¿Qué es Failure Analysis?
El análisis de daños es el examen sistemático de un componente dañado mediante inspección visual, superficie de fractura (fractografía), metalografía, análisis químico, dureza y pruebas mecánicas; Este es el estudio en el que se determina el mecanismo de daño y la causa raíz.
Objetivo de Failure Analysis
El propósito es determinar el mecanismo de falla (fatiga, sobrecarga, corrosión, corrosión por tensión, fluencia, fractura frágil) y la causa raíz, definiendo la acción correctiva que evitará que se repita.
¿A qué productos se aplica Failure Analysis?
- Elementos de máquina fracturados
- Uniones soldadas defectuosas
- Tuberías y equipos corroídos
- Elementos de fijación que fallaron prematuramente
¿En qué sectores se utiliza Failure Analysis?
Normas relacionadas con Failure Analysis
- ASTM E2332 (guía de fractografía)
- ASTM E3 / E407 (metalografía)
- ISO 6892 / ISO 148 (ensayos mecánicos)
- ASTM E415 / ISO 11885 (análisis químico)
Condiciones de Failure Analysis
- Paso 1
- Recopilación de documentos: condiciones de servicio, historial de carga, registros de fabricación.
- Paso 2
- Examen visual y estéreo no destructivo; la superficie de la fractura se conserva
- Paso 3
- Fractografía (estéreo y SEM), metalografía, análisis químicos.
- Paso 4
- Ensayos mecánicos y de dureza; análisis de estrés si es necesario
Equipo para Failure Analysis
- Microscopio estereoscópico e imágenes digitales.
- Microscopio electrónico de barrido (SEM/EDS)
- Línea de preparación de metalografía.
- Equipos de análisis químico y pruebas mecánicas.
Requisitos de muestra para Failure Analysis
- La superficie de la fractura no debe limpiarse ni ponerse en contacto consigo misma.
- La pieza debe enviarse tal cual, junto con todas las piezas rotas.
- Las condiciones de servicio y el historial de fallas deben documentarse.
- Una pieza de referencia en buen estado es útil para comparar.
Duración de Failure Analysis
2 a 6 semanas, según el alcance.
Procedimiento de Failure Analysis
- 1Se recopilan el historial de fallas y las condiciones de servicio.
- 2La pieza se examina de forma no destructiva y se documenta.
- 3La superficie de la fractura se examina fractográficamente.
- 4Se realizan metalografía, análisis químicos y pruebas mecánicas.
- 5Se determina el mecanismo de falla.
- 6Se informan las causas fundamentales y las recomendaciones de acciones correctivas.
Criterios de aceptación de Failure Analysis
El análisis de fallos no es una prueba de conformidad; su resultado no es aprobado/reprobado sino el mecanismo de falla determinado y la causa raíz.
Evaluación de resultados
Limpiar la superficie de la fractura o poner las piezas en contacto entre sí destruye la evidencia más valiosa. Saltar a la causa raíz a partir de un único hallazgo es un error común; el mecanismo debe estar respaldado por múltiples conclusiones independientes.
Informe de Failure Analysis
- Historial de fallas y condiciones de servicio.
- Hallazgos visuales y fractográficos.
- Resultados metalográficos, químicos y mecánicos.
- Mecanismo de falla
- Evaluación de causas fundamentales y recomendaciones
Acreditación
EUROLAB posee una acreditación reconocida internacionalmente obtenida de organismos de acreditación que forman parte de los acuerdos de reconocimiento multilateral de IAF e ILAC, según ISO/IEC 17025 para pruebas de laboratorio, ISO/IEC 17020 para inspección y vigilancia, e ISO/IEC 17021-1 e ISO/IEC 17065 para certificación de sistemas y productos. Esta cadena garantiza que los informes y certificados emitidos sean aceptados en todo el mundo.
La posibilidad de ofrecer esta prueba dentro del alcance acreditado depende de su producto y del estándar aplicado; Dado que la acreditación se basa en métodos, el alcance se confirma por escrito en la etapa de cotización.
Alcance y autorizacionesRegulaciones Relacionadas
- Estándares de producto y especificaciones de fabricación.
Ensayos de metales y metalurgia — ¿Qué abarca este campo de ensayo?
La siguiente sección describe el campo al que pertenece el ensayo Failure Analysis; las condiciones y criterios de aceptación de este ensayo en particular figuran en las secciones anteriores. El alcance específico de su producto se confirma por escrito en la etapa de cotización.
Los ensayos metálicos y metalúrgicos determinan la carga que puede soportar un metal o una unión soldada, su modo de fallo y su estructura interna. El resultado de esta familia suele referirse no al producto en sí, sino a la identidad del MATERIAL: ¿es el acero realmente del grado declarado?, ¿el cordón de soldadura ofrece la resistencia que asume el diseño?, ¿la pieza fundida contiene un defecto interno inaceptable?
