Corrosión en álabes de bomba de metal líquido por sales fundidas

Un fallo catastrófico en una bomba de metal líquido dentro de un reactor de sales fundidas ha revelado un patrón de corrosión acelerada en los álabes del impulsor. Las sales a alta temperatura, combinadas con esfuerzos mecánicos cíclicos, provocaron una degradación prematura del material. Este caso ejemplifica los desafíos de fatiga en entornos extremos, donde la sinergia entre ataque químico y tensión mecánica acelera la vida útil de los componentes.

Simulación CFD y análisis de tensiones para predecir fallos 🔬

Para abordar este problema, se empleó un flujo de trabajo multidisciplinar. Primero, se modeló la dinámica de fluidos computacional (CFD) con Ansys CFX para simular el patrón de flujo del metal líquido y la distribución de temperatura sobre la superficie del álabe. Los resultados revelaron zonas de alta velocidad y recirculación donde las sales se concentran. Posteriormente, se importó la carga térmica y de presión a un modelo de elementos finitos en Siemens NX para calcular las tensiones equivalentes. La superposición de estas zonas de alta tensión con las áreas de mayor concentración de sales identificó los puntos críticos de iniciación de la corrosión-fatiga.

Visualización 3D y validación con ensayos reales 🛠️

La reconstrucción tridimensional del desgaste mediante Volume Graphics permitió comparar el perfil de erosión simulado con el álabe fallido real. La correlación fue superior al 85%, validando el modelo predictivo. Esta metodología demuestra que la integración de CFD y análisis de tensiones no solo explica el fallo, sino que permite rediseñar la geometría del álabe para reducir los puntos de estancamiento de sales, alargando la vida útil del componente en condiciones de operación extrema.

¿Qué propiedades de material asignarías?