Ensayos No Destructivos

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL ESTADO DE ZACATECAS

CESAR ALONSO RODRÍGUEZ LÓPEZ

PRUEBAS DE TENSIÓN (PROBETA DE COBRE)

ENSAYOS DESTRUCTIVOS

ING. MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

8 “A”

COBRE

Cobre

Elemento químico, de símbolo Cu, con número atómico 29; uno de los metales de transición e importante metal no ferroso. Su utilidad se debe a la combinación de sus propiedades químicas, físicas y mecánicas, así como a sus propiedades eléctricas y su abundancia. El cobre fue uno de los primeros metales usados por los humanos.

La mayor parte del cobre del mundo se obtiene de los sulfuros minerales como la calcocita, covelita, calcopirita, bornita y enargita. Los minerales oxidados son la cuprita, tenorita, malaquita, azurita, crisocola y brocantita. El cobre natural, antes abundante en Estados Unidos, se extrae ahora sólo en Michigan. El grado del mineral empleado en la producción de cobre ha ido disminuyendo regularmente, conforme se han agotado los minerales más ricos y ha crecido la demanda de cobre. Hay grandes cantidades de cobre en la Tierra para uso futuro si se utilizan los minerales de los grados más bajos, y no hay probabilidad de que se agoten durante un largo periodo.

Propiedades y usos

Tiene excelentes propiedades mecánicas y es el segundo mejor conductor después de la plata a la que aventaja por su bajo precio. Tiene buena resistencia a la corrosión y extraordinaria ductilidad lo que permite transformarlo en alambres de hasta 0,025 mm.

Se utiliza en cables y líneas de alta tensión exteriores , en el cableado eléctrico en interiores, enchufes y maquinaria eléctrica en general, generadores, motores, reguladores, equipos de señalización, aparatos electromagnéticos y sistemas de comunicaciones

Es también el mejor conductor del calor lo que explica su uso en situaciones en las que se desee calentar o enfriar rápidamente como refrigerantes, intercambiadores de calor, pailas, utensilios de cocina, etc.

No tiene propiedades magnéticas (amagnético) lo que permite su uso en construcción eléctrica, electrónica, armamentos, relojería, etc.

Al ser un metal resistente a las condiciones ambientales se utiliza en techos, grandes esculturas, cúpulas.

Propiedades químicas: es un metal muy resistente, integra el grupo de los metales nobles con la plata, el oro y el platino. Resiste la exposición atmosférica, el agua y algunos ácidos, pero es atacado por ácidos oxidantes (nítrico) y el amoníaco. No se corroe en situaciones normales.

En la mayoría de sus compuestos, el cobre presenta estado de oxidación + 2 y en menor medida, + 1. Expuesto al aire, se forma primero Cu2O y después óxido cúprico (CuO).

Los halógenos atacan con facilidad al cobre, especialmente en presencia de humedad. El ácido sulfúrico reacciona con el cobre formando un sulfuro También pueden formarse sulfatos de cobre con colores de verde a azul verdoso, estas sales se aparecen habitualmente en los acumuladores de los autos.

El ácido cítrico disuelve el óxido de cobre, por lo que se aplica para limpiar superficies de cobre.

Importancia biológica: el cobre ayuda a la formación de la hemoglobina por lo que debe ser ingerido diariamente en muy pequeñas cantidades.

Sus compuestos tienen efecto bactericida y evitan la proliferación de algas, es por eso que se agregan a las piscinas y estanques (sulfato de cobre) y se utilizan en agricultura.

Tiene la ventaja de poder ser re utilizado indefinidamente porque no pierde sus propiedades físicas o químicas en el reciclaje.

Las aleaciones más conocidas son el bronce (cobre – estaño) y el latón (cobre – cinc). También se usa en aleaciones con el oro, la plata o el níquel.

NORMA PARA LA PRUEBA DE MATERIALES.

La industria moderna ha cimentado su desarrollo en un conjunto de normas o reglas que determinan las características que deben de cubrir los materiales, los productos, la maquinaria o los procedimientos.

Estas reglas implementadas adecuadamente, constituyen los estándares o normas industriales, cuya aplicación ha sido factor determinante del desarrollo científico tecnológico alcanzado solo por algunos países.

