Cementacion

CEMENTACION:

El tratamiento de cementación consiste en dar a la pieza una temperatura elevada (aproximadamente, 900 °C), en una atmósfera re-ductora de la que pueda absorber carbono. Los medios más empleados son: el monóxido de carbono, el metano y otros gases combustibles. La fuente de dichos medios puede ser asimismo sólida (carbón) o líquida. La absorción superficial (adsorción) de carbono, como consecuencia de la difusión de éste en el acero, depende sobre todo de la temperatura, de la duración del tratamiento (en relación con el tamaño de la pieza) y de la composición del acero. A la cementación sigue un temple que confiere a la pieza una elevada dureza superficial, conservando inalterada la tenacidad de la parte central (corazón o núcleo).

Normalmente, para el tratamiento de cementación se emplean aceros con propoción de carbono inferior al 0,2 %. También posee importancia la presencia eventual de elementos aleados, que pueden influir en la velocidad y profundidad de penetración del carbono en la capa superficial del acero.

Todas las piezas de un automóvil sometidas a desgaste se construyen con aceros de cementación y, por tanto, son sometidas a dicho tratamiento.

UTILIDAD

La cementación tiene por objeto endurecer la superficie de una pieza sin modificar su núcleo, originando una pieza formada por dos materiales: la del núcleo de acero (con bajo índice de carbono) tenaz y resistente a la fatiga, y la parte de la superficie (de acero con mayor concentración de carbono)l 0,2% de carbono. Consiste en recubrir las partes a cementar de una materia rica en carbono, llamada cementante, y someter la pieza durante varias horas a altas temperaturas (típicamente, 900 °C). En estas condiciones, el carbono penetra en la superficie que recubre a razón de 0,1 a 0,2 mm por hora de tratamiento.

A la pieza cementada se le da el tratamiento térmico correspondiente, temple y revenido, y cada una de las dos zonas de la pieza, adquirirá las cualidades que corresponden a su porcentaje de carbono.

La cementación se aplica en todas aquellas piezas que deben poseer gran resistencia al choque y tenacidad junto con una gran resistencia al desgaste, como es el caso de los piñones, levas, ejes, etc.

Finalidad de la cementación

En los pozos verticales la cementación constituye una operación de singular importancia.

Tiene por objeto obtener la unión de la tubería con la pared del pozo para:

• Evitar que las aguas superficiales contaminen los acuíferos.

• Evitar la comunicación de un acuífero utilizable con otro u otros contaminados o que constituyan un horizonte ladrón o que se pretendan utilizar.

• Aumentar la resistencia mecánica y a la corrosión de las tuberías de revestimiento.

• En casos especiales proporcionar a un tramo de pozo la hermeticidad necesaria para realizar en él inyecciones a presión, bien sea para hacer un desarrollo con dispersantes o por acidificación, o por fracturación hidráulica.

No obstante, en ocasiones se pueden realizar cementaciones con otros objetivos como formar un tapón de sellado en el fondo del pozo o corregir desviaciones (o a veces para provocarlas) durante la perforación.

El tipo de cemento y los aditivos que se utilicen dependerán de cada caso en concreto. Por ejemplo, para cerrar grandes cavidades durante la perforación se suele emplear cemento al que se le ha añadido productos colmatantes y/o expansivos.

Asimismo, es posible jugar con la velocidad de fraguado del cemento mediante productos retardadores o acelerantes. Por ejemplo, en el caos de que se quiera limitar la penetración del cemento en las formaciones, puede acelerarse el fraguado mediante combinaciones de cemento/silicato o cemento/bentonita/gas.

En el caso de cementaciones parciales de la tubería si se intenta aislar una capa "contaminante", la elección del tipo de cemente debe realizarse en función de parámetros físico-químicos tales como la litología del terreno, la composición química del agua, etc., pero también de las propias limitaciones de los equipos de cementación en cuanto a capacidades (volumen y presión) de inyección de la lechada.

OBJETIVOS DE LA CEMENTACIÓN

Adherir y soportar la tubería (forro)

Restringir los movimientos de fluidos entre las formaciones

Aislar las zonas con pérdidas de circulación o zonas ladronas

Proteger la tubería de corrosión externa

Proteger la tubería de los esfuerzos y choques cuando se re perfora para continuar la perforación

TIPOS DE CEMENTO

Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:

1. de origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente;

2. de origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o volcánico.

Existen diversos tipos de cemento, diferentes por su composición, por sus propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos.

Desde el punto de vista químico se trata en general de una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de calcáreo, arcilla y arena. El material obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con agua se hidrata y solidifica progresivamente. Puesto que la composición química de los cementos es compleja, se utilizan terminologías específicas para definir las composiciones.

 El cemento portland

El poso de cemento más utilizado como aglomerante para la preparación del hormigón o concreto es el cemento portland, producto que se obtiene por la pulverización del clinker portland con la adición de una o más formas de sulfato de calcio. Se admite la adición de otros productos siempre que su inclusión no afecte las propiedades del cemento resultante. Todos los productos adicionales deben ser pulverizados conjuntamente con el clinker. Cuando el cemento portland es mezclado con el agua, se obtiene un producto de características plásticas con propiedades adherentes que solidifica en algunas horas y endurece progresivamente durante un período de varias semanas hasta adquirir su resistencia característica. El proceso de solidificación se debe a un proceso químico llamado Hidratación mineral.

Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcáreo o cal) se obtiene el cemento plástico, que fragua más rápidamente y es más fácilmente trabajable. Este material es usado en particular para el revestimiento externo de edificios.

 Normativa

La calidad del cemento portland deberá estar de acuerdo con la norma ASTM C 150. En Europa debe

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