Ensayo de fluencia lenta y de rotura por tensión a alta temperatura

Fundamento

La probeta se carga con una tensión constante dentro de un horno a temperatura controlada y se registra su alargamiento a lo largo del tiempo. La curva tiene tres etapas: una primaria de velocidad decreciente, una secundaria de velocidad prácticamente constante —que es la que se informa como velocidad mínima de fluencia y la que se usa para diseño— y una terciaria donde aparece la estricción y la velocidad se dispara hasta la rotura. El ensayo de rotura por tensión es la variante que solo registra el tiempo hasta romper, sin seguir la deformación, y se usa para construir las curvas de vida a la rotura. Los ensayos duran de cientos a decenas de miles de horas, y para extrapolar a las vidas de diseño se usan parámetros de correlación tiempo-temperatura como el de Larson-Miller.

Matriz (en qué muestra)

Aceros de caldera; aleaciones de alta temperatura; cañerías de vapor; álabes

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Bancos de fluencia con carga por palanca y pesas o servohidráulicos; hornos tubulares de tres zonas con control de ±2 °C; extensómetros de alta temperatura; registro continuo de temperatura y alargamiento.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Ninguno; atmósfera inerte cuando el material se oxida.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Probetas roscadas con collares para extensómetro; termopares tipo K o N sujetos a la probeta.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Probetas; termopares; energía eléctrica de larga duración.

Unidad

Pa · MPa de tensión · %/h de velocidad de fluencia · horas a rotura · % de alargamiento

Rango de referencia

Acero 2¼Cr-1Mo a 540 °C: tensión para rotura en 100.000 horas del orden de 60 a 90 MPa. La velocidad secundaria de diseño suele fijarse en 10⁻⁵ %/h

Norma que lo exige

Ley 19.587 y su Decreto 351/79, y las reglamentaciones provinciales de aparatos sometidos a presión, que exigen la calificación de materiales y de soldaduras, que exige verificar el estado de los aceros de calderas y cañerías de vapor y sustenta los planes de vida remanente; Reglamentos CIRSOC 301 de estructuras de acero y CIRSOC 304 de estructuras soldadas, adoptados por los códigos de edificación provinciales y municipales para estructuras expuestas a alta temperaturaargentina e internacional

Norma que describe la técnica

ASTM E139 (fluencia y rotura por tensión) e ISO 204; ASTM E1457 para crecimiento de fisura por creep; ASME sección II parte D para los valores admisibles; API 579 / ASME FFS-1 para la evaluación de aptitud para el servicioargentina e internacional

Edición y vigencia de la norma

ASTM E139-11 (2018); ISO 204:2018

Volumen de muestra

Una probeta por punto de la curva; un programa completo lleva decenas de miles de horas de horno

Conservación y transporte

La estabilidad de la temperatura es lo que decide la validez: 10 °C de más en un ensayo de fluencia pueden reducir el tiempo a rotura a la mitad, así que se controla con tres termopares sobre la probeta y con tolerancias de pocos grados a lo largo de meses. Los cortes de energía arruinan ensayos de miles de horas: los bancos deben estar en línea respaldada.

Límite de detección típico

0,001 % de deformación con extensómetro de alta temperatura

Incertidumbre típica

La extrapolación a vidas largas por Larson-Miller es la mayor fuente de error, mucho más que la medición

Área

Metalurgia; Materiales/industrial; Mantenimiento

Fecha de última actualización: 9/9/2026