Procedimiento Para Elaborar Replicas Metalográficas Rev. 0

Procedimiento para elaborar Réplicas Metalográficas y metalografías de campo.

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Aprobado/Autorizado Aprobado/Autorizado Área(s)/Órgano(s) Colegiado(s) Colegiado(s)

Acuerdo(s)/FAC Acuerdo(s)/FAC

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A#o

$ropiedad de $etróleos "e%icanos "arina &acional &'ero *+, Colonia $etróleos "e%icanos, elegación "iguel -idalgo, ".%ico, F, C$ 0000 1el (23* 33) 0+44 *355 6a reproducción total o parcial de este docuento podrá efectuarse ediante la autorización e%presa de %%%%%%, otorgándole el cr.dito correspondiente

!"#$ %E $&'"R()$*(+, Codificación del docto Página 2 de 29 Elaboró: Elaboró: Revisó




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$ropiedad de $etróleos "e%icanos "arina &acional &'ero *+, Colonia $etróleos "e%icanos, elegación "iguel -idalgo, ".%ico, F, C$ 0000 1el (23* 33) 0+44 *355 6a reproducción total o parcial de este docuento podrá efectuarse ediante la autorización e%presa de %%%%%%, otorgándole el cr.dito correspondiente

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Elaboró

R-brica

Revisó

R-brica

$tori/a





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ección de *ontrol de *ambios Revisión


Página s3 Modificada s3

4ec5a de Emisión

%escripción del *ambio




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*ontenido ,-mero

'ema

Pág.

7isión 8eneral 0 *  4 3 8 9 = +

ección ( (.1 (.2 (.0 (.6

7ntroducción efiniciones b;etiesponsabilidades respecto al presente docuento "arco ?ur!dico 7nterpretación 7nstancias de Autorización >eferencias

8 9 = = = = = = +

%escripción de $ctividades 05 05 05 00

Principio de la 'écnica Metalográfica de *ampo Proceso de $plicación $plicación de la Metalografía en $ceros al *arbono $plicación de la Metalografía en aceros epestos a alta temperatra Registros Personal

(.: (.;

09 09

%isposiciones 'ransitorias

1<

$neos A @ C 

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Análisis etalográfico y ensayo de dureza Clasificación de da#os por creep >elación de ureza y Esfuerzo a la tensión 1aa#os de grano

0+ *3 *8 *=

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Aprobado/Autorizado Área(s)/Órgano(s) Colegiado(s)

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7isión 8eneral

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0 7ntroducción 6a etalograf!a de capo, se utiliza en diferentes aplicaciones en con;unto con otras pruebas para e$ 39 B7nspection of Fired @oilers and -eater, se deterina la condición estructural y etal'rgica de estos coponentes Es necesario entender los ecanisos potenciales de da#o para desarrollar e ipleentar las acti
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Acuerdo(s)/FAC

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A#o

* efiniciones $ara efectos del presente docuento, los t.rinos ue a continuación se relacionan tendrán el significado ue se pre<. en este apartado, pudiendo utilizarse indistintaente en singular o plural 'érmino

ignificado

$cero

Aleación Dierrocarbono, cuyo contenido de carbono se encuentra entre los l!ites de 555=*55, el resto lo coponen el Dierro coo etal base y los eleentos de aleación 6!uido incoloro (C-)*C, de olor caracter!stico agradable, etiro de aterial superficial por acción ecánica o electrou!ica Capacidad de un etal para resistir la penetración Gnidad o coponente de las l!neas de proces o (carrete, codo, tee, etc) Ciencia ue estudia las caracter!sticas icroestructurales de un etal ó aleación relacionándolas con sus propiedades f!sicas, u!icas y ecánicas 7agen obtenida con la ayuda de un icroscopio y una cáara fotográfica Cristal coponente de un sólido, puede ser etálico o no etálico "arca o Duella resultante de la edición de dureza >eacti
$cetona $l-mina *omponente %esbaste %re/a Elemento Metalografía Micrografía 8rano (ndentación ,ital 'ama>o de grano $'M

