del análisis de falla.
  4. 4. OBJETIVOS • Identificar la función de las válvulas, asientos, guías, resortes, rotadores y retenedores. • Identificar el modo en que estos componentes encajan. • Identificar el desgaste normal de cada unos de estos componentes así como las causas principales de fallas.
  5. 5. VÁLVULAS
  6. 6. EN ESTA UNIDAD • FUNCIÓN. • NOMENCLATURA. • FABRICACION • OPERACIÓN. • CARGAS Y ESFUERZO. • FALLAS. VALVULAS Y COMPONENTES
  7. 7. VALVULAS FUNCIONES
  8. 8. FUNCIONES • CONTROLA EL FLUJO DE GASES DE ADMISION Y ESCAPE. • SELLAN LAS ALTAS PRESIONES DE COMBUSTION. • TOLERAN ALTAS TEMPERATURAS. • TOLERAN ACIDOS. • TOLERAN CARGAS CICLICAS. • SUMINISTRAN SUPERFICIES DE DESGASTE.
  9. 9. VALVULAS NOMENCLATURA
  10. 10. NOMENCLATURA RANURA PARA RETENES SOLDADURA INERCIAL RADIO DE FILETE CARA ENDURECIDA VÁSTAGO CABEZA
  11. 11. NOMENCLATURA VÁLVULA DE DOS PIEZAS CABEZA Y VASTAGO UNIDAS POR SOLDADURA
  12. 12. VALVULAS FABRICACIÓN
  13. 13. FABRICACIÓN - VÁSTAGO ENDURECIMIENTO POR INDUCCION FLUJO DEL GRANO VASTAGO DUREZA 30-40 RC
  14. 14. FABRICACIÓN - VÁSTAGO AUMENTO DE VIDA DE LA ZONA DE RETENDORES ENDURECIMIENTO POR INDUCCION DUREZA 48-58 RC
  15. 15. FABRICACIÓN – CABEZA DE VÁLVULA DUREZA 24-42 RC FLUJO DEL GRANO
  16. 16. FABRICACIÓN – CABEZA DE VÁLVULA CAPA DE ENDURECIMIENTO Cromo, Níquel y Molibdeno (Estelita 1/16”)
  17. 17. FABRICACIÓN – CABEZA DE VÁLVULA CAPA DE ENDURECIMIENTO
  18. 18. FABRICACIÓN – SOLDADURA VÁSTAGO Y CABEZA SOLDADURA INERCIAL VASTAGO CABEZA
  19. 19. FABRICACIÓN – SOLDADURA VÁSTAGO Y CABEZA SOLDADURA INERCIAL VASTAGO CABEZA
  20. 20. FABRICACIÓN – SOLDADURA VÁSTAGO Y CABEZA CABEZA
  21. 21. FABRICACIÓN - CASQUILLOS Acero/Cromo - Admisión Acero,Cromo,tungsteno y níquel - Escape
  22. 22. FABRICACIÓN – GUIAS DE VALVULA HIERRO FUNDIDO GRIS. PROPORCIONA AUTOLUBRICACIÓN MAYOR RESISTENCIA AL DESGASTE ESTRÍAS O RANURAS PARA AUMENTAR LUBRICACIÓN
  23. 23. FABRICACIÓN – RESORTES DE VALVULA ACERO DE MAS BAJO CARBONO. MAYOR RESISTENCIA A LAS GRIETAS. MAQUINADO FINAL EN LOS EXTREMOS. LINEA DE CENTRO
  24. 24. FABRICACIÓN – RETENEDORES Y ROTADORES ACERO DULCE DE BAJO CARBONO. TRATAMIENTO TERMICO MEJORA RESISTENCIA Y VIDA ÚTIL.
  25. 25. VALVULAS OPERACIÓN
  26. 26. OPERACIÓN INSTALACION ROTADOR RESORTE ARANDELA GUÍA GUÍA DE VÁLVULA ASIENTO DE VÁLVULAS SEGUROS
  27. 27. VALVULAS CARGAS Y ESFUERZOS
  28. 28. CARGAS Y ESFUERZOS CARGAS NORMALES EN LAS VÁLVULAS: • FUERZA DEL RESORTE. • CIERRE DE LA VÁLVULA. • PRESION DE LOS GASES DE COMBUSTIÓN.
