Diseño y construcción de un equipo para realizar ensayos de desgaste por proyección de partículas solidas

En este documento se diseña y se presenta el proceso de construcción de un equipo para ensayos de desgaste erosivo por proyección de particulas solidas, lo cual es posible por medio de la identificación de la norma (ASTM G 76-18) y Literatura asociada con desgaste erosivo, necesarias para la delimit...

Full description

Autores:
Callejas Torres, Iván Andrés
Mina Gutiérrez, Hans
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/5063
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/5063
Palabra clave:
Ensayo de desgaste - Equipo - Diseño
Ensayo de desgaste -Particulas solidas
Ensayo de desgaste - Equipo - Construcción
Desgaste
Erosión
Venturi
ASTM G 76-18
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description En este documento se diseña y se presenta el proceso de construcción de un equipo para ensayos de desgaste erosivo por proyección de particulas solidas, lo cual es posible por medio de la identificación de la norma (ASTM G 76-18) y Literatura asociada con desgaste erosivo, necesarias para la delimitación del diseño del equipo. El desgaste erosivo ha sido un gran problema que ha perjudicado mayormente la industria agropecuaria, petrolera, cementera, afectando elementos y equipos industriales como los sistemas de manejo de fluidos de pozos prolificos, tuberias que transportan carbón y otros minerales, equipo de labranza y elementos expuestos a impactos de sedimientos por el viento, también lo sufre la superficie de la tierra debido a las fuerzas naturales. A nivel industrial, el fenomeno de la erosión afecta en mayor parte a equipos y piezas en contacto con particulas duras y finas presentes en el ambiente o que son transportadas por algun medio fisico, afectando la industria minera, alimentaria, agricola, petrolera, automotriz, aeronautica, entre otras. El desgaste erosivo en seco de materiales es originado por la accion de particulas que se transportan en un flujo bajo condiciones de velocidad, las cuales favorecen que las particulas impacten contra la supeficie de los materiales, generando perdida de material (desgaste) y como consecuencia ocasionen inconvenientes de mantenimiento, por tanto es relevante el estudio del desgaste erosivo a partir de ensayos que den apertura a la identificación de variables en los materiales de estudio que sean utilizados para una determinada función.
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spelling Pérez Ruiz, Eduardo Albertod0554667-46f7-42c0-a7ac-da1d5044b3cb-1Zuleta Durango, Alexander7ff426a9-fd64-4140-af17-9de686b59334-1Callejas Torres, Iván Andrés06dbdc0d-6edf-4a3d-9a5d-e2772d9d2171-1Mina Gutiérrez, Hans58920608-c18c-43d0-9f3c-17fbb72c77fd-12025-04-30T14:18:08Z2025-04-30T14:18:08Z2022En este documento se diseña y se presenta el proceso de construcción de un equipo para ensayos de desgaste erosivo por proyección de particulas solidas, lo cual es posible por medio de la identificación de la norma (ASTM G 76-18) y Literatura asociada con desgaste erosivo, necesarias para la delimitación del diseño del equipo. El desgaste erosivo ha sido un gran problema que ha perjudicado mayormente la industria agropecuaria, petrolera, cementera, afectando elementos y equipos industriales como los sistemas de manejo de fluidos de pozos prolificos, tuberias que transportan carbón y otros minerales, equipo de labranza y elementos expuestos a impactos de sedimientos por el viento, también lo sufre la superficie de la tierra debido a las fuerzas naturales. A nivel industrial, el fenomeno de la erosión afecta en mayor parte a equipos y piezas en contacto con particulas duras y finas presentes en el ambiente o que son transportadas por algun medio fisico, afectando la industria minera, alimentaria, agricola, petrolera, automotriz, aeronautica, entre otras. El desgaste erosivo en seco de materiales es originado por la accion de particulas que se transportan en un flujo bajo condiciones de velocidad, las cuales favorecen que las particulas impacten contra la supeficie de los materiales, generando perdida de material (desgaste) y como consecuencia ocasionen inconvenientes de mantenimiento, por tanto es relevante el estudio del desgaste erosivo a partir