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[en] BIOFILM FORMATION ON SUPERDUPLEX STAINLESS STEEL UNS S32750 IN DYNAMIC FLOW SYSTEM / [pt] FORMAÇÃO DE BIOFILMES EM AÇO SUPERDUPLEX UNS S32750 EM SISTEMA DINÂMICOSERGIO PAGNIN 11 November 2008 (has links)
[pt] Este trabalho investiga a formação de biofilmes sobre
ligas
de aço inoxidável S32750, conhecido como superduplex, por
cepas de bactérias redutoras de sulfato (BRS) em circuito
de teste, submetido a condições de vazão e temperatura
constantes, utilizando como fluido de processo a água do
mar sintética. As ligas de superduplex são geralmente
empregadas em serviços cuja concentração de íons cloretos
é
alta. As BRS desempenham papel significativo nos
processos
corrosivos por pites em aços inoxidáveis. Foram
elaborados
corpos de prova em S32750 e em AISI 316, a título de
comparação com a literatura, que foram expostos ao fluido
de processo por 15 e 35 dias. Também foi avaliada a
influência das características físicas da superfície e
para
isso foram testados três diferentes tratamentos
superficiais nos corpos de prova antes de serem inseridos
no sistema: jateamento com microsfera de vidro e
polimento
com pasta de diamante com grãos de 6 μm e 1μm. Foram
realizados a quantificação das BRS sésseis e
planctônicas,
o teor de sulfetos totais produzidos, a quantificação dos
ácidos orgânicos e sulfato depletado, a morfologia dos
biofilmes, a rugosidade superficial, além da avaliação
dos
pites formados. Foram realizados ensaios abióticos
(sem a presença de bactérias) a fim de avaliar a ação
corrosiva do meio. / [en] The goal of this work is to determine the biofilm
colonization on the surface of superduplex stainless steel
S32750 by Sulfate Reducing Bacteria (SRB) in a flow
loop at constant flow rate and room temperature, exposed to
artificial sea water. The duplex stainless steel has been
widely used as material for offshore applications due
to their excellent corrosion resistance in chloride
environments, compared with austenitic stainless steel. At
high concentrations these sulfides are known to adsorb
and catalyze anodic dissolution and hence facilitate
pitting. The samples of S32750 were exposed to flowing
conditions for 15 and 35 days. Other 316 stainless steel
coupons were exposed under the same time in order to
compare with superduplex. The physical and chemical
characteristics of a solid surface affect biofilm formation
in flowing systems. Surface roughness affects bacterial
adhesion. The degree of surface roughness may well be a
critical factor in biofilm development. Some
coupons were ground and others were polished (6 μm e 1 μm -
diamond paste). The bacterial cells were quantified using
most probable number (NMP) method. It was also quantified
the total sulfide, the organics acids and sulfate depleted.
Biofilm morphology, surface roughness and pitting formation
were explored.
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[en] ANALYSIS OF REACTIONS IN THE FE-ZN SYSTEM THROUGH X-RAYS DIFFRACTION IMAGING IMAGE PROCESSING / [pt] ANÁLISE DAS REAÇÕES DO SISTEMA FE-ZN ATRAVÉS DE DIFRAÇÃO DE RAIOS-X SENSÍVEL À POSIÇÃO E PROCESSAMENTO DE IMAGENSMARIA ISMENIA SODERO TOLEDO FARIA 26 September 2003 (has links)
[pt] O processo de galvanização por imersão a quente é uma
técnica industrial largamente utilizada para proteger
componentes de aço expostos à corrosão ambiental. Este
processo envolve reações complexas, cujos mecanismos ainda
são motivo de debate. A boa performance do revestimento
está diretamente relacionada com as fases intermetálicas
presentes no revestimento final. Assim, o entendimento do
mecanismo de nucleação e crescimento das fases durante a
etapa de tratamento térmico contribui para a melhoria do
processo, principalmente para redução de custos e
desenvolvimento de novos produtos. No presente trabalho, a
técnica MAXIM (Materials X-rays Imaging) foi utilizada para
identificar as fases presentes em amostras galvanizadas
submetidas a diferentes tratamentos. Um difratômetro
equipado com um sistema de colimação e detecção formado por
uma placa contendo microcanais (Micro-Channel Plate, MCP)
situada em frente à uma câmera CCD, permite a obtenção de
uma imagem de raios-X. Com esta técnica pode-se identificar
a origem posicional do feixe difratado com resolução de
cerca de 12mm. Foram realizados dois tipos de experimentos:
(1) experimentos, à temperatura ambiente, que consistiam na
observação de amostras galvanizadas previamente tratadas
(2) experimentos de tratamento térmico in situ, onde a
evolução das fases pode ser acompanhada em tempo real. Pode-
se concluir que a técnica MAXIM, acoplada ao forno de
tratamento térmico in situ, é um método eficiente de
observar a distribuição e evolução das fases presentes nas