  29. 29. CARGAS Y ESFUERZOS FUERZA DEL RESORTE CERRADO ABIERTO
  30. 30. CARGAS Y ESFUERZOS CIERRE DE LA VÁLVULA ALTA CONCENTRACIÓN DE ESFUERZO
  31. 31. CARGAS Y ESFUERZOS PRESIÓN DE LA COMBUSTION ALTA CONCENTRACIÓN DE ESFUERZO
  32. 32. VALVULAS FALLAS
  33. 33. Análisis de Falla 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. •PENSAR. •HECHOS •SEÑALES DE CAMINO •CAUSA RAÍZ 8 PASOS A SEGUIR :
  34. 34. FALLAS AMBIENTE HOSTIL • ALTAS TEMPERATURAS + DE 1200°F. • DESALINEAMIENTOS. • DESAJUSTES. • LUBRICACIÓN INADECUADA. • DAÑO POR IMPACTO. • CORROSIÓN.
  35. 35. FALLAS SEGUIR LA SEÑAL DE CAMINO HECHOS FRACTURA DESGASTE CAUSA RAIZ
  36. 36. FALLAS – ALTA TEMPERATURA HECHOS DESGASTE CAUSA RAIZ ALTA TEMPERATURA • GRIETAS TÉRMICAS EN EL RADIO DEL FILETE. • DEFORMACIÓN DEL METAL. • OXIDACIÓN EXCESIVA Y ACUMULACIÓN DE ESCAMAS • VARIAS VÁLVULAS CON DAÑOS SIMILARES. • OTRAS CAUSAS.
  37. 37. • GRIETAS TÉRMICAS EN EL RADIO DEL FILETE. FALLAS – ALTA TEMPERATURA
  38. 38. • GRIETAS TÉRMICAS FALLAS – ALTA TEMPERATURA
  39. 39. • FRACTURA DÚCTIL FALLAS – ALTA TEMPERATURA
  40. 40. • ROTURA EN EL EXTREMO DE LA CARA FALLAS – ALTA TEMPERATURA
  41. 41. • FRACTURA DE FLEXION POR FATIGA MARCAS DE PLAYA FALLAS – ALTA TEMPERATURA
  42. 42. • FRACTURA DE FLEXION POR FATIGA MARCAS DE PLAYA FALLAS – ALTA TEMPERATURA
  43. 43. FRACTURA CORDAL CIRCULO •Altas temperaturas. •Cargas en los bordes. •Presiones muy altas. •Concentradores de esfuerzo. •Materiales defectuosos. FALLAS – ALTA TEMPERATURA
  44. 44. FALLAS - DESALINEAMIENTO HECHOS DESGASTE CAUSA RAIZ • DESGASTE IRREGULAR. • VALVULAS DOBLADAS • FRACTURA CORDAL EN LA CABEZA. • FRACTURA POR FATIGA Y FLEXION. • PERDIDA Y ACANALIEMIENTO EN LA CARA DE LA VALVULA. • SOLO UNA VALVULA DAÑADA.
  45. 45. GRIETA CORDAL FALLAS - DESALINEAMIENTO
  46. 46. FRACTURA CORDAL POR ALTA TEMPERATURA CARGAS CICLICAS EN UN PUNTO. FALLAS - DESALINEAMIENTO
  47. 47. FRACTURA SECUNDARIA DUCTIL, ASPERA Y PLANA FALLAS - DESALINEAMIENTO
  48. 48. INDENTACIONES Asiento desalineado Guías gastadas Asientos torcidos. Fatigas alrededor del vástago. Se unieron y se partió FALLAS - DESALINEAMIENTO
  49. 49. DESALINEAMIENTO MARCAS DE PLAYA INICIO FIN DE FRACTURA FALLAS - DESALINEAMIENTO
  50. 50. FALLAS - DESAJUSTE HECHOS DESGASTE CAUSA RAIZ • CARGA DE COMPRESIÓN CICLICA. • CARGA DE TRACCION CICLICA SONRE EL VASTAGO DE LA VALVULA. • CARGA CICLICA POR FUERZA CORTANTE EN LA ZONA DE LOS RETENEDORES. CAUSAS :
  51. 51. FALLAS - DESAJUSTE HECHOS DESGASTE CAUSA RAIZ Cargas cíclicas elevadas genera Grietas FRACTURA POR DESAJUSTE PRODUJO CAIDA DE LA VALVULA
  52. 52. FALLAS - DESAJUSTE HECHOS DESGASTE CAUSA RAIZ APARIENCIA ASPERA Y LEÑOSA – CARGA CICLICA
  53. 53. FALLAS – MALA LUBRICACION HECHOS DESGASTE • GUIA MUY SUELTA. • GUIA MUY AJUSTADA • ACEITE INADECUADO. • VALVULA MUY CALIENTA. • VALVULA MUY FRÍA. • DEMASIADO ACEITE • POCO ACEITE. • ETC. CAUSAS :
  54. 54. FALLAS – ALTO IMPACTO HECHOS DESGASTE CAUSA RAIZ •Apertura de sincronizada •Válvulas atascadas •Impactos •Frecuentemente vástagos doblados
  55. 55. FALLAS – ALTO IMPACTO •Acumulación NORMAL de carbón y sedimentos, FRACTURAS QUE OCASIONÓ LA FALLA?
