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abstracto

Análisis de daños y predicción de la vida útil de los hilos de acero

Abdeljalil Jikal

Los cables de acero se utilizan ampliamente como la columna vertebral de varias estructuras de ingeniería civil. Durante su uso, están sujetos a varios mecanismos de daño, pero la fatiga por corrosión es el principal mecanismo que causa su falla. Para ello, se realizaron ensayos experimentales de tracción sobre muestras de cordones de acero vírgenes y otros dañados por corrosión en diferentes tiempos para evaluar el impacto de la corrosión en su comportamiento mecánico. Los hilos de prueba se tomaron de un cable de elevación de 19 x 7. Además, con base en los modelos de daño utilizados en este estudio, se identificaron las etapas de la evolución del daño y la vida útil crítica del torón de acero corroído para el mantenimiento predictivo. Los resultados muestran una pérdida significativa de rigidez y una disminución de la tensión residual última con el aumento del nivel de corrosión. Por lo tanto, a través de la evaluación de la tensión última del cable dañado por la corrosión durante su vida útil, los ingenieros pueden evaluar la posibilidad de mantener la estructura en servicio y definir el momento de su retiro. Están compuestos por hilos de varios hilos trenzados entre sí para formar una estructura con enormes propiedades mecánicas, que combina una alta resistencia axial, rigidez y flexibilidad torsional. En la mayoría de las aplicaciones, los cables de acero están expuestos a diferentes mecanismos de daño. Uno de estos mecanismos es la corrosión, que puede acelerar el daño de los componentes del cable y provocar fallas brutales e imprevistas. En este sentido, se llevaron a cabo ensayos experimentales de tracción en varias muestras de torones; una muestra era virgen y las otras estaban corroídas por inmersión de un número bien definido de hebras en soluciones de ácido sulfúrico. Los torones estudiados fueron extraídos de un cable de acero no giratorio de 19*7. El daño estático permite monitorear la evolución de las tensiones residuales de muestras dañadas con diferentes niveles de corrosión. Con base en la tensión residual última y el límite de fatiga del torón virgen, se estudió la influencia de la corrosión en el límite de fatiga del torón trazando las curvas S-N de acuerdo con la teoría unificada. Los resultados obtenidos permitieron evaluar el comportamiento mecánico del cordón en un ambiente corrosivo bajo estrés estático y predecir el número de ciclos a los que se romperá el cordón. Este procedimiento permite anticipar la vida útil de esta estructura en condiciones corrosivas. También ayuda a establecer un sistema de mantenimiento sólido que garantiza un entorno de trabajo seguro y fiable.