trabajo final grupo 256599_91

7/26/2019 Trabajo Final Grupo 256599_91

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MATERIALES INDUSTRIALES

TRABAJO EN GRUPO

MARIA YOLIMA VALBUENA V.

COD: 55189252

JOLMAN FERNANDO GONZALEZ ROA

COD: 7335829

ROSENDO CONTRERAS

COD : 8835!1

GRUPO: 25"599#91

TUTOR: DIEGO ALEJANDRO ALARCON

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS B$SICAS% TECNOLOG&A E INGENIER&A ECBTI

ABRIL DE 21"


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T'()' *+ ,-/+0*-

INTRODUCCIN.....................................................................................................................3

1. OBJETIVOS.....................................................................................................................4

2. P0,0')+4 +4/,/'4 ,04/')0'4 6+/)0,'4..............................................................5

3. T0-4 *+ ',+-4 *+ ')+',0..........................................................................................6

!. REFERENCIAS..............................................................................................................17


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1. OBJETIVOS

'onocer com!render, !rofundizar la estructura $eneral de la unidad 1 del

mdulo de materiales industriales !ara !oner en !r(ctica.

)!render a utilizar las diferentes herramientas !ara el a!rendizaje !ro!uestas

!or el tutor. *

+dentificarlos diferentes temas # !rocesos ue nos ense&a el mdulo de

materiales industriales.


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2. P0,0')+4 +4/,/'4 ,04/')0'4 6+/)0,'4.

E)0+ )'4 ,'',/+;4/0,'4 < *0=++,0'4 *+ )'4 40>0+/+4 +4/,/'4

,04/')0'4 ,- )-4 +4+,/0?-4 >=0,-4 *+ ,'*' +4/,/':

a@ E4/,/' ,04/')0' ,(0,' ,+/'*' + +) ,+-BCC@

e caracteriza !orue los (tomos -re!resentados como

esferas se encuentran localizados en cada uno de los

vrtices del cubo # uno m(s se encuentra en el centro de la

celda.

/0mero de coordinacin es ocho -, debido a ue este trmino define a la cantidadde (tomos vecinos m(s cercanos a uno

2a cantidad de (tomos ue se encuentra dentro de la celda -cubo es el euivalente

de (tomos.

(@ E4/,/' ,04/')0' ,(0,' ,+/'*' + )'4 ,''4 FCC@

e caracteriza !orue los (tomos -re!resentados comoesferas se encuentran localizados en cada uno de los vrtices

del cubo # uno en el centro de cada una de las caras del cubo.

El n0mero de coordinacin es doce -1

2a cantidad de (tomos ue se encuentra dentro de la celda

-cubo es el euivalente de 4 (tomos.

,@ E4/,/' ,04/')0' +'>-') ,-6',/' CP@

Este ti!o de celda unidad se caracteriza !orue los (tomosse encuentran localizados en la ca!a su!erior, en la ca!a

inferior # tres en el centro de la celda

ara esta celda el n0mero de coordinacin es doce -1.

2a cantidad de (tomos ue se encuentra dentro de la celda

es el euivalente de 6 (tomos. -3estcrist), 1


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3. T0-4 *+ ',+-4 *+ ')+',0

E)0+ )-4 40>0+/+4 +,0'*-4 +)',0-'*-4 ,- ',+-4 *+ ')+',0

'@ + 4- )-4 ',+-4% ,)+4 4- 44 -0+*'*+4 =;40,'4 < ,'',/+;4/0,'46+,0,'4 4+> 4 ,-6-40,0

El Acero es bsicamente una aleacin o combinacin de hierro y carbono -alrededor

de ,5 hasta menos de un . )l$unas veces otros elementos de aleacin

es!ec"ficos tales como el 'r -'romo o /i -/"uel se a$re$an con !ro!sitos

determinados.

8a ue el acero es b(sicamente hierro altamente refinado -m(s de un 9, su

fabricacin comienza con la reduccin de hierro -!roduccin de arrabio el cual se

convierte m(s tarde en acero.

PROPIEDADES FISICAS

)unue es dif"cil establecer las !ro!iedades f"sicas # mec(nicas del acero debido aue estas var"an con los ajustes en su com!osicin # los diversos tratamientostrmicos, u"micos o mec(nicos, con los ue !ueden conse$uirse aceros concombinaciones de caracter"sticas adecuadas !ara infinidad de a!licaciones, se!ueden citar al$unas !ro!iedades $enricas%u densidad media es de 75 :$;mce!to las aleaciones autnticas ue funden de

$ol!e. or otra !arte el acero r(!ido funde a 1.65 ='. u !unto de ebullicin es de

alrededor de 3. =' -?ateriales industriales. eor"a # a!licaciones, 1

PROPIEDADES MEC$NICAS DEL ACERO

T+',0*'*: Es la ca!acidad ue tiene un material de absorber ener$"a sin!roducir fisuras -resistencia al im!acto. El acero es un material mu# tenaz,es!ecialmente en al$una de las aleaciones usadas !ara fabricar herramientas.


