Influencia de la trayectoria de deformación durante el estirado en frío en la fragilización por hidrógeno de los alambres de acero de pretensado
Autores: Toribio, Jesús; Lorenzo, Miguel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Proceso de fabricación
Cables de acero pretensados
Trefilado en frío
Tensión residual
Fragilización por hidrógeno
Simulación numérica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
El trefilado en frío es una técnica comúnmente utilizada para fabricar los alambres de acero de pretensado que se emplean como elementos estructurales en estructuras de hormigón pretensado. Como resultado de este proceso de fabricación, se generan en el alambre un estado de deformación plástica no uniforme y tensiones residuales. Estos campos de tensión y deformación juegan un papel relevante como la principal causa de la falla en servicio de los alambres de acero de pretensado en presencia de un ambiente agresivo, la fragilización por hidrógeno (FH). En este artículo, se compara la susceptibilidad al FH en dos alambres trefilados en frío comerciales diferentes con las mismas dimensiones al inicio y al final de la fabricación que siguen diferentes trayectorias de deformación. Para lograr este objetivo, se lleva a cabo una simulación numérica con el método de elementos finitos (EF) para dos cadenas industriales de trefilado en frío diferentes. Posteriormente, se estimó la susceptibilidad al FH de ambos alambres de acero de pretensado en términos de la acumulación de hidrógeno dada por simulaciones numéricas de difusión de hidrógeno asistida por los estados de tensión y deformación, considerando los campos de tensión residual y deformación plástica obtenidos previamente generados después de cada proceso de trefilado. De acuerdo con los resultados obtenidos, la historia de endurecimiento modifica los estados de tensión y deformación residuales en los alambres, afectando su comportamiento en ambientes de hidrógeno.
Descripción
El trefilado en frío es una técnica comúnmente utilizada para fabricar los alambres de acero de pretensado que se emplean como elementos estructurales en estructuras de hormigón pretensado. Como resultado de este proceso de fabricación, se generan en el alambre un estado de deformación plástica no uniforme y tensiones residuales. Estos campos de tensión y deformación juegan un papel relevante como la principal causa de la falla en servicio de los alambres de acero de pretensado en presencia de un ambiente agresivo, la fragilización por hidrógeno (FH). En este artículo, se compara la susceptibilidad al FH en dos alambres trefilados en frío comerciales diferentes con las mismas dimensiones al inicio y al final de la fabricación que siguen diferentes trayectorias de deformación. Para lograr este objetivo, se lleva a cabo una simulación numérica con el método de elementos finitos (EF) para dos cadenas industriales de trefilado en frío diferentes. Posteriormente, se estimó la susceptibilidad al FH de ambos alambres de acero de pretensado en términos de la acumulación de hidrógeno dada por simulaciones numéricas de difusión de hidrógeno asistida por los estados de tensión y deformación, considerando los campos de tensión residual y deformación plástica obtenidos previamente generados después de cada proceso de trefilado. De acuerdo con los resultados obtenidos, la historia de endurecimiento modifica los estados de tensión y deformación residuales en los alambres, afectando su comportamiento en ambientes de hidrógeno.