[pt] Em geral, barras combustíveis de reatores nucleares consistem de um tubo de liga metálica contendo pastilhas de combustíveis óxidos. O agrupamento destas barras em feixes caracteriza a formação de elementos combustíveis. No presente trabalho, são realizadas análises termomecânicas e de efeitos de irradiação em barras combustíveis cilíndricas. Para determinação de inchamento por irradiação é utilizado um modelo baseado na teoria de difusão térmica e em mecanismos de difusão superficial e de evaporação-condensação. É considerado o movimento de bolhas nesta determinação. A pressão média dos gases é calculada. É desenvolvido um programa de computador, NITSA, que simula o comportamento da barra combustível no reator, incluindo em suas determinações o cálculo de distribuições de temperatura, tensões e deformações em toda a barra combustível. / [en] Generally, fuel rods of nuclear reactors consist of a metalic alloy tube containing oxide fuel pellets. Fuel elements are formed by fuel rods disposed in bundles. In the present work, an irradication, thermal and mechanical analyses of cylindrical fuel rods are performed. A model considering thermal difusion theory, superficial difusion and vapor transport mechanisms is utilized on the determination of the irradiation swelling. Gas bubbles motion is taken into this calculation. The average gas pressure is computed. A computer program, NITSA, is developed for simulation of a reactor fuel rod performace, including temperature distributions, stress and strain calculations.

[pt] Cilindros fotossensíveis são usados nos processos de impressão e particularmente na impressão eletrofotográfica. O revestimento é aplicado ao cilindro em forma líquida antes de solidificar-se. O líquido é aplicado ao cilindro através de um aplicador de agulha que se translada ao longo da direção axial do cilindro. Durante este processo o cilindro gira em torno de seu próprio eixo levando a uma deposição da tira de líquido sobre a superfície do cilindro, em padrão espiral. Para ajudar a distribuir o líquido lateralmente e assim melhorar a uniformidade da espessura, cada tira de líquido aplicada pela agulha passa por meio de uma lâmina flexível. Este processo leva a um revestimento que apresenta um padrão espiral na espessura da camada revestida que pode causar defeitos no processo eletrofotográfico.O conhecimento, de forma fundamental, do escoamento é vital para a otimização do processo. Um modelo teórico de escoamento de filmes finos sobre superfícies cilíndricas em rotação com uma porta de injeção de líquido em movimento é apresentado. Este modelo é baseado na teoria de lubrificação considerando um filme precursor na frente da linha de contato aparente. A espessura de filme revestido foi obtida através da solução de uma equação diferencial parcial não linear de quarta ordem usando o método de diferenças finitas de segunda ordem. A discretização do tempo foi feita pelo método implícito de Crank- Nicholson. A discretização do sistema a cada passo do tempo leva a um sistema de equações algébricas não lineares que foi resolvido pelo método de Newton. Os resultados mostram como a uniformidade da camada depositada varia com os parâmetros do processo e com as propriedades do líquido. / [en] Photosensitive cylinders are used in printing arts and more particularly in electrophotographic printing (e.g. xerographic copy). The photosensitive coating is applied to the cylinder in liquid form, before it is solidified. The liquid is applied to the cylinder through a needle applicator that translates along the direction of the cylinder axis. The cylinder rotates during this process in order to cover the entire surface. Therefore, the liquid is applied in a spiral pattern. In order to help spreading of the liquid over the cylinder surface and to improve the thickness uniformity, each liquid stream applied from the needle passes under a flexible blade. This process leads to a coating that presents a spiral pattern on the deposited layer thickness, which can cause defects on the electrophotographic process. The complete understanding of the flow is vital to the optimization of the process. A theoretical model of the thin film flow over the surface of a rotating cylinder is presented here. It is based on the lubrication approximation considering a thin precursor film in front of the apparent contact line. The resulting non-linear fourth-order PDE for the film thickness was solved by a second-order finite difference method. The time discretization was done by the implicit Crank-Nicholson scheme. The non-linear algebraic equation at each time step was solved by Newton’s method. The results show how the uniformity of the deposited layer varies with process parameters and liquid properties.