La importancia práctica del campo procede de que una pieza metálica rara vez falla de forma gradual. Una pieza plástica se deforma, envejece, se agrieta y suele avisar. Un cordón de soldadura o un elemento de fijación, en cambio, a menudo rompe sin previo aviso, sobre todo por fatiga y fractura frágil. Por eso, en campos como equipos a presión, aparejos de elevación, acero estructural y tuberías, el ensayo de materiales es un requisito de la NORMATIVA y no del diseño.
La familia reúne tres grupos de métodos, y cada uno responde a una pregunta distinta. Los ensayos mecánicos cuantifican el comportamiento del material bajo carga. El ensayo no destructivo busca defectos sin dañar la pieza. La metalografía y el análisis químico explican por qué el material se comporta así, a través de la estructura de grano, la distribución de fases, el contenido de inclusiones y la composición de la aleación.
El criterio de aceptación de estos ensayos casi nunca procede de la norma de ensayo, y esta es la clave para entender el campo. La norma de ensayo indica cómo realizar la medición; los valores aceptables proceden de la norma de producto, el grado del material o el código de fabricación. La ISO 6892-1 indica cómo realizar un ensayo de tracción; la EN 10025 indica qué límite elástico debe dar ese acero. Al leer un informe, es esencial saber contra qué norma de producto se evaluó.
El muestreo es una parte inseparable del resultado en este campo. Dos probetas tomadas de la misma colada pueden dar valores distintos según la dirección y el lugar de extracción; en productos laminados, las probetas paralelas y perpendiculares a la dirección de laminación producen resultados distintos. Por ello, las normas de producto también regulan la ubicación y orientación del muestreo, y el informe debe documentarlo.
Grupos de métodos en este campo
Pruebas mecanicas
Tracción, compresión, flexión, impacto con entalla (Charpy), dureza (Brinell, Vickers, Rockwell), fatiga, fluencia y tenacidad a la fractura. Proporcionan el comportamiento del material bajo carga en forma numérica.
Ensayo no destructivo
Radiografía, examen por ultrasonidos, líquidos penetrantes, partículas magnéticas y examen visual. Busca defectos superficiales e internos sin dañar la pieza y es un paso indispensable en la fabricación soldada.
Metalografía
Preparación de la probeta, ataque químico y examen microscópico. Se evalúan el tamaño de grano, la distribución de fases, el contenido de inclusiones, la profundidad de cementación y la zona afectada por el calor de la soldadura.
Análisis químico
La composición de la aleación se verifica mediante espectrometría de emisión óptica y química húmeda; la confirmación del grado de material pasa por este paso.
Comportamiento frente a la corrosión
Ensayos de niebla salina, corrosión por picadura y por resquicio, y corrosión intergranular. En aceros inoxidables pueden indicar la calidad del tratamiento térmico.
Confusiones frecuentes en este campo
- Un certificado de material (como el EN 10204 3.1) no es un informe de ensayo; es la declaración del fabricante. En aplicaciones críticas se realiza una verificación independiente, y ambos no deben confundirse.
- Los ensayos de tracción ASTM e ISO miden las mismas magnitudes pero usan geometrías de probeta distintas; los resultados no se consideran directamente equivalentes, y se aplica lo que exija la especificación.
- Las tablas de conversión entre dureza y resistencia son APROXIMADAS. Calcular el límite elástico a partir de la dureza no es evidencia suficiente para la aceptación del material.
- En el ensayo no destructivo, "no se encontraron defectos" no significa que no haya defectos; puede haber defectos por debajo del límite de detección del método. El informe debe indicar el método aplicado y el nivel de sensibilidad.
- Que un cordón de soldadura apruebe no demuestra que el soldador o el procedimiento estén cualificados; son procesos distintos.
Qué decisiones respaldan estos resultados
- Verificación del certificado de material y aceptación de material entrante
- Aprobación de la fabricación soldada; cualificación de soldador y procedimiento
- Control de fabricación de equipos a presión y componentes estructurales
- Análisis de fallos y determinación de la causa raíz de daños en campo
- Verificación de los procesos de tratamiento térmico y superficial
Pruebas relacionadas
Preguntas frecuentes sobre Failure Analysis
¿Debo limpiar la pieza antes de enviarla para análisis de fallas?
No. No se debe limpiar, cepillar ni poner en contacto las piezas rotas entre sí; estas acciones destruyen la evidencia más importante que muestra el mecanismo de falla. La pieza debe enviarse tal cual, seca y protegida.