amostras galvanizadas e galvannealed. Este técnica é
sensível o suficiente para detectar a evolução das fases
com boa resolução espacial. / [en] Galvannealing is an important commercial processing
technique used to protect steel components exposed to
corrosive environments. This process involves a number of
complex reactions and their precise mechanisms are still a
matter of debate. The good performance of the coating is
closely related to the Fe-Zn intermetallic phases present
in the coating. The understanding of the mechanisms for
phase nucleation and growth during the galvannealing
process is, therefore, essential to help improving current
processes, mainly for cost reduction and new products
development. In the present study, the MAXIM (MAterials
Xrays Imaging) technique was used to identify the phases
present in previously galvanized steel samples subjected to
different annealing conditions. A diffractometer equipped
with a novel imaging system comprising a micro-channel
plate (MCP) in front of a CCD detector was used. This setup
allows positionresolved X-ray diffraction investigation of
materials, with a resolution of 12mm. The experiments
involved two sets of conditions; (1) experiments based on
the observation, at room temperature, of previously
galvannealed samples. (2) in-situ annealing experiments,
where the phase evolution was recorded in real time. It
can be concluded that MAXIM, coupled to in-situ annealing,
provides a useful method for observing the phase evolution
and distribution in galvanized/galvannealed samples. The
method is sensitive enough to detect the time/temperature
evolution of these phases, with good spatial resolution.
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[en] EFFECT OF THE AUSTENITIZATION TEMPERATURE ON THE QUENCHING AND PARTITIONING PROCESS / [pt] EFEITO DA TEMPERATURA DE AUSTENITIZAÇÃO NO PROCESSO DE TÊMPERA E PARTIÇÃODANIEL MASSARI DE SOUZA COELHO 11 September 2008 (has links)
[pt] O processo de Têmpera e Partição (T&P) possibilita a
produção de aços com frações controladas de austenita
retida, a partir do enriquecimento da austenita pela
partição de carbono da martensita sem a precipitação de
carbonetos. A austenita retida proporciona o efeito TRIP
(plasticidade induzida por transformação), que confere ao
material uma deformação uniforme e uma melhor absorção de
energia durante o impacto. Os aços produzidos por este
processo atendem principalmente às necessidades da indústria
automobilística, que busca aços com melhores propriedades
para a diminuição de peso e aumento da
segurança dos automóveis. Nesta dissertação, ligas de aço
com diferentes composições e tamanhos de grão foram
produzidos pelo processo de Têmpera e Partição e a fração de
austenita retida foi medida por difração de raios-X. As
ligas também foram caracterizadas por nanoindentação,
microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. As
amostras estudadas foram produzidas com uma austenitização
completa a 930°C, realizada para promover um aumento
no tamanho de grão, e os resultados foram comparados com
amostras estudadas anteriormente com temperatura de
austenitização de 890°C. Os resultados obtidos
indicaram um aumento da fração de austenita retida com o
aumento do grão austenítico original. Estes resultados foram
interpretados com base no modelo teórico desenvolvido para o
processo T&P. / [en] The Quenching and Partitioning (Q&P) process allows the
production of steels with controlled fractions of retained
austenite from the enrichment of the austenite by carbon
partitioning from the martensite without carbide
precipitation. The retained austenite is responsible for the
TRIP effect (transformation induced plasticity), which
enhances the material behavior providing a uniform strain
and a better energy absorption during impact. Steels
produced by this process match the requirements of the
automotive industry, which looks for weight reduction and
safety improvements in cars. In the present dissertation,
steels with different compositions and grain sizes were
produced by the Quenching and Partition process and their
retained austenite fraction was measured by x-ray
diffraction. The steels were also characterized by
nanoindentation, optical microscopy and scanning electron
microscopy. The specimens studied were produced by a
complete austenitization at 930°C, to promote an increase in
the austenitic grain size, and the results were compared
with previously studied specimens produced by a complete
austenitization at 890°C. The experimental results indicate
an increase of austenite fraction with an increase in grain
size of the original austenite. These results were analyzed
based on the theoretical model develop for the Q&P process.
