Análisis de falla del panel de enfriamiento sección c utilizado en la bóveda del horno eléctrico.

Abstract

La presente trabajo se realizó el análisis y evaluación de falla de una sección tubular que forma parte del panel de enfriamiento de un horno de arco eléctrico (EAF), el cual fue extraído de servicio debido a las constantes fugas ocasionadas por el agrietamiento generado durante su operación. Los resultados obtenidos mediante los análisis metalográfico, fractográfico y pruebas mecánicas realizadas a la sección tubular dañada, fueron realizados con el fin de determinar los principales factores involucrados y de esta forma determinar la principal causa de falla. La caracterización microestructural y fractográfica se realizó mediante microscopia óptica (MO) y microscopia electrónica de barrio (MEB). El análisis fractográfico describe las características principales de la grietas presentes en la sección tubular dañada, describiendo que las grietas se presentan en la dirección transversal de la sección tubular, así como las características presentes en la superficie de fractura, dentro de las cuales se puede mencionar: la presencia de marcas de playa inducidas por el agrietamiento por fatiga, fractura transgranular, microhuecos y microgrietas características del mecanismo de fatiga térmica generada por los constantes eventos de calentamiento y enfriamiento durante la operación del componente. Por otra parte, el análisis metalográfico y pruebas mecánicas realizadas, muestran el grado de afectación microestructural en la zona afectada del componente, presentando una degradación en la microestructura causada por la disolución y coalescencia de las laminillas de cementita presentes en la fase perlítica del material, seguido de la precipitación de dichas laminillas en los límites de grano, dando como resultado un menor porcentaje de la fase perlítica en la matriz y generando la perdida de dureza en la zona dañada. En base a los resultados obtenidos mediante el análisis y evaluación del material utilizado en la fabricación del panel de enfriamiento del EAF, se determina que a pesar de cumplir con las propiedades y características de acuerdo a su norma de fabricación (ASTM -A106) el material no es apto para su uso en las condiciones de trabajo del EAF (alta temperatura y presencia de atmosferas potencialmente reductoras). Por lo que se propone hacer uso de un acero fabricado de acuerdo a la norma ASTM -A213 debido que posee un mayor contenido de níquel, molibdeno y cromo mejorando propiedades en el material como son: ductilidad, tenacidad, resistencia a la fatiga, además de crear una capa pasivante en la superficie retardando el fenómeno de corrosión cuando el material es sometido a las condiciones mencionadas.