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 b;eti
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A#o

4 Ábito de aplicación Este docuento aplica para la elaboración d e etalograf!a en capo de eleentos o coponentes de tuber!as, recipientes su;etos a presión y tanues de alacenaiento atosf.rico, fabricados de acero al carbono y aleados, as! coo para la identificación de cabios etalurgicos icroestructurales de este tipo de aceros e%puestos a altas teperaturas o fuego directo

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Acuerdo(s)/FAC

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A#o

3 >esponsabilidades respecto al presente docuento Responsable


Responsabilidad



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A#o

8 "arco ?ur!dico




Acuerdo(s)/FAC

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A#o

9 7nterpretación




Acuerdo(s)/FAC

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= 7nstancia de Autorización




Acuerdo(s)/FAC

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+ >eferencias A$7 >$ 39 B7nspection of Fired @oilers and -eater A$7 39+ Fitness For IerelationsDip Aong @rinell -ardness, KicLers -ardness, >ocLMell -ardness, Iuperficial -ardness, Nnoop -ardness, and Icleroscope -ardness AI1" E 030 Itandard $ractice for $roduction and Eeplicas AI1" E  Itandard Juide for $reparation of "etallograpDic Ipeciens AI1" E 459 Itandard $ractice for "icroetcDing "etal and Alloys AI1" E 9 Itandard 1erinology >elating to "etallograpDy "etallograpDerOs Juide  $ractices and $rocedures for 7rons and Iteels, Aerican Iociety for "etals, *55* AI" -andbooL, Aerican Iociety for "etals: "etallograpDy and "icrostructures, Kol +, , 0+=3 AI" -andbooL, Kolue 09: &ondestructieplication "icroscopy 1ecDniues for &E AI" -andbooL, Kolue 00: Failure Analysis and $reaffo, Ezeuiel $ascuali, -.ctor IbuttoniH 7nstituto Argentino de Iiderurgia

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Acuerdo(s)/FAC

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A#o

E**(+, (. %E*R(P*(+, %E $*'(7(%$%E

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Acuerdo(s)/FAC

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A#o

70 $rincipio de la 1.cnica "etalográfica de Capo 6a "etalograf!a puede definirse coo la t.cnica ue re
7* $roceso de Aplicación 6a aplicación de la t.cnica de etalografia reuiere de ecopilación de inforación *) $reparación de euipo y ateriales ) Ielección del área 4) $reparación de la superficie 3) Ensayo de "etalograf!a de capo 8) Ensayo de ureza (opcional) 9) >egistros 6a descripcion de cada etapa del proceso de aplicación se uestran en el Ane%o A

7 Aplicación de la "etalograf!a en Aceros al Carbono 6a aplicación de la t.cnica de etalograf!a en aceros al carbono, tiene
(.0.1 %eterminación de las fases microestrctrales presentes en el acero. 6as icroestructuras as counes en acero al carbono son las icroestructuras ferr!ticas, caracteristica de aceros de ba;o carbono, ferritaperlita y la icroestructura artens!tica, estas 'ltias dependientes de la cantidad de carbono en la aleación fierrocarbono del acero

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Acuerdo(s)/FAC

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A#o

Acero con 550 de carbono Ferrita total 055Q

AI1" A 39grado @, 1eplado y re
Acero AI1" A 058 Jrado @ Ferrita zonas claras, ferrita zonas oscurras 055Q

4igra 1. "icroestructuras t!picas de aceros al carbono (.0.2 *aracteri/ación del acero al carbono en campo. En esta aplicación la etalografia se utiliza en con;unto con el ensayo de dureza para deterinar el grado apro%iado del aterial 6a preparación etalográfica y ensayo de dureza se puede aplicar coo se describe en el ane%o A tras t.cnicas pueden aplicarse pre
Evalación de la microestrctra. 0) 6a icroestructura del coponente debe e
Evalación de la dre/a. 0) El