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[en] WELDABILITY ANALISES OF API 5L X-80 STEEL USING TEKKEN TEST AND IMPLANT TEST / [pt] ANÁLISE DA SOLDABILIDADE DO AÇO API 5L X-80 POR MEIO DOS TESTES TEKKEN E DE IMPLANTEGISELLE CALOI 28 October 2008 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta um estudo da soldabilidade do aço
API 5L X-80
utilizando os Testes Tekken e de Implante. A pesquisa
avalia a soldabilidade do
aço X-80 para a soldagem circunferencial com eletrodo
revestido e arame tubular
com relação à formação de trincas induzidas por
hidrogênio.
O objetivo é
viabilizar diferentes opções de processos de soldagem
para
o aço em questão. Para
o Teste Tekken foram soldados dois pares de chapas pelo
processo SMAW
utilizando o consumível E8010-G e mais dois pares pelo
processo FCAW-G com
o consumível E101T1-GM-H8. Para o Teste de Implante foram
utilizados três
chapas de suporte e dez implantes, sendo que quatro
implantes foram soldados
pelo processo SMAW com E8010-G e seis pelo processo FCAW-
G
com E101T1-
GM-H8. Todos os implantes apresentavam 6 mm de diâmetro.
Para todos os testes
a temperatura de preaquecimento foi de 100°C. A
quantidade
de hidrogênio
difusível nos metais de solda produzidos pelos dois
consumíveis foi medida pelo
processo de Cromatografia Gasosa. Após a realização dos
testes, todas as
amostras foram observadas sem e com ataque no MO e no MEV
para que as
trincas induzidas por hidrogênio na ZTA e no MS (no caso
do
Teste Tekken)
pudessem ser analisadas e medidas. A partir desse
procedimento foi possível
observar que todas as amostras apresentaram trincas
transgranulares com
comprimentos da ordem de 17,68 um, muito pequenas e
improváveis de serem
prejudiciais ao aço. Isso possibilita dizer que o aço X-
80
pode ser soldado
utilizando os consumíveis avaliados, sem riscos de danos
maiores para o material. / [en] This work shows a study of the weldability of API 5L X-80
steel using the
Tekken Test and the Implant Test. The research analises the
weldability of HSLA
X-80 steel for orbital circunferencial welding with the
Shielded Metal Arc Weld
and the Flux Core Arc Weld processes with regard to
hydrogen induced cracking
formation. The aim is to make feasible different options of
welding process for the
steel at issue. For the Tekken Test two pairs of plates
were welded by SMAW
process using E8010-G consumable and two more pairs by FCAW-
G process
using E101-T1-GM-H8. The Implant Test used three base
plates and ten implants,
being four implants welded by SMAW process and with E8010-G
consumable
and six by FCAW-G process with E101T1-GM-H8 consumable. All
the implants
have 6 mm of diameter. For all tests the preheating
temperature was 100°C. The
diffusible hydrogen content deposited by both consumables
was measured by the
Gas Chromatography Method. After the tests all the samples
were examined
without and with attack by means of optical microscope and
SEM to allow
hydrogen induced cracking in the HAZ and in the weld metal
(for Tekken Test) to
be viewed and measured. By means of this procedure it was
possible to observe
that all samples showed transgranular cracking with length
of 17,68 um, too small
and unlikely to the be bad to the steel. It allows saying
that X-80 steel can be
welded using the consumables tested, without a risk of
damage of the material.
