Publication: ESTUDIO DE LA VIDA REMANENTE DE UNA GRÚA FAM EN EL PUERTO DE SAN ANTONIO.
Date
2021
Authors
LAGOS ELGUETA, GONZALO RENÉ
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Abstract
El siguiente trabajo de titulación consistió en determinar la vida remanente de una grúa
portuaria FAM en el puerto de San Antonio, basándose en mediciones de una grieta que
apareció en su base y un estudio de la teoría aplicable al asunto.
En el año 2019, durante una inspección rutinaria, se descubrió una grieta horizontal en la
columna principal de dicha grúa. Se ha visto que la grieta progresa con el transcurso del
tiempo. Al comenzar el presente estudio, esta tenía una longitud de 103,3 [mm] en dirección
horizontal.
Para los objetivos del estudio, fue necesario determinar la velocidad de propagación de la
fisura y, en consecuencia, el tiempo total antes que la grúa quede eventualmente fuera de
servicio, considerando su normal funcionamiento durante los ciclos de carga y descarga de
granel en el puerto de San Antonio. Para los cálculos se utilizó la ecuación de Paris, la cual,
requiere conocer los esfuerzos totales de tracción en la zona cercana a la fisura, los ciclos de
carga y descarga históricos de la grúa y el parámetro KIc (factor de intensidad de tensiones
crítico o tenacidad a la fractura), definido por el material en el cual se desarrolló la fisura.
Los esfuerzos por peso propio de la estructura se estimaron principalmente por geometría y
planos estructurales, excepto los esfuerzos debidos al peso de algunos elementos de la grúa,
que se midieron directamente junto con los esfuerzos debidos a la carga de uso mediante
galgas extensométricas que su instalaron para este efecto. De esta forma, se concluyó que los
esfuerzos máximos medios de tracción tenían un valor de casi 100 [Mpa].
Además, se obtuvo información sobre los ciclos de carga y descarga a partir de los registros
de los horómetros y el historial de trabajo de la grúa, los cuales fueron proporcionados por la
empresa propietaria a través de ASMAR (V). Finalmente, se estimó la cantidad de ciclos de cargas totales de la grúa hasta el inicio de esta investigación en 1,8 × 10![ciclos] a junio del
2019. Para calcular el parámetro KIc, se correlacionaron los valores del ensayo de tenacidad de
Charpy, para caracterizar el material y utilizar los resultados de la energía absorbida por el
impacto del martillo (CVN) en probetas establecidas por las normas ASTM E23 y E370,
según la bibliografía consultada. De esta forma, para el parámetro KIc resultó un valor
alrededor de 170 [Mpa√m], considerando las condiciones y los parámetros más desfavorables
para el material. Finalmente, se obtuvo el valor de la longitud máxima de la grieta estimada en un valor de 940 [mm] con una velocidad de propagación de
, la cual se alcanzaría en un tiempo de 2,7 [años]. Posteriormente se produciría un progreso instantáneo de la fisura hasta una rotura total de la pieza y eventual colapso estructural de la grúa.
Description
Keywords
KIC , ENSAYO DE TENACIDAD , CHARPY