Abstract:
El presente trabajo aborda el análisis de falla recurrente en lubricadores de sistemas de extracción Plunger Lift, localizadas consistentemente en las soldaduras a filete que unen el cuerpo tubular con las bridas de acople. Para determinar la causa raíz del problema, se implementó una metodología combinada que incluyó caracterización de materiales en
laboratorio (metalografía y ensayos de dureza) y modelado numérico
mediante el Método de Elementos Finitos (MEF). Los análisis de
laboratorio confirmaron la presencia de defectos de fabricación, tales como
falta de penetración en la raíz de la soldadura y la formación de una
microestructura fr´agil en la Zona Afectada por el Calor (ZAC), evidenciada
por un salto abrupto en la dureza del material. Paralelamente, las
simulaciones numéricas con ANSYS demostraron que, si bien las cargas
estáticas no superaban el líımite elástico del material, la configuración del
montaje en campo es el factor dominante que controla la vida a fatiga del
componente. Se determinó que un montaje inadecuado reduce
drásticamente la vida util a aproximadamente 11,600 ciclos, mientras que
una configuración correcta la puede extender a más de 2.4 millones de
ciclos. El análisis fractomecánico complementario validó que los defectos de
soldadura actúan como iniciadores de fisuras en las zonas de alta tensión
cíclica. La conclusión final es que la falla prematura no se debe a un único
factor, sino a la combinación de defectos de manufactura preexistentes y las
elevadas tensiones cíclicas inducidas por un montaje inadecuado. El
montaje deficiente genera los esfuerzos necesarios para iniciar y propagar
grietas a partir de las imperfecciones de la soldadura, cuya microestructura
frágil acelera el proceso hasta el fallo.