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[en] API X80 HAZ PHYSICAL SIMULATION AND MICROSTRUCTURAL AND MECHANICAL CHARACTERIZATION / [pt] CARACTERIZAÇÃO MICROESTRUTURAL, MECÂNICA E SIMULAÇÃO FÍSICA DA ZTA EM AÇO API X80JOSE LUIS MONTALVO ANDIA 24 July 2013 (has links)
[pt] Foram utilizados dois sistemas de aço API 5L X80, Nb-Cr e Nb-Cr-Mo,
para obter as diferentes regiões da ZTA pertencentes a uma soldagem
multipasse. Estas regiões são denominadas de: região de grãos grosseiros
inalterados (RGGI), região de grãos refinados reaquecidos supercriticamente
(RGRRS), região de grãos grosseiros reaquecidos intercriticamente (RGGRI),
região de grãos grosseiros reaquecidos subcriticamente (RGGRS). Estas regiões
foram obtidas para dois aportes de calor (1,2 e 2,5 kJ/mm) e a RGGRI por ser
considerada a região onde poderiam ser formadas zonas frágeis localizadas
(ZFL) foram utilizados também aportes de calor de 3,0 e 4,0 kJ/mm. Cada uma
das regiões obtidas pela simulação física foi submetida a ensaios mecânicos de
impacto Charpy e dureza, assim como a análises metalográficos por microscopia
ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foi possível observar
que as microestruturas pertencentes a uma ZTA simulada obtidas com o
equipamento (GleebleR3800) se mostram compatíveis com aquelas pertencentes
a uma soldagem real. Este resultado comprova que as velocidades de
resfriamento obtidas pela simulação foram similares àquelas da soldagem real.
A adição de Mo ao sistema Nb-Cr-Mo não promoveu mudanças significativas
tanto a nível microestrutural, observado por MO e MEV, como em termos de
propriedades mecânicas. / [en] Two API 5L steels grade X80 of the systems Nb-Cr and Nb-Cr-Mo, were
submitted to physical simulation in order to obtain different regions of the HAZ
similar to those of a multipass welding, the coarse grained heat affected zone
(CGHAZ), supercritically coarse grained heat affected zone (SCCGHAZ),
intercritically coarse grained heat affected zone (ICCGHAZ), subcritically
coarse grained heat affected zone (SCGHAZ). The welding simulation was
carried out on a Gleeble R 3800 considering two thermal cycles and different
heat inputs 1.2, 2.5, 3.0 and 4,0 kJ/mm, typical of a girth weld. All HAZ zones
were simulated only for 1.2 and 2.5kJ/mm. Since the ICCGHAZ is the probable
weak link where a local brittle zone (LBZ) can occur, this region was simulated
for all heat inputs studied. All simulated regions were subjected to traditional
mechanical tests such as impact Charpy-V at -40 and -60C and microhardness
Hv1kg. Metallographic analysis by optical microscopy (OM) and scanning
electron microscopy (SEM) and fractography were also performed.
The microstructures obtained for the different regions of the HAZ, by simulation
were close to those of a real welding, however, the cooling rates obtained by
simulation were slower than that obtained in a real welding. The mechanical
properties and microstructure of the different regions of the HAZ for the systems
NbCr and NbCrMo indicate that the microstructural and mechanical behavior of
the intercritical region (ICCGHAZ) was considered to be similar to a local brittle
zone (LBZ) for all conditions studied.
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[en] STUDY OF HIGH-SPEED STEELS OXIDATION UNDER DRY AND MOIST AIR ENVIRONMENTS AND UNDER CYCLIC OXIDATION CONDITION / [pt] ESTUDO DA OXIDAÇÃO DE AÇOS RÁPIDOS EM ATMOSFERA DE AR SECO E ÚMIDO E EM CONDIÇÃO DE CICLAGEM TÉRMICAMAURICIO DE JESUS MONTEIRO 04 April 2005 (has links)
[pt] O desenvolvimento e a utilização de aços rápidos para a
produção da casca
externa de cilindros destinados à laminação de tiras a
quente tiveram início no
começo dos anos 90. A introdução deste material melhorou,
significativamente, a
resistência ao desgaste do cilindro, a qualidade da tira
laminada e a duração da
campanha de laminação. Representou, desta forma, o maior
avanço tecnológico
recentemente obtido no campo da laminação a quente.