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D,/0)0*'*: Es relativamente d0ctil. 'on l se obtienen hilos del$adosllamados alambres. @n aumento de la tem!eratura en un elemento de acero!rovoca un aumento en la lon$itud del mismo. Este aumento en la lon$itud!uede valorarse !or la E>!resin% A2 B C A t= 2, siendo a el coeficiente dedilatacin, ue !ara el acero Dale a!ro>imadamente 1,

1F5 -es decir C B ,1.

El acero se dilata # se contrae se$0n un coeficiente de dilatacin similar alcoeficiente de dilatacin del hormi$n, !or lo ue resulta mu# 0til su uso simult(neoen la construccin, formando un material com!uesto ue se denomina hormi$narmado.

M')+'()+: e !ueden obtener l(minas del$adas llamadas hojalata. 2a hojalataes un alamina de acero, de entre ,5 # ,1 mm de es!esor, recubierta,$eneralmente de forma electrol"tica, !or esta&o.

R+404/+,0' ') *+4>'4/+: Es la resistencia ue ofrece un material a dejarseerosionar cuando est( en contacto de friccin con otro material.

M'0'(0)0*'*: Es la facilidad ue !osee un material ue !ermitir el !rocesode mecanizado. ermite una buena mecanizacin en m(uinas herramientasantes de recibir un tratamiento trmico.

D+': 2a densidad !romedio del acero es 75 :$;m3. Es la resistencia ueofrece un acero !ara dejarse !enetrar. 2a dureza de los aceros var"a entre ladel hierro # la ue se !uede lo$rar mediante su aleacin u otros!rocedimientos trmicos o u"micos entre los cuales uiz( el m(s conocidosea el tem!lado del acero, a!licable a aceros con alto contenido en carbono,ue !ermite, cuando es su!erficial, conservar un n0cleo tenaz en la !ieza ueevite fracturas fr($iles. )ceros t"!icos con un alto $rado de dureza su!erficialson los ue se em!lean en las herramientas de mecanizado, denominadosaceros r(!idos ue contienen cantidades si$nificativas de cromo, Golframio,molibdeno # vanadio. 2os ensa#os tecnol$icos !ara medir la dureza son

Hrinell, Dic:ers # Ioc:Gell, entre otros.

C-*,/0?0*'* +),/0,': osee una alta conductividad elctrica en las l"neasareas de alta tensin se utilizan con frecuencia conductores de aluminio conalma de acero !ro!orcionando ste 0ltimo la resistencia mec(nica necesaria!ara incrementarlos vanos entre la torres # o!timizar el coste de la instalacin.


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(@ L-4 ',+-4 4- )' ' *+ 4+ *+ )' 0*4/0' ' 0?+) 6*0') - )- /'/-

+4/ +4+/+ + /-*'4 )'4 +'4 *+ )-4 -,+4-4 0*4/0')+4% 4+>+4/- +,0+ )-4 ',+-4 64 4'*-4 '' )' ='(0,',0 *+ /(+;'4%?)?)'4 < ,-+0-+4% 44 0,0')+4 ,'',/+;4/0,'4 < )'4 -6'4 +)' 0>+.

HU ES UNA TUBER&A

Es un elemento cil"ndrico hueco com!uesto de acero, con una $eometr"a definida !or

el di(metro # el es!esor del cuer!o ue lo conforma. ara fines !r(cticos, se define

mediante una $eometr"a homo$nea e idealizada. Es decir, un di(metro nominal # un

es!esor nominal constante en toda su lon$itud.

HU ES UN ACCESORIO DE TUBER&A

odo aditamento necesario en un sistema, #a sea !ara arrancar, se$uir # mantener la

eficiencia.

)cero

e trata de un metal refinado, ue se obtiene a !artir de la fundicin de un lin$ote de

hierro combinado al mismo tiem!o con otros elementos u"micos.

LOS ACEROS SE DIVIDEN EN ORDINARIOS Y ESPECIALES.

2os aceros ordinarios contienen tres elementos !rinci!ales% hierro, carbono #

man$aneso. El carbono # el man$aneso reunidos no re!resentan m(s del 1.5 del

metal. 2os aceros ordinarios con el .1 a 1.5 de carbono se clasifican como

aceros de bajo contenido de carbono. 2os aceros es!eciales se hacen como los

ordinarios, !ero se les a$re$an otros elementos tales como% n"uel, como,

molibdeno, cobre, vanadio # tun$steno.

anto los aceros al carbono como los es!eciales -aceros ino>idables, aceros

resistentes a la corrosin # a las altas tem!eraturas, se !roducen en hornos

elctricos.

