Abstract:
El Estudio experimental - numérico de este trabajo de investigación, analiza la
influencia de los tratamientos térmicos no convencionales y la inducción del
hidrógeno; cómo influyen en el comportamiento de las propiedades mecánicas
del material API X-60 utilizado para transporte, almacenamiento de
hidrocarburos. Asimismo el planteamiento de esta problemática; como el
estudio del material, además las aleaciones ferrosas y de muchos otros
materiales, trabajan con hidrogeno constituyendo así un serio problema para
los componentes ingenieriles expuestos a este elemento debido al fenómeno
conocido como; fragilización por hidrógeno.
El presente trabajo se implementa tiempos y temperaturas de tratamientos
térmicos para la formación de diferentes tipos de fases y precipitados en el
material a estudio y estudiar la influencia de los tratamientos expuestos en
este trabajo con el hidrogeno. Asimismo se emplea una técnica electroquímica
reportada en la norma ASTM G148-97 para evaluar la absorción, como la
permeación del hidrógeno en el material API X-60 para evaluar el daño
provocado por el hidrogenó.
Por otra parte con la técnica de microscopia óptica y microscopia electrónica de
barrido se determinó las fases de perlita, ferrita .martensita, bainita y la
combinaciones entre ellas, presentes en el material API-X60, asimismo por la
técnica de microscopia electrónica de barrido, se determina el aspecto del
formación de precipitados en la superficie del material; además la presencia
de los elementos aleantes por la técnica EDS. Por otro lado por la técnica de
Nanoindentación se evaluó las propiedades de nanodureza y módulo de
elasticidad, para cada temperatura y tratamiento de estudio..
Mediante pruebas mecánicas de ensayos de tres puntos se determinó la carga
máxima versus desplazamiento del material tratado térmicamente e inducidos
por hidrogeno bajo la norma ASTM E399-90; donde encontró un cambio
significativo en las propiedades mecánicas del API-X60, de tal morfa el hidrogeno influye sustancialmente en el acero API-X60 con los parámetros
establecidos en este trabajo.
El análisis de fractográfico muestra los tipos de la fractura. Se analizó por
microscopia electrónica de barrido donde se observan diferentes tipos, de
fractura con cuasi clivaje, transganular y grietas generadas en los límites de
grano por la inducción de hidrogeno en el material a estudio.
Por medio elementó finito se presenta un modelo de elemento finito (MEF) para
simular el comportamiento de las especímenes tratados térmicamente
inducidos con hidrógeno y sin inducción de hidrógeno; sometidos a carga de
Flexión. Para validar el modelo se utilizan los resultados experimentales del
ensayo de flexión. Asimismo se obtuvieron las curvas de cargadesplazamiento,
para las probetas modeladas mediante MEF y se realizó un
análisis comparativo con los datos experimentales obteniendo resultados
desviaciones máximas del 1.6 %.
Description:
Tesis (Doctorado en Ingeniería Mecánica) Instituto Politécnico Nacional, SEPI; ESIME Zacatenco, 2014, 1 archivo PDF (149 páginas) tesis.ipn.mx