Browsing by Author "Sanhueza Araya, Juan Pablo"
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Item Estudio de la formación de la fase Laves en sistemas Fe-Cr-X-Ni-Al (X=Nb, Ti o Mo): modelación computacional y caracterización microestructural.(Universidad de Concepción, 2023) Thiele Guerrero, Fernando Benjamín; Sanhueza Araya, Juan Pablo; Rojas Jara, David EduardoLa presente memoria de título investigó las características principales de la fase Laves y su relevancia como precipitado en aceros resistentes a la termofluencia. Se analizó el impacto de los elementos aleantes y la temperatura en la formación de esta fase, además, se diseñaron tres aleaciones ferríticas inoxidables (Fe-Cr-X-Ni-Al, donde X representa Nb, Ti y Mo) con el objetivo de obtener precipitados de fase Laves para su posterior estudio. Para este propósito, se utilizó el software ThermoCalc para crear diagramas de fases de estos sistemas. Estos diagramas fueron fundamentales para determinar los tratamientos térmicos necesarios y también contribuyeron al análisis de los resultados obtenidos. Las aleaciones se produjeron en un horno de inducción con atmósfera controlada, seguido de un proceso de laminado en caliente y solubilizado para homogeneizar la microestructura. A continuación, se llevaron a cabo tratamientos térmicos de recocido durante 2 y 4 horaspara favorecer la precipitación de la fase Laves. Las muestras resultantes se caracterizaron mediante microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido. Los resultados mostraron la formación exitosa de precipitados de fase Laves en aleaciones con Nb y Ti, coincidiendo con las predicciones computacionales. También se predijeron correctamente otros precipitados ricos en aluminio y carburos, evidenciando la eficacia de los tratamientos térmicos para mejorar la microestructura. Sin embargo, en la aleación con Mo, los tratamientos térmicos no fueron suficientes para inducir la formación de la fase Laves debido a una menor fuerza impulsora. Así, este estudio profundizó en el papel de los elementos aleantes en la precipitación de la fase Laves en aceros ferríticos inoxidables, respaldando las predicciones teóricas y demostrando la efectividad de los tratamientos térmicos en el control de la microestructura.Item Estudio de la formación de la fase laves en sistemas Fe-Cr-X-Ni-Al (X=Nb, Ti, Mo ó W) durante recocidos isotérmicos: caracterización microestructural y macro-micro-nano mecánica.(Universidad de Concepción, 2024) Figueroa Hurtado, Carolina Andrea; Sanhueza Araya, Juan Pablo; Oñate Soto, AngeloDentro de las propiedades que presentan los aceros ferríticos, la resistencia a la termofluencia es la más estudiada donde los mecanismos responsables son el endurecimiento por solución sólida, densidad de dislocaciones, límites de interfase y precipitación, donde se analizan para potenciar la obstaculización del flujo de dislocaciones en dichos aceros. Por esta particularidad es que surge el interés de investigar la formación de la fase Laves en sistemas Fe-Cr-X-Ni-Al con X siendo Nb, Ti, Mo o W, durante recocidos isotérmicos, la cual puede entregar un reforzamiento a los aceros ferríticos y mejorar la resistencia mecánica junto con la fluencia térmica. El análisis sobre el reforzamiento debido al endurecimiento por precipitación se efectuó en primera instancia a través de modelación termodinámica y cinética por medio del Software Thermo-Calc. Posteriormente se produjeron las piezas por fundición y se realizó un tratamiento termomecánico (laminación en caliente, recocido de solubilizado e isotérmico a distintas horas). Una vez finalizado el proceso termomecánico se prepararon las muestras y se realizaron caracterizaciones tanto mecánicas (Macro, Micro y Nanodureza) como microestructurales (Microscopía electrónica de Barrido y Difracción de rayos X). En los resultados de Macrodureza y Microdureza, C1 y C2 presentaron un comportamiento particular en donde C1 obtuvo 270 HV (Macro) para la pieza de 6 horas de recocido y C2 una medida de 279,93 HV (Micro) para la misma pieza, evidenciando la existencia de un mecanismo de endurecimiento. Por otro lado, C3 no evidenció un endurecimiento y C4 presento medidas dentro de lo esperado. Para el análisis de Nanodureza se escogieron de C1 y C2 las piezas solubilizadas, 6 y 12 horas de recocido, en donde ambas muestras presentaron un incremento en la pieza de 6 horas (577,HV y 691,3 HV). En cuanto al análisis SEM-EDS en ambas muestras se visualizaron sus respectivos precipitados, sin embargo, en C1 las piezas de 6 y 12 horas de recocido se encontró la presencia de fase Laves. Para el análisis de DRX, en ambas muestras se corroboran la existencia de sus precipitados correspondientes, pese a esto, no logró situar la fase Laves en la muestra C1 debido a su fracción volumétrica.Item Implementación de la metodología de inspección basada en riesgo en análisis cualitativo para equipos estáticos del área de fibra, Celulosa Arauco - Planta Arauco.