Caracterización del comportamiento a fractura de un acero para gasoductos mediante el ensayo miniatura punzonado

Resumen

La determinación de las propiedades mecánicas de los materiales en las fases de diseño y operación es esencial, pero más importante aun es establecer cuantitativamente la vida residual de los componentes industriales en servicio. Estos componentes se caracterizan mediante ensayos mecánicos convencionales, que están asociados a procesos destructivos, además implican el uso de probetas relativamente grandes y muchas veces exigen la extracción de muestras de los equipos en funcionamiento, lo que se traduce en la necesidad de realizar paradas de las instalaciones que implican pérdidas económicas importantes. El ensayo miniatura de punzonado, EMP, que podría considerarse como un ensayo casi no destructivo, debido al pequeño tamaño de sus probetas, se está utilizando para determinar las propiedades mecánicas de los materiales, ya que permite caracterizar regiones muy especificas de los mismos, como por ejemplo las zonas afectadas térmicamente que se producen como consecuencia de los procesos de soldeo o las capas de material afectado por un tratamiento superficial, que no sería posible caracterizar utilizando los procedimientos de caracterización convencionales. En este trabajo se ha utilizado el ensayo miniatura de punzonado para la caracterización mecánica de un acero X-70 utilizado para la fabricación de gasoductos y de su zona térmicamente afectada en operaciones de soldeo. Además también se describe la metodología experimental de ejecución del ensayo miniatura de punzonado sobre probetas entalladas con objeto de determinar el inicio de crecimiento estable de una grieta, y así caracterizar el comportamiento mecánico a fractura del mismo, y los resultados obtenidos se han comparado con los parámetros de fractura calculados a partir de los ensayos de determinación de la tenacidad a la fractura normalizados. Además, el ensayo miniatura de punzonado sobre una probeta entallada reproduce además mejor el estado tensional real que existe en un gasoducto agrietado sometido a presión interna.