Acuerdo(s)/FAC

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A#o

74 Aplicación de la "etalograf!a en aceros e%puestos a alta teperatura En esta aplicación, la etalografia se utiliza en con;unto con el ensayo de dureza para deterinar el grado de deterioro de los aceros al carbono e%puestos a altas teperaturas e acuerdo a el A$7 >$ 39 B7nspection of Fired @oilers and -eater, los ateriales ás utilizados para el ser
'abla ,o. 1. Materiales de tbería para calentadores Material Acero al carbono 0S CrT "o *S Cr0 "o  Cr0 "o 3 CrT "o 3 CrT "oIi + Cr0 "o + Cr0 "oK 1ype 541ype 08 1ype *0 Alloy =55-/=55-1 -N

Especificación tbo 'be3 sin costra A09+/A0+* A*0 100 A*0 1** A*0 1*0 A*0 13 A*0 13b A*0 1+ A*0 1+0 A*0 1$54A*0 1$08 A*0 1$*0 @459 Jr =55-/=55-1 A85= Jr -N452

Especificación tbo Pipe3 sin costra A3/A058 A3 $00 A3 $** A*0 $*0 A3 $3 A3 $3b A3 $+ A*0 1+0 A0* 1$54A0* 1$08 A0* 1$*0 @459 Jr =55-/=55-1 U

@ímite de temperatra del metal por dise>o 345RC 3+3 RC 835RC 835 RC 835 RC 953 RC 953 RC 835 RC1 =03 RC =03 RC =03 RC +=3 RC1 0505 RC1

,ota 1: Estos ateriales co'nente son usados en tubos de Dornos a alta teperatura donde la presión interna es tan ba;a ue la resistencia a la ruptura no influye en el dise#o ,ota 2: 1ubo
$ara efectos de este docuento se presenta sólo la e
(.6.1 Evalación de aceros al carbono epestos a alta temperatra: 6os pasos a seguir para la e


Acuerdo(s)/FAC

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A#o

esferoidización contin'a precipitándose en los l!ites de grano y los carburos se
4igra 2. "icroestructuras representatieferencia: AI" -andbooL, Kolue 09: &ondestructi



Acuerdo(s)/FAC

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A#o

El croo ;unto con otros foradores de carburos coo
a) Ferrita perlita sin degradación

d) 6a esferoidización es copleta pero algunos carburos toda
c) Esferoidización interedia de la perlita con presencia de algunos carburos lainares

b) $rieros signos de esferoidización usualente acopa#ado por precipitación en bordes de grano

e) 6os carburos se uestran dispersos de;ando peue#as trazas de las áreas originales de perlita

f) El taa#o de algunos carburos se Da increentado por coalescencia

4igra 0. "icroestructuras representatiaffo, Ezeuiel $ascuali, -.ctor IbuttoniH 7nstituto Argentino de Iiderurgia




Acuerdo(s)/FAC

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A#o !a

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A#o

a)

b)

c)

4igra 6. "icroestructura de la secuencia de da#o por terofluencia (creep), de un acero con 5*=C, 1 % Cr,1% Mo, 2.5% Ni; expuesto a una temperatura de 565°C, y expuesto a esfuerzos de 30si. a! forma"i#n ini"ia$ de "aidades en $os $&mites de 'rano; (! uni#n de mi"ro "aidades; "! separa"i#n de $&mites de 'rano y forma"i#n de 'rietas. Ma'ni)"a"i#n 500*.

