Corrosión por fretting es un daño superficial que aparece donde dos superficies metálicas aprisionadas, montadas por interferencia o nominalmente estacionarias experimentan un pequeño micro-movimiento oscilatorio bajo carga, de modo que el desgaste mecánico y la oxidación se combinan para producir picaduras poco profundas y un fino polvo de óxido que es de color marrón rojizo en el acero o negro en el aluminio.
Es un mecanismo lento e insidioso porque la unión parece firme y no se observa movimiento, pero amplitudes de deslizamiento de solo unos pocos micrómetros son suficientes para romper la superficie y causar daño.
Deben darse dos condiciones al mismo tiempo: una carga normal de apriete o contacto, y un deslizamiento relativo repetido entre las superficies. El deslizamiento es diminuto, típicamente en el rango de aproximadamente 3 a 50 micrómetros, impulsado por vibración, flexión cíclica, ciclos térmicos o carga fluctuante.
Cada micro-deslizamiento rasga la película protectora de óxido y expone metal fresco. Ese metal se reoxida inmediatamente, y las partículas duras de óxido no pueden escapar del contacto cerrado. Actúan como un abrasivo, acelerando el desgaste en un ciclo autoalimentado de desgaste más oxidación.
Los residuos atrapados son la señal característica. En superficies férreas es óxido de hierro de color marrón rojizo, a menudo llamado cocoa o lodo rojo; en aluminio y titanio es un polvo negro.
Debajo, el metal muestra picaduras poco profundas, una zona mate desgastada y con frecuencia pequeñas grietas superficiales que pueden actuar como sitios de iniciación de fatiga.
Este vínculo con la fatiga explica por qué el fretting importa más allá de lo estético: la fatiga por fretting puede reducir sustancialmente el límite de resistencia de un componente en comparación con metal limpio y sin fretting.
El fretting se concentra en uniones que se supone deben estar fijas pero que aún soportan vibración o deformación cíclica:
Un caso especial es el falso brinellado, que afecta a rodamientos que están estacionarios pero expuestos a vibración externa, por ejemplo máquinas en transporte o unidades de reserva junto a equipos en funcionamiento.
Los elementos rodantes micro-oscilan contra la vía sin rotar, por lo que el lubricante nunca se repone en el contacto y se forma daño por fretting en cada posición de bola o rodillo.
El resultado es un patrón de marcas espaciadas a la distancia entre elementos rodantes que imitan las indentaciones verdaderas de Brinell por sobrecarga, de ahí el nombre. A diferencia del brinellado verdadero, no hay abollado plástico; el metal está desgastado y oxidado.
El falso brinellado acorta la vida útil y, una vez que el equipo vuelve a funcionar, genera ruido y vibración.
Comprenderlo junto con la vida a fatiga nominal ayuda a fijar intervalos de inspección; vea nuestra nota sobre la vida L10 de los rodamientos para ver cómo divergen la vida nominal y las condiciones reales de servicio.
| Sitio | Mecanismo dominante | Prevención principal |
|---|---|---|
| Aro de rodamiento en eje/alojamiento | Micro-deslizamiento por carga cíclica y montaje suelto | Montaje por interferencia correcto; limpiar y lubricar la superficie de contacto |
| Rodamiento inactivo (falso brinellado) | Vibración sin rotación; el lubricante no se repone | Rotación periódica; grasa anti-fretting; aislamiento de vibraciones |
| Unión atornillada / remachada | Deslizamiento por pre-carga insuficiente | Aumentar y verificar la precarga; añadir fricción; juntas o calzos |
| Estría / chavetero / buje | Inversión torsional y juego | Ajuste más apretado; recubrimiento lubricante sólido; MoS2 o PTFE |
| Contacto eléctrico | Ciclos térmicos; el óxido aumenta la resistencia | Baños de oro o estaño; grasa de contacto; mayor fuerza de contacto |
La cura más fiable es eliminar el deslizamiento relativo. Incrementar la carga de apriete o la interferencia para que las superficies no puedan moverse es la primera palanca: una unión atornillada correctamente precargada o un ajuste de eje correcto elimina por completo el factor causante. Donde no se puede suprimir totalmente el movimiento, la estrategia cambia a gestionar el contacto.
Dado que las picaduras y grietas resultantes se parecen a otros ataques localizados, confirme el diagnóstico antes de actuar. Los residuos de óxido atrapados y el micro-deslizamiento apuntan al fretting; cavidades aisladas bajo un electrolito estancado indican en cambio corrosión por picaduras (pitting), que requiere un remedio diferente.
El fretting está oculto dentro de las uniones, por lo que la detección se apoya en señales indirectas: residuos rojos o negros que rezuman de una junta atornillada, aumento de vibración o ruido en rodamientos, incremento de la resistencia en contactos eléctricos o marcas de fretting encontradas en desensamblajes.
El seguimiento de vibraciones detecta problemas incipientes en rodamientos, y las comprobaciones de par en elementos de fijación críticos detectan la pérdida de precarga antes de que comience el deslizamiento. Registrar estas inspecciones frente a cada activo convierte observaciones dispersas en una tendencia.
Un GMAO como Fabrico puede programar las rutinas de reapriete y lubricación y conservar el historial de inspecciones, de modo que el fretting recurrente en una unión específica se haga visible en lugar de sorprender en la falla. Reserve una demo de Fabrico para ver cómo se rastrean esas rutinas.
En el acero aparece como residuos polvorientos de color marrón rojizo, a menudo llamados cocoa, alrededor de una zona mate desgastada; en el aluminio y el titanio los residuos son negros. Debajo de los residuos la superficie muestra picaduras poco profundas y, a veces, finas grietas.
El falso brinellado es fretting en los contactos rodantes de un rodamiento estacionario expuesto a vibración. Produce marcas espaciadas a la distancia entre elementos rodantes que parecen abolladuras por sobrecarga pero que en realidad son zonas desgastadas y oxidadas sin abollado plástico.
La lubricación la reduce al bajar la fricción y evitar que los residuos de óxido se compacten, pero rara vez detiene el fretting por sí sola. La solución duradera es eliminar el micro-movimiento mediante la precarga o el ajuste correctos, y luego apoyar eso con lubricante o recubrimientos.
Las pequeñas grietas que el fretting genera pueden iniciar fallos por fatiga, reduciendo el límite de resistencia de la pieza. Una unión puede parecer firme pero fallar muy por debajo de su carga esperada porque el fretting ha debilitado la superficie.
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