Modelado Mecanico De Fallas En Placas-Base Porta Válvulas Lineales En Cucharas De Acero

Abstract

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.