LIBROS
COMPORTAMIENTO MECÁNICO Y FRACTURA DE LOS MATERIALES DE INGENIERÍA
Comportamiento Mecánico y Fractura de los Materiales de Ingeniería presenta los conceptos teóricos de esfuerzo y fractura, así como los mecanismos de fortalecimiento y fractura en un nivel accesible para no-expertos, pero sin perder el rigor científico. Este libro cierra la brecha entre los textos especializados de ciencia de materiales y los libros de mecánica de materiales, por lo que es una excelente opción para estudiantes a nivel ingeniería y posgrado, así como ingenieros y científicos que incursionan por primera vez en los temas de mecánica y fractura de materiales de ingeniería o aquellos que desean profundizar sus conocimientos en éstas áreas.
El libro incluye temas pocas veces cubiertos en los libros clásicos, como son: la determinación del estado de esfuerzos, la relación entre la definición de esfuerzo y el diseño mecánico, así como la teoría detrás de los métodos presentados en los códigos de diseño industrial. El énfasis se pone en el puente entre el conocimiento científico y la aplicación práctica, presentando las teorías clásicas, pero también los más recientes avances en el área de ingeniería de materiales, además de incluir problemas resueltos y reseñas biográficas de los principales investigadores de la rama de la mecánica de materiales.
- Capítulo 1. Esfuerzo
- 1.1. El Comportamiento Mecánico
- 1.2. Definición del Esfuerzo
- 1.3. Comportamiento en Tensión Uniaxial
- 1.4. Diseño Mecánico Basado en la Definición de Esfuerzo
- 1.5. El Tensor de Esfuerzos
- 1.6. Esfuerzo No Uniforme
- 1.7. Transformación de Esfuerzos y Círculo de Mohr
- 1.8. Criterios de Cedencia
- 1.9. Concentración de Esfuerzos
- Capítulo 2. Deformación
- 2.1. Definición de Deformación
- 2.2. Relaciones esfuerzo-deformación elástica
- 2.3. Anisotropía Elástica
- 2.4. Plasticidad
- 2.5. Deformación y Esfuerzos Reales
- 2.6. Relaciones Esfuerzo vs. Deformación Plástica
- 2.7. Análisis Numérico de Esfuerzos y Deformaciones
- 2.8. Medición Experimental de Esfuerzo y Deformación
- 2.9. La Dureza
- Capítulo 3. Mecanismos de Deformación
- 3.1. Defectos cristalinos y Mecanismos de Deformación
- 3.2. Deformación Plástica en Frío y en Caliente
- 3.3. El Deslizamiento
- 3.4. El Deslizamiento
- 3.5. Deformación por Maclaje
- Capítulo 4. Endurecimiento por Deformación
- 4.1. Fortalecimiento de Materiales
- 4.2. Endurecimiento por Deformación
- 4.3. Endurecimiento por Límites de Grano
- 4.4. Endurecimiento por Solutos (Solución Sólida)
- 4.5. Fortalecimiento por Segundas Fases
- 4.6. Fortalecimiento por Partículas Finas
- 4.7. Fenómeno de Cedencia Superior y Envejecido por Deformación
- 4.8. Endurecimiento por Martensita en Aceros
- Capítulo 5. Comportamiento mecánico de Compósitos y Polímeros
- 5.1. Reforzamiento por Fibras en Materiales Compuestos
- 5.2. Comportamiento Mecánico de Compósitos Reforzados por Fibras
- 5.3. Comportamiento Mecánico de Polímeros
- 5.4. Comportamiento Mecánico de Elastómeros
- 5.5. Mecanismos de Falla de Polímeros
- 5.6. Resistencia a la Fractura de Polímeros por Trabajo Esencial
- Capítulo 6. Fractura
- 6.1. Conceptos Básicos de Fractura
- 6.2. Fractura Frágil y Dúctil
- 6.3. Mecánica de Fractura
- 6.4. Tenacidad a la Fractura
- 6.5. La Prueba de Impacto Charpy
- 6.6. Resistencia Remanente
- 6.7. El criterio de los Dos Parámetros
- 6.8. Detección de Grietas por Ensayos No Destructivos
- Capítulo 7. Fractura
- 7.1. Definición e Historia de la Fatiga
- 7.2. Fractura por Fatiga
- 7.3. Caracterización Mecánica de la Fatiga
- 7.4. Factores que Afectan la Fatiga de Metales
- 7.5. Deformación Cíclica
- 7.6. Estimación de Vida en Fatiga
- 7.7. El Método de las Pendientes Universales
- 7.8. Propagación de Grietas por Fatiga
- Capítulo 8. Comportamiento Mecánico a Alta Temperatura
- 8.1. Deformación a Alta Temperatura
- 8.2. Termofluencia Secundaria
- 8.3. Predicción de Vida en Termofluencia
- 8.4. Mecanismos de Deformación en Termofluencia
- 8.5. Fractura a Alta Temperatura
- 8.6. Materiales Para Alta Temperatura
- 8.7. Superplasticidad
- Bibliografía
FRACTOGRAFÍA Y ANÁLISIS DE FALLAS
Fractografía y Análisis de Fallas presenta, por primera vez en español, un libro que aborda estos temas a un nivel accesible para personas no expertas en ingeniería y ciencias, sin perder rigor científico. Hasta ahora, estos tópicos eran abordados solo por científicos y profesionales de alto nivel, y si bien existen los Metals Handbook de la American Society for Metals, estos libros son extensos, complejos y su comprensión es difícil para su consulta o empleo como libro de texto o referencia pronta. En cuanto al Análisis de Fallas, este libro presenta una descripción detallada de la metodología para realizar este tipo de estudios, basada en el procedimiento propuesto por la American Society of Testing Materials, pero siendo innovador al proporcionar al lector guías, recomendaciones y procedimientos para realizarlos con éxito.