CONSTITUYENTES DEL ACERO

)ustenita. Es una solucin slida de carbono en el hierro $ama. 2a austenita tiene la

facilidad de disolver mucho carbono -la cantidad de carbono disuelta es del 1.7 al

.11 a una tem!eratura de 1145='. El carbono es un elemento ue estabiliza la

austenita e incrementa el ran$o de su formacin en el acero. 2a austenita es mu#

d0ctil -dureza 5 J 3 KH


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Lerrita. Es una solucin slida de carbono en el hierro. iene una ca!acidad mu#

baja !ara disolver carbono. 2a solubilidad disminu#e continuamente desde un

m(>imo de slo . a una tem!eratura de 77='. 2a solubilidad a una

tem!eratura ambiente es des!reciable -.5. 2a ferrita es un constitu#ente d0ctil

# maleable -dureza J 1 KH.

'ementita o carbono de hierro. Est( com!uesta de fierro # carbono Le3'. Es un

constitu#ente mu# duro # fr($il. 2a 'ementita contiene 6.67 de carbono # es

ma$ntica hasta 1=' en !romedio -duereza M7 KH

erlita. Es un constitu#ente ue se ori$ina de la austenita # del re arre$lo # re

distribucin del carbono en la 'ementita en hojuelas de ferrita. e da en un !roceso

de difusin debido a la actividad trmica. 'ontiene .5 de carbono # no disuelve el

carbono. Es ma$ntica # d0ctil -dureza J 5 KH.

roostita. Es similar a la !erlita !ero de dimensiones ultra J microsc!icas # de

dureza m(s elevada. Es un constitu#ente fuera de euilibrio de suave tem!le, se

encuentra normalmente con la martensita -dureza 5 J 35 KH.

Hainita. Es un constitu#ente de tem!le intermedio entre la troostita # martensita. El

ritmo de difusin es mu# lento !ara !ermitir el movimiento del carbono en distancias

lar$as. 2a vainita tiene diferentes formas microestructurales ue de!enden de la

tem!eratura de formacin. 2a vainita inferior tiene forma lenticular # est( com!uesta

de ferrita # 'ementita. 2a vainita su!erior est( com!uesta de $ruesas laminas de

ferrita # una fina ca!a de cementita -dureza 35 J 45 KH.

?artensita. 2a martensita es una ferrita sobresaturada en carbono. on !lacas con

forma de lentes, ori$inada !or un cambio brusco en la masa sin !osibilidad de

desarrollarse interiormente. 2a transformacin martens"tica se caracteriza !or ue larelacin es no isotrmica, des!lazante, sin difusin, e>hibe histresis, es isotrmica

en al$0n $rado # es autocatal"tca.

2a martensita es un constitu#ente mu# duro # fr($il -dureza 45 J 65 KH. orbita.

Es un constitu#ente e>tremadamente fino se forma des!us de recalentar una

estructura tem!lada martens"tica, Est( constituido de Le3' en una matriz ferr"tica. 2a

martensita revenida, !resenta una buena resistencia -dureza 5 J 4 KH.

ro!iedades mec(nicas del acero

2as !ro!iedades mec(nicas tales como ri$idez, ductilidad, fra$ilidad # mauinalidad,

!or nombrar al$unas, describen el com!ortamiento del material cuando se somete a

car$as. Estas !ro!iedades afectan las caracter"sticas de funcionamiento de los

miembros de los sistemas estructurales. ) continuacin, se mencionan al$unas de

las !ro!iedades mec(nicas m(s im!ortantes%

Iesistencia% Es el esfuerzo m(>imo ue un material !uede so!ortar antes de ue

ocurra la falla.


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Ii$idez% e dice ue una !arte estructural es una r"$ida si so!orta un $ran esfuerzo

con una deformacin relativamente !eue&a. El modulo de elasticidad de un

material es una medida de su ri$idez.

Nuctilidad% Es la ca!acidad de un material !ara so!ortar $randes deformaciones

inel(sticas -!l(sticas antes de la fractura. Est( asociada con los esfuerzos en

lu$ares de concentraciones altas de esfuerzos.

?aleabilidad% Es la ca!acidad de so!ortar $randes deformaciones inel(sticas

-!l(sticas antes de la fractura. e asocia con los esfuerzos de com!resin.

Lra$ilidad% Es la !ro!iedad o!uesta a la ductilidad. @n material fr($il se fracturar( a

deformaciones unitarias relativamente bajas -5.

Iesiliencia% Es la ca!acidad de absorber ener$"a en el intervalo el(stico de

esfuerzos.

enacidad% Es la ca!acidad de absorber ener$"a en el intervalo inel(stico de

esfuerzos.

