Estudio sobre la corrosión ambiental en arandelas elásticas

El objetivo inicial de este proyecto era comparar la degradación de diferentes muelles de platillo en función de su material. Tras casi dos años de proceso se han obtenido unos resultados en parte evidentes y por otro lado significativos.

El experimento consiste en dejar muelles de platillos de diferentes tamaños y materiales expuestas al medio ambiente durante un periodo largo de tiempo, en concreto 21 meses. El entorno: un patio interior en la ciudad de Barcelona (España). No se las ha sometido a ningún agente más que el de las propias condiciones ambientales, es decir, al aire, la lluvia y los cambios de temperatura en la ciudad. Los resultados son fruto de los efectos generados por el medio ambiente en las diferentes piezas. Para constatar el progreso de la corrosión en las piezas se realizaron fotografías cada 1-2 meses. Es importante destacar que las arandelas no han estado sometidas a ningún esfuerzo durante el ensayo y se han visto expuestas siempre a la temperatura ambiente.

Los agentes climáticos que más afectan a los materiales son el oxígeno y el agua. El estudio se realizó en nuestro local comercial, a menos de 2 kilómetros del mar, con los consecuentes índices de humedad que ello supone. Se debe recordar que cada clima es diferente y por tanto, el efecto en los materiales también. Los climas más húmedos y calurosos aceleran la corrosión.

Los muelles del ensayo son de cuatro materiales diferentes: DIN 1.8159 (51CrV4), DIN 1.4310 (AISI 301), DIN 2.4668 (Inconel 718) y DIN 1.4568 (AISI 631 ó también denominado 17-7PH). El 51CrV4 es el material menos resistente, pues se trata de una aleación del acero al Cromo fabricada para aplicaciones que se conocen de antemano que no estarán expuestas a agentes corrosivos. En cambio el 1.4310, el 17-7PH y el Inconel, están fabricados especialmente para resistir los agentes externos. En el experimento no se aprecia una excesiva diferencia entre ellos debido a que el tiempo no ha sido suficiente para que aparezcan síntomas de resistencia a la corrosión. Sin embargo, por experiencia podemos afirmar que el mas resitente es el Inconel 718, seguido del 301 mientras que el 17-7 PH es el menos resistente de los tres. De todas formas, en ocasiones se utiliza el 17/7 PH en lugar del 1.4310 por ser un material criogénico con un amplio rango térmico (-196ºC hasta 300ºC). El Inconel es aún más eficiente en lo que respecta a su resistencia térmica (-260ºC hasta los 700ºC). Aunque, ante los simples efectos del medio ambiente, los tres materiales resisten perfectamente cómo se puede apreciar en las imágenes.

En el caso del 51CrV4 se ven los efectos de la corrosión más claros del paso del tiempo a través de las fotos, sobre todo a partir de los ocho meses de exposición a la intemperie. Se aprecian principalmente manchas de óxido y se van incrementando por la superficie de la arandela con el paso de los meses. En algunos casos, el desgaste deforma la arandela, principalmente en los bordes.

Los muelles se mantienen inmutables tanto en AISI 301, 17-7PH como en Inconel 718. En ninguno de los tres casos se aprecian efectos notables de la corrosión. Se pueden distinguir algunas manchas, pero en ningún caso son muestra de un deterioro que afecte al rendimiento del muelle de platillo.

Podemos concluir que en condiciones de reposo el único material que se resiente al medio ambiente es el 51CrV4. El resto de materiales responden perfectamente.

A continuación podemos ver las sucesiones de imágenes de los diferentes tipos de muelles de platillo, las imágenes están en los cuatro casos tomadas los días 17/04/13, 13/11/13, 23/07/14 y 23/01/15 y ordenadas cronológicamente:

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51CrV4

1.4310

17-7PH

Inconel 718

Corrosión en muelle de platillo de acero estándar Corrosión en muelle de platillo de acero inoxidable AISI 301 Corrosión en muelles de platillo de acero inoxidable 17-7PH Corrosión en muelle de platillo de Inconel

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