En la ingeniería moderna, el Análisis de Fallas se ha convertido en una práctica común, pues es parte de los sistemas de administración de integridad mecánica y la mejora continua, además de la obligación de realizar análisis de fallas en investigaciones de accidentes, peritajes y juicios, en prácticamente todas las áreas de la industria; dentro de esta práctica, el examen de piezas fracturadas es fundamental. Por lo que este libro resulta de gran utilidad para personas dedicadas al estudio del desempeño y falla de materiales, como ingenieros, investigadores, académicos, estudiantes, peritos y ajustadores de seguros, entre otros.
- Capítulo 1. El examen fractográfico
- 1.1. Introducción
- 1.2. Metodología del examen fractográfico
- 1.3. Cuidados y limpieza de fracturas
- 1.3.1. Manejo de fracturas
- 1.3.2. Corte de piezas fracturadas
- 1.3.3. Limpieza de fracturas
- 1.3.4. Preservación de fracturas
- 1.4. Fotografía de fracturas
- 1.5. Replicas
- Capítulo 2. Elementos de la Fractografía
- 2.1. Clasificación de las fracturas
- 2.2. Aspectos mecánicos de la fractura
- 2.3. Modelo general de la fractura
- 2.4. Parámetros mecánicos de la fractura
- 2.5. Líneas de fractura
- 2.5.1 Chevrones
- 2.5.2 Marcas de playa
- 2.5.3. Escalones y surcos
- 2.5.4. Labios de corte
- 2.6. Clivaje macroscópico
- 2.7. Agrietamiento múltiple
- 2.8. Fractografía microscópica
- 2.9. Mecanismos de fractura microscópica
- Capítulo 3. Fractura Frágil y Dúctil
- 3.1. Defectos cristalinos y Mecanismos de Deformación
- 3.1.1 Clivaje
- 3.1.2 Cuasi–Clivaje
- 3.1.3. Pseudo-Clivaje
- 3.1.4. Fracturas por clivaje en materiales amorfos
- 3.1.5. Fracturas intergranulares frágiles
- 3.2. Fractura dúctil
- 3.2.1 Aspecto macroscópico de la fractura dúctil
- 3.2.2 Mecanismos de la fractura dúctil
- 3.2.3. Características de los huecos de fractura dúctil
- 3.2.4. Mecanismos de nucleación y crecimiento de huecos
- 3.2.5. Fracturas combinadas
- Capítulo 4. Fractura por fatiga
- 4.1. Generalidades de la fatiga
- 4.2. Aspectos mecánicos de la fatiga
- 4.3. Fractografía de la Etapa I de fatiga
- 4.3.1 Características macroscópicas de la Etapa I
- 4.3.2 Características microscópicas de la Etapa I
- 4.3.3. Mecanismos de nucleación de grietas por fatiga
- 4.4. Fractografía de la Etapa II de fatiga
- 4.4.1 Características macroscópicas de la Etapa II
- 4.4.2 Características microscópicas de la Etapa II
- 4.4.3. Mecanismos de formación de estrías
- 4.4.4. Fractura por fatiga en ausencia de estrías
- 4.5. Corrosión–fatiga
- Capítulo 5. Fractura asistida por el ambiente
- 5.1. Generalidades de la fractura asistida por el ambiente
- 5.2. Fundamentos de la corrosión en metales
- 5.3. Agrietamiento por corrosión esfuerzo (SCC)
- 5.3.1 Mecanismo general de SCC
- 5.3.2 Características generales de las fracturas por SCC
- 5.3.3. Aspectos mecánicos del SCC
- 5.4. Fractura por termofluencia
- 5.4.1 Generalidades de la termofluencia
- 5.4.2 Mecanismos de la fractura por termofluencia
- 5.4.3. Propagación de grietas por termofluencia
- 5.5. Agrietamiento inducido por hidrogeno
- 5.5.1 Mecanismo del agrietamiento inducido por hidrógeno
- 5.5.2 Fractografía del agrietamiento inducido por hidrógeno
- 5.5.3. Aspectos mecánicos y cinéticos del agrietamiento inducido por hidrógeno
- Capítulo 6. Análisis de fallas de componentes fracturados
- 6.1. Definición de falla mecánica y falla de material
- 6.2. Procedimiento de análisis de fallas mecánicas
