La abrasión del acero es un problema común que afecta a diversos sectores industriales. El desgaste provocado por la fricción y el contacto constante con materiales abrasivos compromete la integridad y el rendimiento de los componentes y las estructuras.
En Aceroa, como empresa especializada en la comercialización de aceros especiales, hemos elaborado un guía completa sobre la abrasión de este material, cómo le afecta y los tipos de acero diseñados para resistirla.
¿Qué es la abrasión del acero?
La abrasión del acero se refiere al desgaste progresivo de la superficie del metal debido al contacto y fricción con otros materiales. Este fenómeno resulta de la interacción directa entre superficies metálicas, partículas duras en suspensión, o incluso fluidos cargados de sedimentos que erosionan la superficie.
Es un tipo de desgaste mecánico que implica la pérdida gradual del material, lo que afecta tanto a la apariencia como a la funcionalidad del acero.
Mecanismos de abrasión
Los mecanismos de abrasión pueden variar en función de las condiciones de servicio y el entorno en el que se encuentra el material. Los principales son:
- Abrasión de dos cuerpos: se produce cuando dos superficies sólidas se deslizan una sobre la otra. Un buen ejemplo es el desgaste que ocurre en los cojinetes y ejes de las máquinas. La fricción directa entre las superficies provoca la eliminación de pequeñas partículas de material.
- Abrasión de tres cuerpos: en este caso, una partícula intermedia actúa como agente abrasivo entre dos superficies en movimiento. Esta situación es común en ambientes donde hay presencia de partículas duras, como en la minería, donde el polvo y los fragmentos de roca se interponen entre componentes móviles.
- Erosión: similar a la abrasión, pero causada por el impacto de partículas en movimiento sobre la superficie del acero. Esto es frecuente en tuberías y conductos que transportan fluidos con partículas en suspensión, como agua con arena o lodo.
¿Cómo afecta al acero la abrasión?
La abrasión del acero tiene diversos efectos en su rendimiento y vida útil. Aquí, te detallamos los impactos más significativos:
- Reducción de la vida útil: el desgaste progresivo de las superficies reduce su vida útil operativa. En aplicaciones industriales, esto lleva a la necesidad de reemplazar componentes con mayor frecuencia.
- Pérdida de efectividad: en sistemas donde el acero forma parte de mecanismos en movimientos, como transmisiones y motores, la abrasión aumenta la fricción interna, y reduce la eficiencia operativa.
- Compromiso de la integridad estructural: compromete la integridad estructural de los componentes. En estructuras de acero, como puentes y edificios, el desgaste reduce la capacidad de carga y aumenta el riesgo de fallos estructurales.
- Estética y corrosión: aparte de los problemas funcionales, la abrasión afecta negativamente a la apariencia del acero. Los arañazos y muescas eliminan recubrimientos protectores, lo que expone el metal a la corrosión y acelera su deterioro.
Aceros resistentes a la abrasión
Para mitigar los efectos de la abrasión, se han desarrollado aceros especiales diseñados para resistir el desgaste. Este tipo de acero resistente a la abrasión combina alta dureza, tenacidad y resistencia a la fatiga.
Acero AR400
El acero AR400 cuenta con una dureza de 400 HBW (dureza Brinell), y es perfecto para aplicaciones que necesitan resistencia al desgaste. Se usa en equipos de minería, maquinaria pesada y componentes de construcción expuestos a condiciones adversas.
También, mantiene una buena capacidad de maquinado y soldadura, que facilita su integración en múltiples sistemas industriales.
Acero AR500
El acero AR500 es un material con una dureza aún mayor, alrededor de 500 HBW. Este se utiliza en blindajes y componentes de trituración, que requieren de resistencia al desgaste bajo condiciones de alta fricción.
Su dureza le proporciona una gran protección contra la abrasión y resistencia contra la penetración y el impacto.
Acero Hadfield (Mn13)
El acero Hadfield, también conocido como Mn13 debido a su alto contenido de manganeso (aproximadamente 13%), es un acero austenítico con resistencia al impacto y a la abrasión.
Posee la capacidad de endurecerse con el trabajo (endurecimiento por deformación), lo que significa que se vuelve más duro a medida que se somete a golpes y fricciones. Esto lo hace adecuado para aplicaciones en la industria minera y ferroviaria, donde los componentes deben mantener su integridad funcional a lo largo del tiempo.
Cómo prevenir la abrasión en aceros
Prevenir la abrasión del acero es necesario para mantener la integridad y el rendimiento de los componentes.
A continuación, te compartimos estrategias para reducir el desgaste:
- Selección de materiales adecuados: se deben seleccionar aceros resistentes a la abrasión, como los mencionados anteriormente, para entornos donde el desgaste es un problema.
- Tratamientos superficiales: estos aumentan la resistencia a la abrasión. Algunos métodos son el endurecimiento superficial mediante la carburación y la nitruración, y la aplicación de revestimientos protectores como cromo, níquel o cerámicos.
- Mantenimiento: la lubricación de las superficies de contacto reduce la fricción y, por ende, la abrasión. Utiliza lubricantes y aplica un régimen de mantenimiento regular.
- Diseño de componentes: incorporar elementos de diseño que minimicen el contacto directo, como el uso de rodamientos y bujes, reduce el desgaste. También, optimizar el diseño geométrico para distribuir las cargas de manera uniforme mejora la durabilidad.
La abrasión del acero es un desafío constante para numerosas industrias, pero con las estrategias adecuadas, es posible minimizar su impacto. Desde los tratamientos superficiales hasta el mantenimiento regular, hay muchas formas de proteger el material frente al desgaste.
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