PID UTN sin Incorporación en Programa de Incentivos

Código UTN: UTN3623

Fecha de Inicio: 01/01/2015 - Fecha de Finalización: 31/12/2017

Dirección: Dr. José Lucioni

Resumen

La Facultad Regional Villa María se halla  inserta en una región productiva con fuerte influencia en la producción agropecuaria alimenticia donde el empleo de aceros inoxidables es una condición a dicha actividad.

En este proyecto se efectuará la caracterización del comportamiento tribológico de aceros austeníticos  (304 y 316) y martensíticos (420) bajo los efectos del desgaste abrasivo y erosivo.

Adicionalmente, se evaluará la influencia de la irradiación en la resistencia a la abrasión y erosión en esos mismos aceros. Este aspecto plantea un campo de interés que ha sido poco estudiado en el ámbito de la investigación básica y aplicada; así, se abre una línea específica apoyada en el abordaje por medio de varias técnicas simultáneas (erosión+abrasión+irradiación+simulación).

Otra variable poco reportada en la bibliografía, son los fenómenos de desgaste en función de temperaturas superiores e inferiores a la temperatura ambiente como también el efecto erosivo-abrasivo combinado. En este proyecto se investigará ambos fenómenos.

Los aceros inoxidables contienen aleantes (por ejemplo, cromo y níquel) que los hace resistentes a la corrosión haciéndolos adecuados para el uso en electrodomésticos, automotores, construcción, industria  petroquímica, industria alimentaria, plantas nucleares [1].

El desgaste, la fatiga y la corrosión son las causas más comunes en la falla de máquinas; de ellos, el desgaste es el menos estudiado pero con efectos finales similares o superiores en lo que hace al deterioro de un material. 

La tribología es una técnica que estudia el rozamiento entre cuerpos sólidos con el fin de producir un mejor deslizamiento y el menor desgaste de ellos [2]. Un concepto más amplio refiere a la ciencia y la técnica de los sistemas en movimiento que se encuentran en contacto mutuo [3].

Los principales tipos de desgaste incluyen abrasión, fricción (adhesiva o cohesiva) y erosión.

Para llevar a cabo la caracterización tribológica de un material se emplean máquinas denominadas tribómetros las cuales son específicas para la ejecución de ensayos según diferentes normas; es decir, cada norma establece cuál es el tribómetro a emplear para la verificación de los parámetros que en ella se establecen.

Para la ejecución de las pruebas de desgaste erosivo y abrasivo se construirán los tribómetros establecidos por las Normas ASTM G65 (Standard Test Method for Measuring Abrasion Using the Dry Sand/Rubber Wheel Apparatus) [4] y  ASTM G76 (Conducting Erosion Tests by Solid Particle Impingement Using Gas Jets) [5].

La construcción del tribómetro para desgaste abrasivo requiere el empleo de una goma a base de clorobutilo o similar, la cual normalmente se importa ya que no existe proveedor nacional. En el marco de este proyecto se desarrollará una formulación de dicha goma y se vulcanizará la misma en el disco de abrasión.

Se pretenderá replicar mediante una serie de ensayos el caucho original reglamentado por la Norma ASTM G65, con el propósito de recubrir los discos metálicos [6]. Si esto no llegase a ser posible, por cuestiones de disponibilidad, ya que, muchos de los componentes constitutivos del caucho son importados, se ensayaran diferentes composiciones de elastómeros sintéticos que puedan emplearse efectivamente en las ruedas del equipo de ensayo de abrasión y desgaste.

Los materiales estudiados y las técnicas empleadas para la caracterización son de amplio interés no solo para la industria alimentaria (de amplio impacto regional) sino también para otras áreas industriales como la petroquímica y nuclear. Así, se optimiza el uso de las mismas muestras y ensayos para producir datos experimentales asociado a otras líneas de investigación.

La metodología empleada en este proyecto puede ser aplicado para la obtención de resultados relacionados con otros materiales típicos de la industria metalmecánica agropecuaria (por ejemplo, construcción de tractores, cosechadoras, tanques, silos, tolvas, etc.).

 Referencias

 [1] Ciriaco Mariano, M.A. Caracterización de un acero inoxidable 316L en un proceso de cementación sólida para ser sometido a un proceso de desgaste. Instituto Politécnico Nacional, México, 2008.

[2] Diccionario de la lengua española. Real Academia Española- Ed. 22da, Madrid, 2001.

[3] Luddey, J.; Zapata, A.; Estrada, C.A. Construcción de una máquina para ensayo en desgaste abrasivo según norma técnica ASTM G-65. Scientia et Technica Año XV, No 41. Universidad Tecnológica de Pereira. Pereira, 2009.

[4] ASTM G65-04 (Standard Test Method for Measuring Abrasion Using the Dry Sand/Rubber Wheel Apparatus)

[5] ASTM G76-95 (Conducting Erosion Tests by Solid Particle Impingement Using Gas Jets)

[6] Stevenson, A.; I. Hutchings (1996). Development of the dry sand/rubber wheel abrasion test. Wear195(1): 232-240.