- 6.3. Procedimiento del análisis de fallas de componentes fracturados
- 6.4. El análisis de falla y la mecánica de la fractura
- 6.4.1 Criterios de falla de la mecánica del medio continuo
- 6.4.2 Criterio de falla por mecánica de fractura lineal-elástica
- 6.4.3. El criterio de Dos Parámetros
- 6.4.4. Relaciones entre fractografía y mecánica de fractura
- 6.5. Casos de estudio
- 6.5.1 Falla de un motor diésel
- 6.5.2 Fractura de un reductor de molino de cemento
- 6.5.3. Rotura de un ducto de transporte de gasolina
- Glosario de términos
- Bibliografía
REPARACIÓN DE DUCTOS DE TRANSPORTE DE HIDROCARBUROS
El contenido de este libro es resultado de mi propia experiencia de más de 25 años como investigador, director de proyectos y consultor en la industria del transporte de hidrocarburos por ducto. La mayor parte del contenido proviene del material que elaboré para los cursos de capacitación y actualización profesional que he impartido durante los últimos 20 años. Por ello se omiten las referencias bibliográficas; sin embargo, obviamente he recurrido a información de catálogos, reportes técnicos y artículos técnicos, cuyas referencias se cita en el texto.
Este libro es una guía para la selección, diseño e instalación de sistemas de reparación de ductos de conducción de hidrocarburos en servicio y a menos que se especifique lo contrario, puede ser aplicable a otros sistemas de tuberías o tipos de fluido, con los debidos ajustes y adecuaciones. El contenido ha sido concebido como notas para mis cursos de capacitación y actualización profesional y como apoyo para técnicos e ingenieros que se desempeñan en el área de mantenimiento correctivo de ductos de transporte de hidrocarburos.
Se hace la aclaración de que esta obra no es un estándar, norma, código o especificación técnica y por lo tanto el autor no se responsabiliza de las decisiones, fallas o controversias que resulten de acciones y decisiones tomadas con base en el contenido de este texto.
- Capítulo 1. Generalidades
- 1.1. Criterios de decisión de reparación de ductos
- 1.2. Modos de falla en tuberías a presión
- 1.3. Defectos en ductos
- 1.4. Inspección no destructiva
- 1.5. Inspección con equipo instrumentado
- Capítulo 2. Procedimientos de Reparación en Ductos
- 2.1. Requerimientos de información
- 2.2. Métodos de Reparación Permisibles
- 2.3. Corte y sustitución de tramos de tubería
- 2.3.1. Elementos básicos de Hot-Tappings
- 2.3.2. Corte en frío de tubos
- 2.3.3. Colocación del tramo de tubo nuevo
- 2.3.4. Retracción del equipo y colocación del tapón
- 2.3.5. Requerimientos complementarios del Hot-Tapping
- 2.4. Reparaciones locales (esmerilado y relleno de soldadura)
- 2.4.1. Reparación mediante esmerilado
- 2.4.2. Reparación mediante depósito de soldadura
- 2.4.3. Parches con soldadura de filete
- 2.5. Procedimientos Generales de Reparación
- 2.5.1. Limpieza manual
- 2.5.2. Limpieza con chorro abrasivo
- 2.5.3. Procesos de soldadura para mantenimiento de ductos
- Capítulo 3. Reparación Mediante Envolventes
- 3.1. Generalidades
- 3.2. Teoría del reforzamiento con envolventes
- 3.3. Requerimientos normativos de reparación envolventes
- 3.4. Tipos de Envolventes
- 3.5. Diseño de Envolventes
- 3.5.1. Material
- 3.5.2. Cálculo del espesor
- 3.5.3. Biseles y uniones
- 3.5.4. Instalación de envolventes
- 3.5.5. Precauciones para soldadura filete de la envolvente
- Glosario de Términos