Dr. Prepper — Edición 5
Tensión residual compresiva generada por el proceso de Bristle Blasting con implicaciones sobre la corrosión por tensión
En esta 5ª edición, el Dr. Prepper presenta los resúmenes del trabajo del Profesor Stango publicado por NACE International, abordando aspectos clave de las superficies generadas por el proceso de Bristle Blasting.
Se discuten diferencias importantes entre los procesos basados en estrías (por ejemplo, esmerilado o cepillado mecánico) y los procesos basados en cráteres (por ejemplo, chorro abrasivo o Bristle Blasting). Se hace especial hincapié en el examen de las tensiones residuales de compresión que se generan durante el proceso de Bristle Blasting y sus repercusiones en la vida útil de los componentes.
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La preparación de superficies basada en estrías se caracteriza por marcas de rayado debido a la duración prolongada del contacto deslizante entre el medio abrasivo y la superficie metálica. Por lo tanto, las superficies de las piezas de trabajo están sujetas a mayores tasas de eliminación de material y calentamiento por fricción.
La temperatura excesiva puede incluso provocar marcas de quemadura, también conocidas como quemaduras de esmerilado, y se sabe que crea una tensión residual de tracción extrema que reduce la vida útil del componente y aumenta la susceptibilidad a la corrosión bajo tensión (SCC). 1
En contraste, los procesos basados en cráteres generan un calor de fricción mínimo y crean perfiles de anclaje que se consideran esenciales para la posterior adhesión y estabilidad de los recubrimientos protectores aplicados. La fragmentación de la superficie proporciona la base para la eliminación de óxido y la exposición del metal base posterior.
Es decir, como resultado de estas microindentaciones, las superficies se limpian y perfilan simultáneamente. Además, la tensión residual de compresión aplicada en la pieza de trabajo es verificable a una profundidad subsuperficial significativa (Fig. 1). 1
Figura 1: Micrografía de sección transversal que muestra la capa trabajada y un sustrato inalterado de 100 µm de una superficie Bristle Blasted (acero ABS-A) 2
Stango mecanizó un acero común para la construcción naval (ABS-A) utilizando el proceso Bristle Blasting e investigó a fondo la tensión longitudinal y transversal en desarrollo, respectivamente, mediante difracción de rayos X. Ambas siguen un patrón similar y alcanzan la mayor tensión residual de compresión en las proximidades de 30 a 50 μm.
La Fig. 2 ilustra que la tensión residual de compresión es medible hasta una profundidad de ~300 μm antes de la normalización. A partir de esto, Stango infiere una mejora de la vida útil del componente, debido a una mayor resistencia al crecimiento de grietas, así como a un retraso en el inicio de la corrosión por tensión. 3
Figura 2: Tensiones residuales medidas mediante difracción de rayos X para una superficie Bristle Blasted (acero ABS-A) 2
REFERENCIAS: Stango, R.J., “Compressive Residual Stress Generated by Bristle Blasting Process with Implication upon SCC”. En NACE Corrosion Conference 2014, San Antonio, Documento n.º C2014-5152, Página 3. Ibídem, página 4. Ibídem, página 4.
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