El análisis de fallas se realiza examinando, probando y analizando sistemáticamente los componentes para identificar la causa y la secuencia de eventos que conducen a una falla del producto. Esta prueba especializada puede variar significativamente dependiendo del resultado encontrado. Este proceso suele implicar los siguientes pasos:

1. Recopilación de información sobre el componente, su aplicación y su historial
2. Examen visual detallado
3. Documentación fotográfica de los componentes y evidencias visuales
4. Ensayos no destructivos
5. Examen estereoscópico de bajo aumento o imágenes 3D
6. Examen de microscopía electrónica de barrido (SEM) de gran aumento
7. Espectrometría de análisis elemental/SEM
8. Corte de la muestra para el microanálisis metalográfico
9. Metalografía
10. Ensayos de dureza
11. Análisis químico
12. Ensayos mecánicos
13. Revisión detallada de pruebas y datos
14. Formulación de una conclusión y opinión profesional
15. Informe interoperatorio de nuestros hallazgos y recomendaciones

La corrosión es un fenómeno de reacción química que resulta en la degradación del material y puede conducir a fallas graves o catastróficas. La ingeniería de investigación de corrosión es el proceso de recolectar muestras de fallas por corrosión y analizarlas para determinar la fuente (causa raíz) y la gravedad de la corrosión. A partir de estos análisis, proporcionamos opiniones expertas y recomendaciones para la remediación y prevención de la corrosión. El equipo de Ensayos e Investigación de Materiales de Rimkus se especializa en la ingeniería de investigación de la corrosión y las técnicas analíticas utilizadas para identificar los mecanismos de corrosión. Tenemos la experiencia para recomendar aleaciones o recubrimientos más resistentes a la corrosión para una aplicación o entorno particular para evitar problemas de corrosión recurrentes. Nuestro sistema de espectroscopia de rayos X (EDS) de dispersión de energía puede analizar los depósitos de corrosión para identificar el agente corrosivo. También tenemos la experiencia y las capacidades para ofrecer pruebas aceleradas de niebla salina y otras pruebas de corrosión para determinar la idoneidad de materiales y recubrimientos para entornos específicos.

Se necesita una cantidad significativa de ingeniería metalúrgica para producir con éxito soldaduras sólidas en aplicaciones mecánicas y estructurales. Podemos proporcionar pruebas de calificación de soldadores y procedimientos de soldadura para garantizar el cumplimiento de una amplia variedad de especificaciones industriales, como las establecidas por la Sociedad Americana de Soldadura (AWS) y la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME). Realizamos pruebas de soldadura para evaluar la solidez, tenacidad, fragilidad, dureza y otras propiedades de las soldaduras antes de que comience la producción. Nuestro equipo también investiga con frecuencia las fallas de soldadura para determinar la causa raíz de la fractura o degradación de la soldadura en el campo. Calificaciones de soldador y procedimiento de soldadura:

• Pruebas de flexión
• Pruebas de impacto Charpy (CVN)
• Tinte fluorescente penetrante
• Inspección visual
• Pruebas de macrograbado
• Resistencia a la tracción

Nuestro microscopio electrónico de barrido (SEM), con la incorporación del espectrómetro de rayos X de dispersión de energía (EDS), puede examinar y analizar muestras con aumentos que suelen oscilar entre 5X y 20.000X. Utilizando nuestro microscopio electrónico de barrido de última generación, nuestros expertos pueden analizar todo, desde la microestructura y la superficie de fractura hasta los productos de corrosión, picaduras e impurezas dentro del material. La topografía de la superficie de la fractura revelada a un aumento mayor puede revelar una cantidad exorbitante de información:

• Tipo de esfuerzo (tracción, cizallamiento, torsión)
• Modo de fractura (dúctil, frágil, fatiga, sobrecarga)
• Dirección de propagación de la fractura
• Área y mecanismo de inicio de la fractura
• Contaminación dentro de la microestructura
• Análisis elemental de productos y depósitos de corrosión
• Composición elemental de piezas muy pequeñas
• Factores relacionados con la fabricación o la reparación que contribuyen a la falla
• Otros factores relacionados con la causa de la falla

El laboratorio de Ensayos e Investigación de Materiales de Rimkus cuenta con dos sistemas comerciales SEM/EDS que se dedican estrictamente al análisis de materiales y a la investigación de la corrosión.

El uso de un microscopio electrónico de barrido (SEM) con un espectrómetro de rayos X (EDS) de dispersión de energía es una técnica analítica avanzada que permite al operador identificar la caracterización química / análisis elemental de los materiales. El análisis EDS puede identificar la composición elemental de partículas finas a microscópicas o regiones más grandes en la superficie de las muestras. Durante un examen SEM, las ubicaciones, depósitos o áreas de interés se analizan utilizando un EDS conectado al microscopio electrónico de barrido. El microanálisis EDS se realiza midiendo la energía y la intensidad de las señales generadas por un haz de electrones enfocado escaneado a través de la muestra. Mapa de puntos elementales El mapeo de elementos mide las distribuciones elementales individuales en la superficie expuesta de una muestra. Por lo general, esta técnica produce un análisis de un campo de visión utilizando el haz de electrones de barrido junto con el detector EDS, en un patrón de cuadrícula para producir un mapa. Este análisis es particularmente valioso cuando se identifica la contaminación, las capas de recubrimiento/enchapado, la difusión durante la soldadura y los productos de corrosión.