  56. 56. FALLAS – ALTO IMPACTO •Superficie Brillante y Cristalina. FIN INICIO
  57. 57. FALLAS – ALTO IMPACTO FRACTURA CAUSA O RESULTADO
  58. 58. FALLAS – ALTO IMPACTO FRACTURA RESULTADO ES ASPERA Y LEÑOSA INDICIOS DE IMPACTOS VISIBLES EN LOS BORDES
  59. 59. FALLAS – ALTO IMPACTO MARCAS DE IMPACTO EN LA PARTE INFERIOR
  60. 60. FALLAS – ALTO IMPACTO BALANCIN MUY APRETADO O MUY FLOJO
  61. 61. FALLAS – ALTO IMPACTO LEVANTA VALVULAS BUZO MECANICO FRACTURADO POR EXCESO DE CARGA
  62. 62. FALLAS – ALTO IMPACTO RETENEDORES O SEGUROS DAÑADOS POR IMPACTO DEFORMACION
  63. 63. FALLAS – CORROSIÓN •Acanalado. •Acidez, TBN del aceite. •Corrosión en toda la válvula. •Alto contenido de azufre.
  64. 64. FALLAS – CORROSIÓN Materiales extraños pueden meterse entre la cara y el asiento.
  65. 65. FALLAS – CORROSIÓN Desgaste corrosivo en las guías y vástagos
  66. 66. FALLAS – CORROSIÓN Desgaste acelerado, óxido y burbujas en ranuras estriadas.
  67. 67. FALLAS – FABRICACIÓN • SOLDADURA INERCIAL FALLA. • MANIPULACION INADECUADA. • RESISTENCIA DEL METAL SE HA REDUCIDO POR : – INPERFECCIONES. – TRATAMIENTO TERMICO INADECUADO. – ERRORES DE PROCESAMIENTO.
  68. 68. FALLAS – FABRICACIÓN Espiral, problema de unión de soldadura.
  69. 69. FALLAS – FABRICACIÓN Fractura por manipuleo Se rajó.
  70. 70. FALLAS – FABRICACIÓN CONCENTRADOR DE ESFUERZO
  71. 71. FALLAS – FABRICACIÓN Variación de diámetro de vástago, daño por manejo.
  72. 72. FALLAS – FABRICACIÓN PROBLEMAS DE ESFUERZO DE MATERIAL: •INCLUSIONES, •TRATAMIENTO TERMICO •CALIDAD DEL METAL •DISEÑO.
  73. 73. FALLAS – FABRICACIÓN Esfuerzos de corte,tracción y torcional
  74. 74. FALLAS – FABRICACIÓN ROTADORES CON PROBLEMAS DE TRATAMIENTO TERMICO
  75. 75. FALLAS – FABRICACIÓN SOBRECARGA PRODUCE ELEVADAS CARGAS DE TENSION.
  76. 76. FALLAS – FABRICACIÓN ROTADOR ROTO POR SOBRECARGA.
  77. 77. FALLAS – FABRICACIÓN ROTADOR ROTO POR SOBRECARGA. ROTADOR ROTO POR RESISTENCIA DEL MATERIAL
  78. 78. Enlaces • http://www.fii.org/CTM/area1.htm • http://www.swri.org/4org/d18/mechflu/planteng/gtspan/failure.htm • http://www.directindustry.es/prod/verimation-technology/unidad-de- inspeccion-pnd-para-rotores-ciguenales-34509-215091.html
  79. 79. PREGUNTAS DE REPASO 1. Funciones de las válvulas. A. Toleran cargas de torsión B. Sellan las altas presiones de combustión. C. Suministran superficies de desgastes. . 2. La soldadura inercial suelda los 2 componentes de la válvula que son del mismo material.. A. Verdadero B. Falso 3. Cuando las válvulas están cerradas se crean grandes cargas cíclicas. A. Verdadero B. Falso 4. Las fallas por alta temperatura originan grietas térmicas y deformación del metal A. Verdadero B. Falso

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