Cette thèse a pour objectif de comprendre la dynamique d’une sphère traversant une interface liquide-liquide. Cette situation, se rencontre dans de nombreuses applications, allant du cycle du carbone dans l’océan (sédimentation de neige marine), aux procédés d’enrobage, en passant par la détection de phase dans l’industrie pétrolière. Pour étudier cette configuration, trois approches sont privilégiées. Un dispositif expérimental muni d’une caméra haute fréquence est utilisé de manière à explorer la dynamique conjointe de la sphère et de l’interface sur une large gamme de paramètres. Le couplage entre une méthode Volume of Fluid (VoF) et une méthode de frontières immergées (IBM) est réalisé et validé dans le but de simuler numériquement ce problème. Enfin des modèles théoriques sont mis en place de manière à interpréter physiquement les différents comportements observés. Ces trois démarches complémentaires permettent de caractériser le passage d’une configuration de flottaison à l’entraînement colonnaire notamment en fonction du rapport entre effets gravitationnels et capillaires. La dynamique de la colonne emportée est très riche (instabilité capillaire, visqueuse, fragmentation, ...). Le bon accord entre les expériences et les simulations numériques permet d’évaluer avec confiance l’influence de chaque paramètre sans dimension (au nombre de 5) à l’aide d’une étude paramétrique numérique. / The goal of this work is to understand the dynamics of a sphere passing through a liquid-liquid interface. Such a configuration is met in different applications, such as oceanic carbon cycle (sedimentation of marine snow), coating processes and phase detection in oil industry. To this aim, three different aproaches are employed. An experimental device, in which various sets of fluids and spheres are used, has been designed to analyze different types of configuration. A combination of an Immersed Boundary Method (IBM) with a Volume of Fluid (VoF) method is used to compute the flow field. Finally theoretical models are derived to better understand the observed behaviours. These three approaches give insights to understand whether a sphere can float or sink. The behaviour of the tail of light fluid towed by the sphere appears to be extremely rich (capillary and viscous instabilities, fragmentation, ...). The agreement between experimental and numerical results allows us to perform an extensive numerical study of the influence of all dimensionless parameters

O cenário atual da construção civil tem se caracterizado pelo uso crescente de novos produtos, materiais e tecnologias construtivas. Simultaneamente, a adoção de novas técnicas em detrimento a pouca abordagem científica e às falhas de projeto, execução e planejamento de obra têm colaborado para a ocorrência de manifestações patológicas. O desempenho do edifício resulta da contribuição individual de cada um dos materiais e elementos que o constituem, mas também depende do efeito gerado quando todo o conjunto é solicitado. Caso haja incompatibilidade entre as condições de deformação da estrutura de concreto, a capacidade de acomodar deformações da alvenaria e das camadas de argamassa pode desencadear-se desde pequenas fissuras no revestimento, rupturas na alvenaria até mesmo o colapso total da parede, gerando além de elevados custos e descrédito para as construtoras, principalmente, desconforto ao usuário. Atualmente existem diversas técnicas construtivas de reforço/reabilitação, de forma a distribuir tensões, compatibilizar deformações e garantir o desempenho à tração do revestimento de argamassa. Entre estas técnicas ressalta-se o uso de telas metálicas, que no Brasil é amparado por uma normalização ainda incipiente. Embora este uso seja recomendado, não há consenso quanto aos métodos executivos e parâmetros técnicos da tela metálica mais indicados para cada aplicação. Nesse contexto, o trabalho em questão, julgou importante contribuir para a avaliação do desempenho de revestimentos de argamassa com reforço de tela metálica e apresenta três propostas. Uma delas foi o ensaio de tração por compressão diametral, o qual se mostrou viável para avaliar a eficiência do uso de tela no incremento de resistência da argamassa, no entanto, permite ponderações restritas ao parâmetro de carga de ruptura. O ensaio de tração direta proposto para caracterizar o revestimento de argamassa reforçado com tela metálica, aplicado sobre a interface alvenariaestrutura, embora tenha execução complexa e demande mais tempo, apresentou variabilidade satisfatória e mostrou-se capaz para avaliar além da carga a resistência à tração. Por fim, o ensaio de tração na flexão em 4 pontos foi considerado apto para a caracterizar argamassas