Entretanto, foi observado
que o desprendimento da camada de óxido nestes aços possuía
características
diferentes daquelas obtidas nos cilindros de laminação
convencionais. Este
fenômeno foi atribuído ao processo de oxidação dos aços
rápidos, que é cerca de
quatro vezes maior do que o das ligas anteriormente
utilizadas. Para que todo o
potencial dos cilindros de laminação a quente, fabricados
com este material, seja
alcançado, torna-se necessário, portanto, o estudo da
oxidação de aços rápidos. A
presente tese estudou a oxidação de quatro composições
químicas de aços rápidos.
Foram realizados ensaios de termogravimetria em atmosfera
de ar seco e úmido
(12,5% H2O) assim como ciclagem térmica com resfriamento em
água. Um
aparelho de produção e controle de umidade e um mecanismo
de ciclagem térmica
foram construídos para este trabalho. As amostras oxidadas
foram analisadas por
difração de Raios - X, microscopia eletrônica de varredura
e espectroscopia de
dispersão de energia. A discussão dos resultados avaliou o
efeito da composição
química, da umidade e da ciclagem térmica no comportamento
dos aços rápidos
estudados quanto à oxidação. Como conclusões, verificou-se
que o teor de cromo
possui influência no ganho final de massa, que um teor
elevado de molibdênio
pode promover oxidação catastrófica em atmosfera de ar seco
e que a variação do
teor de tungstênio utilizada não influenciou o
comportamento de oxidação. Foi
verificado também que a presença de 12,5 % de H2O
influenciou significativamente as características de
oxidação e que a oxidação em condição de
ciclagem térmica promoveu a formação de uma fina camada de
óxidos ricos em
vanádio na região externa da camada de óxido das amostras
estudadas. / [en] Development and use of high-speed steel for manufacturing
the roll outer
shell of hot strip mills have started in the early 1990s.
The introduction of this
material has improved, significantly, the roll wear
resistance, the surface quality
of rolled products and the length of rolling campaign. It
has represented,
therefore, the major technological breakthrough recently
introduced in the hot
rolling field. However, it was observed that the oxide
layer spalling of these steels
had different behavior in comparison with that of
conventional rolls. This
phenomenon has been attributed to the high-speed steel
oxidation, which is about
four times higher than the alloys previously used. In order
to achieve the full
potential of high-speed rolls for hot strip mills, it is
necessary, therefore, to study
the oxidation behavior of this material. The present thesis
studied the oxidation of
four different chemical compositions of high-speed steels.
Corrosion tests were
carried out in a thermobalance under dry and moist (12.5 %
H2O) environments.
Oxidation under thermal cyclic conditions of specimens
cooled in water was also
carried out. A cyclic oxidation apparatus and an equipment
for humidity
production and control were constructed for this work. The
corroded samples
were examined by X - Ray diffraction, scanning electron
microscopy and energy
dispersive micro-analysis. The discussion of the results
evaluated the effects of
humidity, thermal cycling and chemical composition on the
oxidation behavior of
these high-speed steels. As conclusions, it was verified
that the chromium content
has influence on the final mass gain, the elevated
molybdenum content can
produce catastrophic oxidation under dry air environment
and that the tungsten
content variation did not influence the oxidation behavior.
It was also verified that
the presence of humidity had a significant effect on the
oxidation behavior and that the cyclic oxidation promoted
the formation of a thin layer composed of
oxides rich in vanadium at the outer region of the scale.