4igra :. Aeferencia: AI" -andbooL, Kolue 09: &ondestructi


Acuerdo(s)/FAC

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A#o

73 >egistros 6os resultados y los paraetros utilizados en el analisis etalografico y dureza se deberan registrar en un solo forato de reporte Este registro deberá contener al enos lo siguiente: Análisis "etalográfico : a) b) c) d) e) f) g) D)

escripción y ubicación del coponente Condiciones de operación y de dise#o del coponente Especificación de aterial del coponente Euipo utilizado para el ensayo escripción de la icroestructura obtenida: fases presentes y taa#o de grano bserecoendaciones

Ensayo de dureza i) ;) L) l)

Euipo utilizado para el ensayo >esultados de dureza obtenidos Conclusiones >ecoendaciones

78 $ersonal 6a e;ecución de los ensayos de etalograf!a y dureza deberá realizarse por personal capacitado y adiestrado coo !nio en las t.cnicas descritas en el ane%o A u otras eui



Acuerdo(s)/FAC

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%isposiciones 'ransitorias Primera egnda.




Acuerdo(s)/FAC

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A#o

$neo $ $nálisis metalográfico y ensayo de dre/a. $roceso de Aplicación 6a elaboración de la etalograf!a se realizará en la secuencia de las actiecopilación de inforación +) $reparación de euipo y ateriales 05) Ielección del área 00) $reparación de la superficie 0*) Ensayo de "etalograf!a de capo 0) Ensayo de ureza (opcional) 04) >egistros




Acuerdo(s)/FAC

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A#o

A0 >ecopilación de inforación $ara el efecto del desarrollo de los ensayos enunciados es necesario contar con la inforación del circuito de tuber!a o euipo estático ob;eto de prueba: 7dentificación del circuito de tuber!a o euipo iáetro noinal Gbicación e identificación de los eleentos o coponentes ue se esultados rele
• • • • • • • • •

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Acuerdo(s)/FAC

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A* $reparación de euipo y ateriales Euipo y ateriales básicos para realizar el análisis etalográfico y ensayo de du reza: •

"icroscopio óptico etalográfico portátil con agnificaciones de 055Q, *55Q y 455Q

•

Cáara digital con adaptador al icroscopio

•

1aladro de *=55 >$"

•

$ulidor el.ctrico y base para li;as de disco (opcional)

•

6i;as de granos 85 u =5, li;as de grano *45, *5, 855 y 0*55

•

&ital al ,

•

Al'ina

•

Acetona

•

Algodón

•

?uego para replicas etalográficas de acetato y reacti
•

uróetro portátil 

•

@arras patrón de acero certificadas, arcadas

•

"artillo de bronce de * lb (si se usa duróetro 1elebrineller)




Acuerdo(s)/FAC

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A#o

A Ielección del área •

•

•

•

•

6a zona de la prueba no deberá tener espesores reanentes ba;os y deberá estar libre de abolladuras, golpes, ralladuras, fallas internas o cualuier otra iperfección ue interfiera con la elaboración de la etalografia y dureza 6as fallas internas deben descartarse ediante una prueba
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Acuerdo(s)/FAC

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A#o

A4 $reparación de la Iuperficie 6a superficie a inspeccionar deberá estar libre de pintura, suciedad, pol
$.6.1 Desbaste grueso. El desbaste inicial se efectuará con li;as de disco adaptable para pulidor o taladro anualH el taa#o de grano abrasi
$.6.2 Desbaste fino. El desbaste fino es un desbaste secuencial epleando li;as de taa#o de grano cada
$.6.0 Pulido. El pulido debará realizarse epleando un pa#o adDesi



Acuerdo(s)/FAC

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A#o

a)

b)

4igra ,o $1 -erraientas para realizar el desbaste y pulid a




Acuerdo(s)/FAC

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A#o

A3 Ensayo de "etalograf!a de capo $.:.1 Ataque químico. $ara re
4igra ,o $2. Ataue u!ico del acero utilizando el reacti
$.:.0 Toma de la metalografía. 6a toa de la etalograf!a con icroscopio óptico de capo, se realizará de acuerdo a los siguientes pasos: a) 6ipiar la superficie pulida con una ota de algodón ipregnada de acetona o alcoDol b) Colocar el icroscopio óptico de capo sobre la superficie de prueba y a;ustar el enfoue con una lente de 055Q c) >etirar el ocular del icroscopio y colocar la caara fotográfica con el adaptador, procediendo al enfoue noral reuerido (no utilizar zoo para no alterar la graduación de 055Q) d) Efectuar la toa de la fotograf!a a 055Q Ii el ob;eto de la etalograf!a lo reuiere se podrá utilizar ayor auento e) E