reforçadas com tela, diante da fácil aplicabilidade, com tamanho menor dos CP’s e variabilidade reduzida. Então foi usado para avaliar a influência de diferentes tipologias de telas metálicas e posicionamento delas na argamassa no desempenho à tração do revestimento. / The current scenario of the construction has been characterized by the increasing use of new products, materials and construction technologies. Simultaneously, the adoption of new techniques to the detriment a little and scientific approach to design failures, execution and construction management have contributed to the occurrence of pathological manifestations. The building performance results of the individual contribution of each one of the materials and elements constitute, but also depends on the effect generated when the whole set is requested. If there is incompatibility between the deformation conditions of the concrete structure, the ability to accommodate deformations of the masonry and layers of mortar, this may unleash from small cracks in the coating, breaks in the masonry even total collapse of the wall, generating high costs and discredit to the builders, mainly discomfort to the user. Nowadays there are many construction techniques reinforcement / rehabilitation, in order to distribute tensions, compatible deformations and guarantee performance to pull the mortar coating. Among these techniques emphasizes the use of metal mesh, which in Brazil is supported by an incipient normalization. Although this use is recommended, there is no consensus on the executive methods and technical parameters of the metal mesh best suited for each application. In this context, the work in question, considered it important to contribute to the evaluation of mortar coatings performance with metal mesh reinforcement and presents three proposals. One was the indirect tensile (Brazilian) test, which proved feasible to evaluate the use efficiency screen on mortar strength increase, however, allows considerations restricted to the breaking load parameter. The tensile direct test proposed to characterize the reinforced mortar coating metal screen applied to the masonry structure interface, although it has complex execution and demands more time presented satisfactory variability and shown to be able to evaluate the load and also the resistance to traction. Finally, the tensile test in bending at 4 points was considered suitable for the characterize mortars reinforced with screen, due to the easy applicability, have smaller size specimens and reduced variability. Then it was used to evaluate the influence of different types of metal mesh and positioning them in the mortar in performance to coating traction.

Os revestimentos poliméricos podem atuar como uma barreira física entre os íons agressivos e o substrato metálico. Porém, uma exposição prolongada pode causar danos ao revestimento polimérico, conduzir a uma redução contínua do efeito barreira e por consequência a perda da proteção contra a corrosão. A utilização de nano materiais pode atuar aumentando o efeito barreira, proporcionando um aumento no caminho de difusão dos íons agressivos e água até o substrato metálico. Nanopartículas de celulose apresentam elevada cristalinidade e razão de aspecto, excelentes propriedades mecânicas e são proveniente de fonte renovável. Por outro lado, a polianilina (PAni) vem sendo utilizada em revestimentos devido a elevação do potencial de corrosão dos aços devido o seu comportamento redox que proporciona a formação de uma camada de óxidos estável no substrato metálico. A aderência do revestimento polimérico é fundamental para que este possa atuar como revestimento protetor contra a corrosão. Com isso, um pré-tratamento superficial a base de ácido hexafluorzircônico e a utilização de organosilanos na resina epóxi, podem ser utilizados melhorando as propriedades de proteção contra a corrosão e de aderência. O objetivo deste estudo consistiu na obtenção de nanowhiskers de celulose (CNW) por moagem ultrafina através da celulose microcristalina (MCC) para posterior utilização em revestimento polimérico a base de resina epóxi. A CNW foi utilizada funcionalizada ou não com PAni SE (polianilina na forma condutora – sal de esmeraldina) em comparação a MCC nas mesmas condições. Foi avaliada a incorporação de silano aminopropiltrietoxisilano (APS) na resina epóxi e a utilização de uma camada de conversão de zircônia (Zr) aplicada ao substrato metálico. Os revestimentos poliméricos foram avaliados quanto a propriedades mecânicas e à proteção contra a corrosão. As imagens da microscopia de transmissão (TEM) mostram que é possível a obtenção da CNW por meio do processo de moagem, apresentando melhor