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[en] IDENTIFICATION AND SOLUTION OF HOT ROLLING CRACKING IN STRUCTURAL STEELS PROCESSED BY CONTINUOUS CASTING / [pt] IDENTIFICAÇÃO E SOLUÇÃO DE TRINCAS DE LAMINAÇÃO A QUENTE EM AÇOS ESTRUTURAIS PROCESSADOS EM LINGOTAMENTO CONTÍNUOCARLOS AUGUSTO RUPPENTHAL MILANI 18 February 2019 (has links)
[pt] O advento e consolidação do processo de lingotamento contínuo, hoje
dominante no setor siderúrgico, trouxe à tona os crescentes esforços de
investigação e análise dos fenômenos relacionados com o comportamento dos
aços a elevadas temperaturas. Diferentemente do lingotamento convencional, o
lingotamento contínuo é um processo dinâmico no qual ocorre a oscilação do
molde enquanto o veio em solidificação é continuamente extraído ao mesmo
tempo que é submetido a um segundo resfriamento dito secundário. No Brasil há
um parque industrial de empresas que se dedicam à laminação a quente de
semiacabados fornecidos por terceiros como placas de aço, as quais são cortadas a
quente sob a forma de tarugos de seção quadrada que são então destinados a
laminação. A linha de produção dessas empresas compreende basicamente
produtos estruturais tais como barras chatas, barras redondas, barras quadradas,
cantoneiras e até perfis especiais destinados à indústria automobilística e de
máquinas. Uma série catastrófica de eventos de qualidade relacionados com
trincas emergiu da laminação de tarugos de aço SAE 1020 oriundos de placas
continuamente lingotadas. Essas trincas, porventura preexistentes ou latentes no
interior das placas podem ter sido exacerbadas por efeitos de zonas termicamente
afetas durante as operações de corte. A solução proposta para superação dessa
contingência foi então a de criação de um aço de substituição com teores
inferiores de carbono e maior conteúdo de ligas que preservasse as propriedades
mecânicas do material laminado. Teores inferiores de carbono não apenas
contribuem para a minimização dos efeitos oriundos das transformações
peritéticas como também agem favoravelmente sobre as consequências
decorrentes de zonas termicamente afetadas. Essa proposta foi bem sucedida e a
composição química desse aço de substituição denominado pseudo-1020 passou a
ser desde então padrão de laminação. Amostras do SAE 1020 laminado com
ocorrências de trincas e do aço de substituição foram obtidas e transformadas em
corpos de prova para a realização de ensaios de tração, dureza e impacto. Essa
dissertação objetiva apresentar toda a fenomenologia relacionada com a
ocorrência de trincas superfícies e internas em aços continuamente lingotados, em
especial os submetidos a transformações peritéticas, e as premissas que
fundamentaram a criação do aço de substituição e os resultados auferidos. / [en] The advent and consolidation of the continuous casting process, currently
dominant in the Steel Industry, raised the increasing investigation and analyses
efforts on the phenomena related to the high-temperature behavior of the steels.
Unlike the conventional ingot casting process, the continuous casting is a dynamic
process in which occurs the mold oscillation while the strand under solidification
is continuously withdrawn and submitted to a secondary cooling operation. In
Brazil, it can be found an industrial park of companies dedicated to the hot rolling
of semis supplied by third parties as steel slabs, which ones are flame cut in the
form of square billets for rolling. The production mix of these companies
encompasses structural steels such as flat bars, round bars, angles and even special
profiles for the machines and automotive industries. A catastrophic series of
quality events related to cracking emerged from the rolling of SAE 1020 billets
made from continuously cast slabs. These cracks, perhaps pre-existing or latent in
the inner parts of the slabs could be exacerbated by thermal affected zones during
the flame-cut operations. The propose solution to overcoming this contingency
was the creation of a replacement steel grade with lower carbon content and
higher alloy content aiming to preserve the mechanical properties of the as rolled
material. Lower carbon contents does not only contributes to the minimization of
the effects arising from the peritetic transformations as also act in favor on the
consequences coming from thermal affected zones. This proposition was well
successful and the chemical composition of this replacement steel called pseudo-
1020 since then became a rolling standard. Samples of the rolled SAE 1020 steel
with cracks occurrences and of the replacement steel were taken and transformed
in specimens for tensile strengths, hardness and impact tests.This paper aims to
present all related phenomena to the occurrence of inner and superficial cracks in
continuously cast steels, in special the ones submitted to peritetic transformations,
and the premises that support the creation of a replacement steel and the related
results.
