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Reconstrucción de bombas rotativas de desplazamiento positivo del tipo de doble tornillo, por medio de técnicas de proyección térmica

RECONSTRUCCIÓN DE BOMBAS ROTATIVAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DEL TIPO DE DOBLE TORNILLO, POR MEDIO DE TÉCNICAS DE PROYECCIÓN TÉRMICA

CRISANTO J. VILLALOBOS

Escuela de Ingeniería Mecánica, Universidad Central de Venezuela, Venezuela Facultad de Fisica, Universitat de Barcelona, España

LEvaluación del efecto de los parámetros de mezcla, en el aleado mecánico de WC-12%Co reforzada con nanotubos de carbono CNT’S, en el comportamiento mecánico de depósitos tipo cermet obtenidos por HVOF.
Es bien conocido en la actualidad, a través de distintas fuentes, tanto de carácter científico – tecnológico, como de naturaleza económica y geopolítica, que la producción de crudo a nivel mundial, estará cada vez más condicionada por factores asociados
con la energía requerida para su extracción y no por su coste económico. Cada vez es mayor la incorporación al mercado  mundial de crudos proveniente de yacimientos no convencionales y/o cada vez menor su grado api, esto último tiene muchas
implicaciones de carácter técnico, que afectan seriamente la productividad. Uno de estos problemas, el cual es objeto de la presente investigación, es la manipulación de fluidos multi-fases con alto poder abrasivo, como consecuencia de la gran cantidad de sólidos en suspensión, aunado a la agresividad química natural de los yacimientos convencionales.
Es de interés particular, para esta investigación, el desgaste severo y por ende la perdida de eficiencia de los equipos utilizados
para transportar el crudo desde la unidad de extracción, hasta las unidades de separación primaria. En estas prácticas, son por lo general, utilizadas bombas de desplazamiento positivo, del tipo de doble tornillo, estas bombas, después de cierto periodo de
tiempo experimentan una variación dimensional importante (desgaste), debido a la corrosión, erosión y Abrasión, como consecuencia de su interacción con el fluido de trabajo, el cual ya hemos comentado que tiene una gran concentración de sólidos en suspensión de alta dureza, si se compara con valores de durezas convencionales de aleaciones metálicas utilizadas en lafabricación de estos elementos de máquina, trayendo como consecuencia un desgaste severo en los flancos del tornillo,  lo que obliga a sustituirlos, en tiempos significativamente cortos. En virtud de esto, se ha planteado una investigación que tiende al diseño de un proceso y síntesis de materiales cuyas características físicas permiten incrementar la vida útil de estos elementos de máquina.
En el presente trabajo, se evaluó el comportamiento mecánico en términos tanto de la tenacidad de fractura, Modulo de elasticidad y dureza de un acero AISI 1020 recubierto con depósitos del tipo Cermet, específicamente el WC-12% Co, suministrado por HC Starck, reforzados con nanotubos de Carbono, fabricados por la empresa Shenzhen Nanotech. Se mecanizaron alrededor de 90 probetas rectangulares y paralelamente, se mezclaron estos polvos comerciales, con tamaños de
partículas del orden de los 45 micrómetros para el WC-12%Co, y para el caso de los nanotubos de carbono, estos son de pared
múltiple, presentando un diámetro promedio de unos 30 nanómetros, y una longitud de aproximadamente 15 micrómetros.
Estos materiales, fueron caracterizados morfológicamente mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) antes y después del mezclado. Dicho proceso de aleación mecánica, se realizó con un molino de bolas, variando los principales parámetros de mezclado, a saber, la velocidad de giro, concentración de nanotubos de carbono, relación de cuerpos demoledores y el tiempo de mezclado. Una vez obtenidas las mezclas estas fueron proyectadas térmicamente, específicamente por un equipo de HVOF.
Para obtener las propiedades mecánicas del recubrimiento, se trabajó la sección transversal de cada muestra, en primer lugar, se procedió a determinar el valor de dureza absoluta del depósito, así como también el perfil de dureza a través del espesor de la capa depositada, igualmente se halló el módulo de elasticidad, utilizando el modelo de Marshall et al, y la tenacidad de fractura evaluada en términos del factor de intensidad de esfuerzos aparente (KC). para lo cual, se utilizaron varios modelos disponibles en la literatura, previa verificación del tipo o patrón de agrietamiento que se presentara en cada solido evaluado. Y finalmente se trató de identificar la presencia de los nanotubos de carbono en el sólido ya depositado, utilizando para ello la técnica de espectroscopia Raman.
De acuerdo a los resultados obtenidos podemos decir en primer lugar que se observa una tendencia marcada a la unión mecánica o gran afinidad entre las partículas de WC y los CNTs logrando una mezcla dispersa y al parecer al menos en el….