Nureza% Es una medida de la ca!acidad del material !ara resistir ra#aduras. uede

modificarse mediante !rocesos de manufactura tales como tratamientos trmicos,

trabajo en fr"o, tem!lado # revenido.

?auinabilidad% Es la facilidad con la ue un material !uede mauinarse mediante

o!eraciones tales como el barrenado, fresado, roscado, etc. uede modificarse con

aleaciones del material con otros elementos, tratamientos trmicos # el estirado en

fr"o.

OTROS MATERIALES TUBULARES.2a fabricacin de tuber"as se ha diversificado # e>tendido !ara satisfacer la demanda

de las diferentes industrias ue las utilizan como insumo. Es !or ello ue en la

actualidad obtenemos tuber"as con diferentes calidades en los materiales ue la

com!onen. al es el caso% tuber"as de aluminio, tuber"as de fibra de vidrio, tuber"as

de !l(stico, etc. 'ada una de ellas tiene a!licaciones es!ec"ficas # limitadas !or las

condiciones del material # de su res!uesta en su manejo.

PROCESO DE FABRICACIN

Nebido a la im!ortancia de las tuber"as en la industria, la fabricacin debe contar con

caracter"sticas de calidad e>trema, acordes a los ries$os # necesidades en la+ndustria etrolera.

E>isten tres !rocesos de fabricacin de tuber"as% el !roceso sin costura, el !roceso

con soldadura elctricaOresistencia # el !roceso de soldadura elctrica instant(nea

-flash. El !roceso m(s utilizado !ara suministrar la demanda de tuber"as dentro del

(mbito de !erforacin -di(metros desde P o menores es sin lu$ar a dudas la

fabricacin sin costura.


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DATOS DE TUBER&AS

2os tubos utilizados en la industria !etrolera deben cum!lir con ciertas caracter"sticas

$eomtricas # mec(nicas de!endiendo de su uso.


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) continuacin se detallan los !asos del !roceso de la fabricacin de tuber"a sin

costura.


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?ateria !rima% 2a materia usada en la fabricacin es, b(sicamente, un 3 de fierro

es!onja -fierro natural # un 7 chatarra.

)cer"a% Es un !roceso ue consta de 3 eta!as% fusin, afinacin # vaciado.

Lusin% 2a materia # ferroaleaciones se calientan hasta alcanzar una tem!eratura

cercana a los 16='.

En ese !unto, el acero se encuentra en estado l"uido, la in#eccin de ar$n se

realiza !or la !arte inferior de la olla de fusin, con la finalidad de homo$enizar la

com!osicin u"mica del acero.

)finacin% Nes!us de realizar el vaciado de la olla de fusin a la olla de afinacin,

con !recisin, se realiza la afinacin del acero mediante la adicin de aleaciones, as"

se obtiene el $rado de acero reuerido.

Daciado% osteriormente, el acero de la olla de afinacin es llevado # vaciado al

distribuidor !ara obtener la colada continua.

'olada continua% El distribuidor de la colada continua ha sido dise&ado con

deflectores es!eciales ue evitan la turbulencia, con el !ro!sito de obtener barras

de seccin redonda, ue finalmente son cortadas en secciones de lon$itud conocida,

de!endiendo del di(metro de la tuber"a ue se fabricar(. Esta seccin de acero es

com0nmente llamada QtochoP.


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,@ R+')0,+ ,'*- 40/0,- ,- )' ,)'40=0,',0 *+ )-4 6'/+0')+40*4/0')+4 6+/)0,-4.

*@ C)+4 4- )-4 +=+,/-4 *+ )-4 ')+'/+4 4-(+ )-4 ',+-4% +')0,+ *0'>'6' ,- )' 0=-6',0 -(/+0*'.

2os )ceros est(n entre las aleaciones m(s com0nmente utilizados. 2a com!lejidad

de las aleaciones de acero es bastante si$nificativo. /o se inclu#en todos los efectos

de los elementos variables. El si$uiente cuadro !ro!orciona una visin $eneral de

al$unos de los efectos de diversos elementos de aleacin. 2a investi$acin adicionalse debe realizar antes de hacer cualuier dise&o o in$enier"a de conclusiones.


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!. REFERENCIAS

?ateriales industriales. eor"a # a!licaciones. -1 de octubre de 1.

Rbtenido de htt!s%;;boo:s.$oo$le.es;boo:s;about;?aterialesSindustrialesSeor

'3)NaS#Sa!lica.htmlTidBDdt?>RjG'UhlBes

3estcrist). - de diciembre de 1. Rbtenido de

htt!s%;;jmcacer.Gebs.ull.es;'?at;rans!arenciasde

claseSarchivos;3estcrist).!df

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