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[en] HIGH TEMPERATURE CORROSION OF STEELS IN SINGLE AND DUAL CONDITIONS USING ATMOSPHERES RELATED TO THE OXYFUEL PROCESS / [pt] CORROSÃO DE AÇOS EM ALTA TEMPERATURA EM CONDIÇÕES SIMPLES E DUPLAS UTILIZANDO ATMOSFERAS RELACIONADAS AO PROCESSO DE OXICOMBUSTÃODANIEL MASSARI DE SOUZA COELHO 15 April 2019 (has links)
[pt] A crescente demanda mundial por energia e a necessidade do controle de emissão de gás carbônico (CO2), principal gás responsável pelo aquecimento global, exigem o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de energia com menor emissão de CO2. O uso de fontes alternativas na produção energética está aumentando, mas não é suficiente para suprir a demanda, portanto o uso de combustíveis fósseis ainda é necessário. Neste contexto, o uso da oxicombustão em usinas a carvão em conjunto com a captura e sequestro de carbono (CCS) surge como uma alternativa às usinas convencionais a carvão, pois não emite CO2 na produção de energia. O processo de oxicombustão difere basicamente do convencional pela queima de O2 puro e gás reciclado ao invés de ar. Com isso uma atmosfera rica em CO2 e H2O é formada no boiler, podendo aumentar a corrosão dos materiais em contato com o gás. Este trabalho teve como objetivo investigar o comportamento em corrosão em alta temperatura de ligas de ferro submetidas a condições simples e duplas em atmosferas ricas em CO2. Ligas experimentais e comerciais de ferro com diferentes teores de cromo, cobalto e carbono foram expostas a atmosferas contendo CO2, H2O e SO2 a 600 graus Celsius durante 1000 horas. As amostras foram analisadas em condição simples, onde a amostra é exposta a um mesmo gás em todas as faces e em condição dupla onde a amostra é exposta a vapor d água de um lado e um gás do outro, criando um gradiente de hidrogênio na amostra. As amostras foram caracterizadas por MEV, MET, EDS e microscópio ótico. Os resultados demonstraram que há maior corrosão em condição dual que em condição simples. A maioria das ligas experimentais apresentaram menor oxidação que o aço comercial VM12 em atmosferas ricas em CO2. Entretanto o aço VM12 apresentou melhores resultados quando exposto ao vapor d água. / [en] The world s increasing demand for energy and the need to control carbon dioxide (CO2) emissions, the main gas responsible for global warming, requires development of new technologies to produce energy with lower CO2 emission. Use of alternative renewable sources in energy production is increasing, but not enough to meet the demand. Thus, fossil fuel is still necessary. In this context, oxyfuel together with carbon capture and sequestration (CCS) arises as an alternative to conventional coal-fired power plants, because it does not emit CO2 during energy production. The oxyfuel process differs from the conventional process by burning pure O2 and recycled fuel gas instead of air. Therefore, a CO2-H2O-rich atmosphere is formed in the boiler, increasing the materials corrosion in contact with this atmosphere. The objective of this work was to investigate the high temperature corrosion behavior of iron alloys subjected to single and dual conditions in CO2-rich atmospheres. Model and commercial iron alloys with different chromium, cobalt and carbon content were exposed to atmospheres containing CO2, H2O and SO2 at 600 Celsius degrees for 1000 hours. The samples were analyzed in single atmosphere condition, when all sample faces were exposed to the same gas, and in dual atmosphere condition where the samples were exposed to water vapor on one side, to a gas on the other, creating an hydrogen gradient in the sample. The samples were characterized using TEM, SEM, EDS and light microscope. Results showed different corrosion rates according to chemical composition and microstructure of the samples and gases. Results showed that corrosion is higher in dual condition than in single condition. Most of the model alloys presented less corrosion than commercial steel VM12 in CO2-rich atmospheres. However, steel VM12 presented better results when exposed to water vapor.
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[en] A METHODOLOGY OF THE ANALYSIS AND MODELING OF RESIDUAL STRESSES. / [pt] UMA METODOLOGIA PARA A ANÁLISE E MODELAGEM DE TENSÕES RESIDUAISJOSE LUIZ FERNANDES 16 June 2003 (has links)
[pt] Realizou-se uma completa avaliação das propriedades
mecânicas e metalúrgicas do metal de base e do metal de
solda para o material da classe API 5L X60. A
caracterização das propriedades mecânicas monotônicas e à
fadiga deste aço inclui ensaios de tração, de iniciação de
trincas por fadiga (épsilonN), de propagação de trincas por
fadiga (da/dN), e de tenacidade à fratura (CTOD).
Com as propriedades mecânicas quantificadas, passou-se à
medição das tensões residuais. Primeiro utilizou-se um
equipamento de raios-X portátil para o levantamento do
perfil das tensões residuais ao longo da junta soldada.