(Universidad de Concepción, 2023) Arduiz Gacitúa, Joaquin Andrés; Sanhueza Araya, Juan Pablo; Sanhueza Gómez, Felipe AbnerEsta tesis se centra en la implementación de la metodología de Inspección Basada en Riesgo (RBI), específicamente mediante un análisis cualitativo, aplicado a 11 equipos estáticos en la industria de la celulosa, particularmente en la empresa Arauco. Estos equipos, que forman parte integral del área de fibra de la planta, son esenciales en el proceso de producción de celulosa y requieren de un mantenimiento y una evaluación de riesgos meticulosos para asegurar la continuidad operativa y la seguridad. El estudio adopta la metodología de RBI según las normas API 580 y 581, con el objetivo de establecer una jerarquía de riesgos que permita optimizar recursos y mejorar la confiabilidad de los equipos. Se evaluó la probabilidad de fallo (PoF) y la consecuencia de fallo (CoF) de cada equipo, utilizando datos de inspecciones previas, historiales de mantenimiento y especificaciones técnicas para identificar y clasificar los mecanismos de deterioro potenciales, como la corrosión, la fatiga y la acumulación de material cristalizado. A través de la aplicación de esta metodología cualitativa, se ha logrado una visión clara del estado actual de los equipos y se han identificado aquellos con el mayor riesgo. Esta información es crucial para dirigir los esfuerzos de mantenimiento hacia los equipos más críticos y para la toma de decisiones estratégicas con respecto a las operaciones de la planta, además de contar con la jerarquización de los equipos, para la planificación de futuras PGP (parada general de planta).Item Implementación de proceso de reutilización de componentes reparables con poleas como equipo piloto(Universidad de Concepción, 2019) Escobar Martínez, Nelson Raúl; Sanhueza Araya, Juan Pablo; López Jenssen, MartaEl presente trabajo tiene como fin definir las etapas asociadas al proceso de componentes reparables a fin de asegurar su confiabilidad operacional y generar al mismo tiempo un ahorro de repuestos versus la compra de componentes nuevos. Para desarrollar el estudio, se tomó como base las poleas de sistemas transportadores y se definieron las etapas del proceso desde su desmontaje en planta hasta su nueva puesta en servicio, estableciendo para cada etapa los procesos a ejecutar y sus estándares aplicables. Por otra parte, para cuantificar el impacto potencial que podría generar un aumento en la confiabilidad de este activo reparable, se realizó el análisis de datos asociados a los tiempos de detención de un año completo en la División Gabriela Mistral de Codelco. Dentro de este proceso fue necesario realizar una depuración de la base de datos y generar una estandarización para que los nuevos avisos (entiéndase que estos avisos corresponden a los solicitudes de mantenimiento creados en el sistema SAP) creados tuviesen una estructura dentro de SAP, definida que facilitara la tarea de análisis y mejora continua. Para poder asegurar la calidad de las reparaciones, se realizó un análisis de los modos de fallas que ocurrieron durante el año 2018 y sus efectos, asociando a cada modo de falla una o varias técnicas de inspección mediante ensayos no destructivos. Como resultado se obtuvo un proceso autosustentable, el cual puede generar ahorros con valores esperados del orden de los 8 mil millones de pesos.Item Simulación, producción y caracterización de aceros 9-12%Cr resistentes a altas temperaturas, endurecidos por precipitación(Universidad de Concepción, 2017) Sanhueza Araya, Juan Pablo; Rojas Jara, David EduardoEn esta tesis se llevó a cabo la simulación, producción y caracterización de aleaciones martensitico/ferríticas 9-12%Cr, asistido por los programas computacionales ThermoCalc, DICTRA y TC-PRISMA. Por un lado, se estudió la cinética de precipitación de las fases secundarias en una aleación 10.5%Cr, previamente modelada en ThermoCalc, experimental y teóricamente (DICTRA y TC-PRISMA). Los resultados experimentales, se basaron, en la obtención de datos de la evolución del tamaño de partícula de los precipitados M23C6, fase Laves, Nb-MX y V-MX, en muestras de la aleación sometidas a un recocido isotérmico a 650ºC durante 1440 h y 8760 h. En el caso de la simulación computacional en DICTRA y TC-PRISMA, esta se enfocó en el estudio de la cinética de precipitación de los carburos M23(C, B)6 y la Fase Laves. Los resultados de la simulación computacional en TC-PRISMA, permitieron correlacionar el efecto del B en la disminución de la velocidad de engrosamiento de los carburos M23C6. Además, fue posible simular la segregación de Si y W en los límites de grano, previa a la nucleación de la fase Laves. También, se diseñó y produjo una aleación 12%Cr con una alta cinética de precipitación para la fase Laves y Z, con el fin de estudiar su comportamiento en termofluencia a 650ºC. A su vez, las investigaciones fueron complementadas mediante el análisis de la evolución del tamaño de partícula de la fase Laves y la transformación Ta-MX Fase Z, en muestras sometidas a un recocido isotérmico a 650ºC durante 1440 h y 8760 h. La caracterización microestructural mediante microscopia electrónica de transmisión, de los distintos estados de la aleación (post-tratamiento térmico y post-recocido isotérmico), corroboraron la formación de fase Laves y partículas hibridas Ta-MX/Z durante el recocido de precipitación a 780ºC/2 h. Por otro lado, los análisis correspondientes a las muestras sometidas a recocido isotérmico a 650ºC, permitieron explicar, la drástica disminución de la resistencia a la termofluencia de la aleación 12%Cr a las 1000 h de exposición. En general, se pudo observar una rápida velocidad de engrosamiento para la fase Z (CrTaN), con lo cual, el principal mecanismo de anclaje de dislocaciones y subgranos, promovido por la formación de carbonitruros Ta(C,N), se pierde debido a la transformación de fases Ta-MX Fase Z. Además, la fase Laves también presento una alta velocidad de crecimiento, producto probablemente, de la alta sobresaturación de W en la matriz y la formación de una intercara altamente móvil con respecto a uno de los granos.