4.6 Reflective Programming in AmbientTalk
4.6.2 Mirror-based Intercession using Implicit Mirrors
3.1. Procedimiento experimental.
El diagrama de bloques de la figura 12 muestra el procedimiento experimental realizado en el presente estudio, el cual consistió en la caracterización inicial de los materiales A179 y A192, mediante el análisis químico, medición de dureza, ensayo de tensión, preparación metalográfica y caracterización microestructural mediante microscopia óptica y microscopia electrónica de barrido. Posteriormente, se realizaron las pruebas de caracterización mecánica y microestructural a los dos materiales, después de ser sometidos a dos distintos regímenes de exposición a alta temperatura. El primero de ellos consistió en la exposición intermitente de los materiales, o aplicación de ciclos térmicos, los cuales consistieron en el calentamiento de los especímenes de prueba dentro de un horno a 600° C durante una hora y su posterior enfriamiento al aire hasta temperatura ambiente. El segundo régimen consistió en la exposición continua, donde simplemente se mantuvieron los especímenes dentro del horno a 600° C por las horas requeridas los materiales de prueba. Los tiempos de exposición analizados fueron de 30, 60, 90, 120, 150 y 180 horas en ciclos y 30, 60, 90, 120, 150, 180 y 300 horas de exposición continua.
Caracterización Inicial • Análisis Químico • Dureza • Tensión • Preparación metalografica • Microscopía óptica • Microscopía electrónica de Barrido
Exposición • CICLOS TERMICOS Calentamiento - Enfriamiento • EXPOSICION CONTINUA Caracterización de materiales expuestos • Dureza • Tensión • Preparación metalografica • Microscopía electrónica de Barrido
Analisis de resultados
“DEGRADACIÓN MICROESTRUCTURAL Y MECÁNICA DE UN ACERO PARA TUBERÍA DE CALDERAS E INTERCAMBIADORES DE CALOR CON EXPOSICIÓN A CICLOS TÉRMICOS”
La figura 13 muestra esquemáticamente la gráfica de la variación de la temperatura durante la aplicación de un ciclo térmico el cual consistió en el calentamiento del material dentro de un horno a 600° C durante una hora y su posterior enfriamiento al aire hasta temperatura ambiente (25° C aproximadamente), dicha secuencia de calentamiento-enfriamiento fue repetida de manera tal que, el número ciclos equivale al número de horas que el material permaneció a 600° C. Los ciclos obtenidos fueron 30, 60, 90, 120, 150 y 180.
Figura 13. Esquema de ciclos térmicos.
En la exposición continua se mantuvieron a los especímenes de prueba dentro del horno a 600° C por las horas requeridas.
Figura 14. Esquema de exposición continua.
Para establecer las comparaciones entre las dos condiciones de exposición se generaron muestras tanto para exposición continua como intermitente, donde las horas de exposición a alta temperatura fueran las mismas. Los tiempos de exposición analizados fueron de 30, 60, 90, 120, 150 y 180 horas en ciclos y 30, 60, 90, 120, 150, 180 y 300 horas de exposición continua.
60 30 90 `120 Te mp eratu ra ( °C) 600° 25° Tiempo (horas) `150 `180 300 20 60 20 60 60 20 60 20 Te mp eratu ra ( °C) 600° 25° Tiempo (minutos) 1 CICLO
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3.2. Materiales.
Los aceros utilizados fueron ASTM A 179 y A 192, mismos que fueron proporcionados por la empresa Calderas y Equipos Térmicos S.A. de C. V. (CETSA). Inicialmente se contaron con tres tubos del material A 179 y dos del A 192 de los cuales se obtuvieron mediante corte piezas de aproximadamente 1 cm2 las cuales se montaron en dos
direcciones para su caracterización metalográfica, otras piezas aproximadamente de 3 cm2 fueron rectificadas para
análisis químico y medición de la dureza, así, como también se maquinaron probetas de tensión. En la figura 15 muestra las probetas obtenidas para cada estudio.
(a) (b) (c) (d)
Figura 15. Pasos seguidos para la preparación del material (a) Sección de tubo original, (b) corte y montaje para metalografía, c) corte y rectificado de piezas para análisis químico y dureza, y d) probetas de tensión.
3.3. Pruebas de dureza y tensión.
Los ensayos de dureza se realizaron de acuerdo a la norma ASTM E18 [17], utilizando un durómetro Rockwell Albert
GNEHM 150-UR. Las condiciones de prueba fueron: identador esférico de acero endurecido de 1/16”, 3 kg de precarga y 100 Kg de carga tota. Se realizó la prueba en la dirección superficial. Se hicieron las pruebas de dureza Rockwell B a cada una de las condiciones de pruebas, tomando 5 mediciones por espécimen para disminuir las probabilidades de error.
Se determinaron propiedades mecánicas mediante la prueba de tensión uniaxial a las probetas tratadas a las distintas condiciones experimentales de acuerdo a la norma ASTM E 8 [18]
.
Solo se realizó una prueba paracondición inicial, 60, 90, 120, y 150 horas en ciclos y 120 horas en exposición continua debido a que se tenían poco material.
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3.4. Metalografía.
Para el análisis metalográfico, se eligieron dos direcciones, la superficial y la transversal, mismas que se muestran en la figura 16.
Figura 16. Direcciones superficial y transversal de los tubos que se analizaron en la experimentación.
La caracterización microestructural, se realizó de acuerdo a la noma ASTM E3 [19], la cual consiste en la
preparación de probetas metalográficas, preparando dos direcciones: superficial y transversal. Conforme al estándar, se cortaron los tubos y se montaron en baquelita y se desbastaron utilizando lijas de los números 80, 100, 120, 220, 320, 400, 600, 1000, 1200, 1500, 2000 y 4000 con agua como lubricante hasta conseguir una superficie plana y sin rayas. Posteriormente, se pulieron en un disco rotatorio, utilizando alúmina de 1.0, 0.3 y 0.05 µm hasta lograr tener una superficie acabado espejo. En seguida fueron observadas en el microscopio óptico para observar inclusiones y posteriormente se atacaron con Nital 3% (97% de alcohol y 3% de ácido nítrico) y se obtuvieron fotos a 100x, 500x y 1000x para realizar el análisis de las mismas, se determinó el tamaño de grano, inclusiones y porciento de fases de acuerdo a las normas ASTM E 112 [20] y ASTM E 45 [21]. Debido a que eran necesarias
fotografías con mayor resolución y mayores aumentos se optó por utilizar la técnica de microscopia electrónica de barrido (MEB), a partir de las fotografías obtenidas, se realizó el análisis de imágenes, determinando promedio del área, ancho y largo de la perlita para cada uno de los tiempos de exposición.
3.5. Equipos.
Las mediciones de durezas se realizaron utilizando un durómetro Rockwell Albert GNEHM 150-UR. Las pruebas de tensión en una máquina de tensión y la caracterización microestructural mediante un microscopio óptico y un microscopio electrónico de barrido. La exposición a alta temperatura se hizo mediante una mufla y la temperatura fue monitoreada diariamente mediante un termómetro marca Fluke con un termopar tipo k.
SUPERFICIAL
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