Porém, este método apresentou muita dispersão nos
resultados. Em virtude deste fato optou-se por outro ensaio
de medição de tensão residual, chamado de método da furação
instrumentada ou - Hole-Drilling -.Porém devido à limitação
da técnica de furação instrumentada (sigmaRES menor ou
igual SE / 3),
propôs-se um modelo numérico que viabilizasse a medição das
tensões residuais para cargas nominais que variasse até a
resistência ao escoamento. Além do mais como o problema da
excentricidade na técnica da furação instrumentada é muito
relevante, propôs-se uma roseta extensométrica com 5
extensômetros para que se pudesse fazer uma medição das
tensões residuais que não fosse determinística. / [en] This study involved a complete evaluation of the mechanical
and metallurgical properties of the base and the metal of
welding for the material of the class API 5L X60. The
characterization of the mechanical monotonic properties of
fatigue of this steel included the evaluation of mechanical
monotonic, cyclic, toughness, fatigue crack propagation
potential drop and back strain deformation and
microstructural evaluation. After quantifying the
mechanical properties of API 5L X60 steel, residual
tensions were then measured. Firstly, for the assessment of
the profile of residual tensions throughout a welded joint
a portable x-ray equipment was used. However, as this
method presented considerable result dispersion, I opted
for yet another technique for measuring residual tension,
namely the Hole Drilling Method. As this technique also
presented shortcomings (sigmaRES less or equal SE / 3), I
suggest a
numerical model that allows for the measuring of residual
tensions for nominal loads which varies till the resistance
of yielding. In addition, since the problems with the hole
drilling technique are of great relevance, I also suggest
the use of a rosette with 5 strain-gages so as not to
restrict the measurement of residual tensions to a
deterministic experiment.
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[en] DEVELOPMENT OF MICROALLOYED STEEL FOR THE PRODUCTION OF REBAR / [pt] DESENVOLVIMENTO DE AÇO MICROLIGADO PARA A PRODUÇÃO DE VERGALHOES NERVURADOSLEONARDO MIRANDA NUNES 18 January 2018 (has links)
[pt] O desenvolvimento de um aço microligado para a produção de vergalhões
nervurados, busca atender a modernização das estruturas de concreto armado e
a industrialização na construção civil que solicitam novos desenvolvimentos nas
técnicas de construção e nos materiais aplicados. As barras de aço nervuradas
são um dos principais produtos empregados na produção de peças e estruturas
de concreto armado sendo usadas largamente por todo o mundo. A otimização
da aplicação final, a necessidade de manter baixos custos de produção e
atender a combinação de alta resistência com grande ductilidade em um material
com características de soldabilidade destinados a armaduras de concreto
armado, se tornou um grande desafio para os produtores de vergalhões para a
construção civil. Aplicando a tecnologia desenvolvida ao longo dos últimos 50
anos, este trabalho oferece a alternativa de se empregar aços microligados ao
vanádio e nióbio para a produção em laminadores de alta produção de rolos de
vergalhões capazes de atender a indústria da construção civil nos mais rigorosos
atributos solicitados. Os experimentos foram realizados em escala industrial
testando aços com faixa de 0,14 porcento a 0,20 porcento de vanádio e até 0,04 porcento de nióbio.
Os resultados atendem as normas mais exigentes no mercado mundial. / [en] The development of microalloyed steel for the production of reinforcement
bars (rebar) seeks to achieve the modernization of reinforced concrete structures
and streamline industrialization in civil construction that demands new
developments in techniques and applied materials. Rebar is one of the main
products used in the production of reinforced concrete all over the world. The
optimization of the final application and the necessity to keep production low
costs while attempting to combine high resistance with great ductility in a material
with weldability characteristics, became a great challenge for the producers of
rebars. Applying the technology developed throughout the last 50 years, this work
offers the alternative of using vanadium and niobium microalloyed steel to
produce large quantities of rebars in rolling mills. Upon completion these rebar
are used in coils capable of meeting the most rigorous demands of the civil
construction industry. The experiments made in an industrial environment,
applied steels with 0.14 percent to 0.20 percent of vanadium and up to 0.04 percent of niobium. The
results met the most demanding standards in the world-wide market.
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