Las normas establecen con precisión el reconocimiento de calidad, estimulando la confianza del consumidor, dan prestigio a los fabricantes, fomentan la organización de estructuras solidas, para el incremento de un producto masivo, simplificando los procesos y aumentando la eficiencia del trabajo, reduciendo los costos y aumentando los beneficios.

A.S.T.M. (sociedad americana para los ensayos de materiales).

De gran interés e importancia para quienes efectúan ensayos o inspecciones de materiales; la ASTM desempeña doble función.

a) Normalización de las especificaciones y los métodos de prueba o ensayo de los materiales, los cuales se realizan por comités permanentes.

b) Mejoramiento de los materiales de ingeniería, la cual se logra a través de investigaciones de comités y miembros individuales, los resultados obtenidos se hacen públicos en la revista de la asociación.

DESIGNACIÓN DE LA NORMA PARA PROBETAS Y ENSAYOS DE TENSIÓN:

Norma E8- 00b.

Esta norma es un método para la realización de pruebas de tensión en los materiales para obtener la temperatura, esfuerzo, elongación, tensión máxima y reducción de área, etc.

Especifica las características que deberá de tener la probeta para así poder someterla a diversas pruebas que alojen resultados verídicos y confiables del material.

ENSAYO DE TENSIÓN (COBRE 1/4)

En el presente ensayo se muestran las reacciones de las propiedades de un material que se obtienen con diferentes pruebas hasta su última resistencia implicando con esto su deterioro o destrucción.

En la prueba de tensión simple la operación se realiza sujetando los extremos de la probeta, los cueles empezaran a separarse con el incremento de la carga. La probeta se alarga en direcciones paralelas a las carga.

Objetivo.

Determinar los parámetros límite a los que se está sujeto el material (cobre) sometiéndolo en una maquina universal para pruebas de tensión y a través de un software TRAPESIUM 2.2 así nos permitirá obtener la información necesaria o esperada en los resultados.

Fractura.

La fractura simple es la separación de un cuerpo en dos o más trozos como respuesta a una tensión que puede ser estática (constante o variando lentamente con el tiempo) y a temperatura que son bajas en relación a la temperatura de fusión del material. Las tensiones aplicadas pueden ser de tracción, compresión, de corte o torsionales.

Procedimiento seguido para la realización del ensayo.

1. Seleccionar una escala de carga de 0 a 100kN

2. Colocar el dispositivo para el ensayo (porta mordazas libremente, sin tener obstrucciones). Para nuestro ensayo se montó un dispositivo de montaje rápido en el cual las mordazas superiores tienes una protuberancia cilíndrica

3. Montar la probeta (se monta primero la parte superior de la probeta), y con la ayuda del control se localiza la parte inferior de la máquina, se aproximan las mordazas en la parte inferior de la probeta, la probeta no debe tener juego (movimiento).

4. Colocar parámetros en software para que la maquina ejecute.

Dimensiones tomadas por el técnico para introducirlas al programa.

5. Se corre el programa y se capturan los resultados a través del programa()

6. Después de la fractura se desmonta la probeta para medir la distancia entre marcas, esto se hace uniendo los dos pedazos de la probeta; así mismo, se debe medir el diámetro en la fractura.

Diámetro Longitud calibrada

Unidades Mm Mm

COBRE 6.35 30.62

Nombre Max._Carga Max._Despl Max._Esfuerzo Max._Deformacion Rotura_Carga Rotura_Despl Rotura_Esfuerzo Rotura_Deformacion

Unidades kN Mm N/mm2 % kN Mm N/mm2 %

cobre

7.95844 1.49400 251.299 4.87916 2.98563 5.10400 94.2753 16.6688

ENSAYO METALOGRÁFICO COBRE

El examen estructuras de los materiales y aleaciones por vía microscópica es una de las principales armas de un investigador para conocer su estructura y las propiedades o características que posee el material.

El primer paso dentro de esta área técnica metalográfica será la zona micrográfica a estudiar y que deberá ser representativa del fenómeno a observar, teniendo en cuenta la forma, función y origen del material.

La obtención de una superficie perfectamente plana y pulido, nos permitirá llegar a conclusiones exactas y ello dependerá de la capacidad para llevar a cabo el procedimiento.

Objetivo.

Obtener una revelación de la estructura de las probetas de cobre la cual no posee deformaciones,

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