de ensayos que den apertura a la identificación de variables en los materiales de estudio que sean utilizados para una determinada función.This document designs and presents the construction process for equipment for erosive wear testing by solid particle projection. This process is possible through the identification of the ASTM G 76-18 standard and literature related to erosive wear, which are necessary for defining the equipment design. Erosive wear has been a major problem, primarily affecting the agricultural, oil, and cement industries, affecting industrial elements and equipment such as fluid handling systems in prolific wells, pipelines transporting coal and other minerals, farming equipment, and elements exposed to sediment impacts caused by wind. The Earth's surface is also affected by natural forces. At the industrial level, the erosion phenomenon primarily affects equipment and parts in contact with hard and fine particles present in the environment or transported by physical means, affecting the mining, food, agricultural, petroleum, automotive, and aeronautical industries, among others. Dry erosive wear of materials is caused by the action of particles transported in a flow under high velocity conditions. These conditions cause them to impact the surface of the materials, generating material loss (wear) and consequently causing maintenance problems. Therefore, the study of erosive wear through tests that allow for the identification of variables in the materials being studied and used for a specific function is relevant.PregradoIngeniero Mecánico1. INTRODUCCIÓN.....9 2. OBJETIVOS:.....10 2.1 Objetivo general:.....10 2.2 Objetivo específico:.....10 3. ESTADO DEL ARTE:.....11 4. MARCO TEÓRICO:.....17 4.1 Desgaste:.....17 4.1.1 TIPOS DE DESGATE.....17 4.1.2 Desgaste adhesivo.....17 4.1.3 Desgaste abrasivo.....18 4.1.4 Desgaste por cavitación.....18 4.1.5 Desgaste por corrosión.....19 4.1.6 Desgaste erosivo en seco.....19 4.2 Métodos de prueba de erosión en seco.....23 4.2.1 Método Túnel de Viento.....24 4.2.2 Método de chorro de gas.....25 4.3 METODOLOGÍA SEGÚN LA NORMA ASTM G76-18.....26 5. IDENTIFICACIÓN DE LAS VARIABLES DE DISEÑO.....27 6. ALTERNATIVAS Y SELECCIÓN DEL DISEÑO.....29 6.1 OPCIÓN A.....29 6.2 OPCIÓN B.....30 6.3 OPCIÓN C.....31 7. DISEÑO DEL EQUIPO.....34 7.1 DISEÑO DE LA ESTRUCTURA.....34 7.1.1 Análisis estructural.....36 7.2 DISEÑO DEL SISTEMA DE PROPULSION DEL MATERIAL EROSIVO.....38 7.2.1 Diseño del tubo Venturi y la boquilla.....39 7.2.2 Cálculo de caída de presión.....40 7.2.3 Velocidad en la garganta.....41 7.2.4 Diseño de la boquilla.....41 7.2.5 SELECCIÓN DEL MATERIAL PARA EL SISTEMA DE EYECCION.....44 7.2.6 Diseño del porta probetas.....44 8. Manufactura y ensamble.....46 9. Desarrollo experimental del equipo.....48 9.1 Medición de la velocidad.....49 9.2 Preparación de la arena y las probetas.....49 9.3 Pasos para la ejecución de la prueba.....51 10. Análisis cuantitativo.....52 11. Análisis cualitativo.....53 12. Conclusiones y recomendaciones.....55 13. Ficha técnica del banco.....55 13.1 Lubricación.....57 13.2 Refrigeración.....57 13.3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS.....57 14. Referencias.....5866 páginasapplication/pdfCallejas Torres, I.A.; Mina Gutiérrez, H. (2022). Diseño y construcción de un equipo para realizar ensayos de desgaste por proyección de partículas solidas.[Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/5063https://hdl.handle.net/20.500.12313/5063spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería MecánicaK. G. Budinski, guide to friction, wear and erosion testing, pensilvania: 100 barr harvard drive , 2010.B. a. G. Suh and Saka. Bhushan, Handbook of tribology. Materials, Coatings, and Surface Treatments, pp 2,1., Krieger Pub Co, 16 Marzo 1997.«ASTM International - ASTM G76-13 - Standard Test Method for Conducting Erosion Tests by Solid Particle Impingement Using Gas Jets | Engineering360,» 1 July 2013. [En línea]. Available: https://standards.globalspec.com/std/3851755/ASTM%20G76-13. [Último acceso: 1 February 2022].A. S. f. T. a. Materials, «NORMA ASTM G76 18,» 10 01 2018. [En línea]. Available: https://pdfcoffee.com/norma-astm-g76-18-pdf-free.html.K. G. B. 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