Los expertos en ensayos e investigación de materiales de Rimkus utilizan una variedad de técnicas de ensayos no destructivos, entre las que se incluyen:

• Espectroscopía de dispersión de energía (EDS)
  • Microscopía electrónica de barrido (SEM)
• Perfil de superficie 3D de alta resolución
  • Mediciones de perfiles 3D
  • Acabado superficial/rugosidad
• Pruebas de líquidos penetrantes (PT)
  • Se utilizan varios tipos de métodos de PT líquido para detectar defectos de material abiertos a la superficie o para detectar grietas superficiales abiertas. Se utilizan tintes rojos o penetrantes fluorescentes, así como varios tipos de reveladores húmedos y secos.
• Inspección de partículas magnéticas (MPI)
  • Proceso para la detección de discontinuidades superficiales y subsuperficiales en materiales ferromagnéticos
• Dureza portátil
  • Rockwell, Brinell, Leab
• Inspección visual y de bajo aumento
• Espectrómetro portátil de fluorescencia de rayos X (XRF)

La metalografía es el estudio de las microestructuras de los materiales metálicos. Las propiedades de un material y su rendimiento en una aplicación específica dependen de su microestructura. Rimkus utiliza numerosos tipos y aumentos de microscopios ópticos y digitales de alta resolución durante el proceso de examen metalúrgico. Los análisis de la microestructura en muestras transversales ayudan a determinar las propiedades del material, la propagación de fracturas, la morfología de las picaduras de corrosión, el tratamiento térmico, la calidad y el espesor del revestimiento y el recubrimiento, el tamaño de grano, el daño por sobrecalentamiento, la contaminación del material, las características de los defectos, la calidad de la soldadura, los defectos de diseño de fabricación y los mecanismos de defectos. El equipo de Ensayos e Investigación de Materiales de Rimkus cuenta con una formación y un conocimiento avanzados en los procedimientos/procesos de preparación metalográfica, desde el seccionamiento y el montaje de la muestra hasta las etapas de esmerilado y pulido hasta la selección adecuada y las técnicas de grabado del material ensayado. Nuestro personal de laboratorio experto es considerado para proporcionar técnicas de preparación de muestras metalúrgicas y sus interpretaciones posteriores a clientes de todo el país.

Durante la fabricación, se pueden introducir defectos en varias etapas del procesamiento. Con el apoyo del equipo analítico avanzado necesario, la formación de expertos y la experiencia, los expertos en pruebas e investigación de materiales de Rimkus realizan una investigación de defectos de alto nivel para identificar el paso de procesamiento específico en el que se produjo un defecto. Nuestros expertos no solo interpretarán los resultados, sino que también pueden proporcionar recomendaciones para prevenir defectos futuros. Al proporcionar una investigación de defectos de alta calidad junto con otros métodos de prueba de materiales, nuestro equipo puede determinar si un producto falló debido a defectos o fallas producidas en el proceso de fabricación o si la falla fue causada durante un uso normal o anormal.

Los expertos de Rimkus tienen una amplia experiencia en ensayos mecánicos para determinar la conformidad de los materiales con las normas y especificaciones aplicables. Tenemos un conocimiento significativo de la metodología de pruebas mecánicas y estamos altamente capacitados para interpretar los resultados. Nuestro equipo puede realizar pruebas mecánicas y pruebas de materiales como parte de un programa de garantía de calidad, un programa de ingeniería de fabricación, un análisis de fallas o para la investigación y desarrollo de materiales. Las pruebas se pueden realizar según las especificaciones de ASTM u otros estándares reconocidos por la industria. El equipo de pruebas mecánicas interno se utiliza para las siguientes pruebas de materiales:

• Pruebas de flexión
• Ensayos de tracción
• Pruebas de compresión
• Pruebas CVN (Charpy V-notch)
• Pruebas de microdureza (Knoop, Vickers)
• Dureza Rockwell
• Dureza Brinell

La ingeniería inversa es el método de identificación y análisis de los materiales y el procesamiento utilizados para fabricar componentes con el fin de crear productos con propiedades idénticas. Al determinar las propiedades del material, como la composición química, el tratamiento térmico, el tipo de recubrimiento y el espesor del recubrimiento, se puede lograr la ingeniería inversa.

• Análisis químico
  • Identificación de la composición química de los materiales
• Metalografía/Evaluación de Microestructuras
  • Lanzar
  • Forjado
  • Extruido
  • Tratamientos superficiales (nitruro, cementados, etcétera.)
• Tratamiento térmico
  • Travesía de dureza o microdureza
  • Profundidad de caja efectiva
  • Microestructura
• Recubrimientos
  • Enchapado
  • Revestimiento
  • Anodizados, fosfatos, recubrimientos de conversión, etcétera.