Acuerdo(s)/FAC

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A#o !a

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A#o

4igra ,o $0. bser
En lugares inaccesibles para la obsereplica "etalográfica y la obser.plicas "etalográficas, se deberá realizar lo siguiente: a) 6ipiar la superficie pulida, con acetona o alcoDol b) 1oar la láina de r.plica por la orilla de la superficie c) Aplicar el l!uido reacti
>etirar cuidadosaente la r.plica y colocarla en un portaob;etos

g) E
E
;)

Ii es reuerido, la r.plica se puede lle



Acuerdo(s)/FAC

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A#o !a

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A#o

a)

b)

c)

4igra ,o $0. 1ecnica de aplicación de replica etalografica a) Aplicación de acetato de replica etalograficaH b) retiro de acetato de replicaH c) colocacion de replica en portaob;etos para obser
$.:.6 Evalación de la imagen metalográfica. a) Ie deberá e.plica "etalográfica se deberá confirar en capo con un icroscopio óptico portátil ue fue toada adecuadaente 6a r.plica etalográfica puede ser obser



Acuerdo(s)/FAC

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A#o

A8 Ensayo de dureza Es necesario aplicar un Ensayo de ureza para e



Acuerdo(s)/FAC

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A#o

$neo A

*lasificación de da>os por creep. 'abla ,o. 2. *lasificación genérica de da>o por 'ermoflencia *reep3. *lase

%escripción

$cción

0

Iin defecto de creep

&inguna

*

$ocas ca
>einspección despu.s de *5555 Doras de ser


Coalescencia de ca
>einspección despu.s de 03555 Doras de ser
4

Jrietas de creep icroscópicas

>einspección despu.s de 05555 Doras de ser
3

Jrietas de creep acroscópicas

Ie debe de inforar inediataente

>eferencia: AI" -andbooL, Kolue 09: &ondestructi



Acuerdo(s)/FAC

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A#o !a

"es

A#o

$neo *

Relación de %re/a y Esfer/o a la tensión 'abla 0. >elación de ureza y Esfuerzo a la tensión apro%iado, de aceros al carbono y ba;a aleación en la condición de recocido, noralizado y tepladoYyYre
Esfer/o a la tensión aproimado

Preba de dre/a 7icBers 6=? 6;? 6:? 66? 60? 62? 61? 6?? 09? 0
Mpa3

Bsi3

1:=2 1:0< 169; 16;2 1610 10=2 1001 12<9 126< 12?= 11=2 1101 1?9; 1?;9 1?06 1??= 9=9 9:1 90< 91= 9?0 <<9 <=; <:: <61 <2=
22< 220 21= 212 2?: 199 190 1<= 1<1 1=: 1=? 1;6 1:9 1:: 1:? 16; 162 10< 10; 100 101 129 12= 126 122 12? 11= 11: 110 111 1?; 1?1 9= 92 << <6 =9 =: =1 Esta página sustituye a la aprobada/autorizada el:


Acuerdo(s)/FAC

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A#o !a

"es

A#o

Preba de dre/a Arinell carga de 100 126 116


Esfer/o a la tensión aproimado Mpa3 Bsi3 6:: ;; 62= ;2 090 :=

Preba de dre/a 7icBers 16? 10? 12?



Acuerdo(s)/FAC

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"es

A#o !a

"es

A#o

$neo %. 'ama>os de grano a 1??C.

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Acuerdo(s)/FAC

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A#o !a

"es

A#o

1aa#os de grano a 055Q




Acuerdo(s)/FAC

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A#o !a

"es

A#o

Procedimiento Para Elaborar Replicas Metalográficas Rev. 0

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