Un componente invaluable de un análisis de fallas o investigación de corrosión es el análisis químico de metales. Utilizado para múltiples propósitos, el análisis químico es crucial en la identificación de dificultades de fabricación, el cumplimiento de los requisitos de control de calidad y la ingeniería inversa de los componentes que deben recrearse. El análisis y la verificación de la composición química del material garantizan que cada componente o materia prima se produzca de acuerdo con la especificación correcta de la aleación del material. El análisis de la composición química se puede realizar utilizando varios métodos que comparan los resultados con los estándares apropiados de la industria, como ASTM, SAE y más. Nuestro equipo de expertos analiza rutinariamente el contenido de aleación de una amplia gama de materiales, incluidos, entre otros, hierro, acero, aluminio, cobre, níquel, zinc, titanio y plomo. En el caso de los metales, la técnica de espectrometría de emisión óptica (OES) utiliza una chispa de alta energía creada entre un electrodo y una muestra del material que se va a analizar. La chispa crea una emisión de radiación desde la superficie de la muestra excitada con longitudes de onda características de la composición química elemental. El espectro de radiación se separa en las distintas líneas de elementos y se mide la intensidad de cada línea. Finalmente, estos se convierten con precisión en valores de concentración para cada elemento presente. La OES sigue siendo la técnica de referencia para el análisis químico directo de muestras metálicas sólidas. La combinación inigualable de exactitud, alta velocidad, precisión, estabilidad y confiabilidad lo han convertido en una herramienta indispensable para la producción y verificación de productos metálicos de calidad.

La replicación metalográfica de campo es una prueba (semi) no destructiva requerida en algunas aplicaciones en las que no es posible retirar un componente del servicio o el tamaño de los componentes impide el análisis en el laboratorio. Diversas técnicas de medios de replicación permiten a nuestros expertos crear una copia portátil de la microestructura de interés mientras están en el campo. La replicación implica la eliminación de la superficie del material mediante un ligero esmerilado, seguido de un pulido con granos finos. Una vez que la superficie está debidamente pulida y preparada, se graba con varios ácidos para revelar la microestructura del material. A continuación, se aplica el medio replicante y se deja curar. Una vez que el medio replicante esté curado, se extraerá de la muestra, se devolverá a nuestro laboratorio y se analizará utilizando una variedad de microscopios. La replicación también se puede realizar para replicar superficies para el acabado superficial u otras pruebas, replicando formas, picaduras de corrosión, grietas o cualquier otra superficie que requiera imágenes o mediciones.

Con su platina totalmente automatizada de 6 x 11 pulgadas, el Keyence VR de alta resolución mejora nuestras capacidades para medir y analizar muestras grandes. Se puede utilizar en casi todas las industrias y en cada paso de la ingeniería, desde la investigación y el desarrollo hasta la producción, y desde el control de calidad hasta el análisis de fallas y la investigación de defectos. El Keyence VR es solo una de las muchas piezas de equipos tecnológicos y analíticos avanzados que utilizamos para ayudar a los clientes a comprender sus asuntos complejos.

• Medición de perfiles complejos
  • El Keyence VR puede escanear cualquier objeto o superficie 2D o 3D y proporcionar cualquier tipo de medición de superficie o perfil 2D y 3D. También permite mediciones de rugosidad y acabado superficial sin contacto y la evaluación de la planitud real de la superficie.
• Acabado superficial y rugosidad
  • Las pruebas de rugosidad y acabado superficial se pueden completar en nuestro laboratorio, o in situ in situ, con el uso de nuestros medios de replicación de alta resolución y cero contracción.
• Defecto y ajuste del producto
  • ¿Se instaló incorrectamente una junta de goma o fue defectuosa del fabricante? ¿El asiento de la junta coincidía con las dimensiones de la junta? Podemos utilizar las mediciones de perfil 3D de alta resolución obtenidas por el Keyence VR para responder a estas preguntas.
• Defectos de fabricación
  • Podemos utilizar el Keyence VR para la evaluación de componentes (como accesorios de plomería) para detectar cicatrices de desgaste inusuales, líneas de moldeo, deformidades, daños en la rosca o picaduras por corrosión.
• Daños ambientales en los techos
  • El daño ambiental por granizo a las tejas puede ser difícil de caracterizar y evaluar. Con el uso de Keyence VR, podemos evaluar, caracterizar y confirmar el daño a las tejas del techo.
• Análisis no destructivo
  • Las mediciones de perfiles en 3D de engranajes y casquillos ahora son posibles sin pruebas destructivas. Esto permite a nuestros gestores de proyectos evaluar los patrones de desgaste de forma rápida y eficiente con alta precisión y repetibilidad.
• Defectos del molde de inyección
  • Los moldes de inyección y las matrices pueden desgastarse incorrectamente, causando defectos en el producto final. Ahora podemos medir estas cicatrices de desgaste y defectos para caracterizar e identificar las dimensiones de los moldes y matrices.