estabilidade térmica em comparação a MCC. Os revestimentos poliméricos utilizando o silano APS e a camada de conversão de Zr apresentaram as melhores propriedades físicas e mecânicas. A interação entre a carga de reforço, a resina epóxi e a superfície metálica é um fator determinante na eficiência do revestimento polimérico, pois de acordo com a análise de migração subcutânea, a superfície do aço carbono, após 1000 h de exposição, não apresentou corrosão superficial. Com relação à proteção contra a corrosão, quando incorporado a CNW funcionalizada com PAni SE ao revestimento epóxi com APS e a camada de Zr, este apresentou os melhores resultados como constatado nas análises de névoa salina e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). / Polymeric coatings can act as a physical barrier between the aggressive ions and the metal substrate. However, prolonged exposure can cause damage to the polymer coating and conduct to a continuous reduction in the barrier effect and result in the loss of protection against corrosion. The use of nanomaterials may act by increasing the barrier effect and providing an increased diffusion path of aggressive ions and water to the metal substrate. Cellulose nanoparticles have high crystallinity and aspect ratio, excellent mechanical properties and are derived from renewable sources. On the other hand polyaniline (PAni) has been used in coatings due to the increase of the corrosion potential of the steel due to redox behavior that results in the formation of a stable oxide layer on the metallic substrate. The adhesion of the polymeric coating is essential so that it can act as a protective coating against corrosion. With this, a superficial pre-treatment based on hexafluorzircônico acid and the use of organosilanes in the epoxy resin, can be used to improve the protection against corrosion properties and adhesion. The objective of this study was to obtain cellulose nanowhiskers (CNW) for ultrafine grinding through microcrystalline cellulose (MCC) for subsequent use in the polymer coating based on epoxy resin. The CNW was used functionalized or not with PAni SE (polyaniline in the conductive form - emeraldine salt) compared with MCC under the same conditions. The incorporation of silane aminopropyltriethoxysilane (APS) was evaluated in the epoxy resin and the use of a zirconia conversion layer (Zr) applied to the metal substrate. The polymeric coatings were evaluated for mechanical properties and corrosion protection. Transmission microscopy (TEM) show that obtaining the CNW through the ultrafine grinding process is possible, resulting in better thermal stability compared with MCC. Polymeric coatings using APS silane and Zr conversion coating had the best physical and mechanical properties. The interaction between the reinforcing filler, the epoxy resin and the metal surface is a determining factor in the efficiency of the polymeric coating, because according to the subcutaneous migration analysis, carbon steel surface after 1000 h of exposure, showed no corrosion superficial. With regard to protection against corrosion, when incorporated CNW functionalized with PAni SE to epoxy coating with APS and the Zr layer, showed the best results as found in salt spray tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).

Motivada pelos inúmeros desafios relacionados à exploração de petróleo na região do pré-sal, onde o ambiente agressivo aliado com a grande profundidade são fatores sempre presentes, a busca por materiais alternativos para aplicações em válvulas ganhou destaque. As válvulas subsea, essenciais para projetos de exploração nestas áreas são consideradas um desafio ainda maior. Dessa maneira, estudos e ensaios de desempenho em revestimentos anticorrosivos orgânicos nesse ambiente tornam-se necessários. O objetivo deste trabalho é avaliar a resistência à corrosão e ao desgaste do revestimento anticorrosivo orgânico ECTFE (Halar®) para a aplicação em válvulas industriais do tipo esfera para operações subsea, através da realização de ensaios em corpos de prova e em protótipos, perante as condições simuladas do ambiente agressivo na qual deverão operar em conformidade com o programa de qualificação do revestimento D-SMA/ING/SPF/TCNA-14-00047. Para a realização dos ensaios, foram projetados sistemas de tubulações fechadas (loopings), nos quais os protótipos foram instalados. Os parâmetros de testes estabelecidos, assim como os dados monitorados pelos sensores instalados, foram coletados durante todo o período de teste. Os ensaios definidos para a avaliação do revestimento orgânico em protótipos foram: ciclos de pressão, circulação sob vazão, circulação com água arenosa e ensaios de corrosão com e sem defeito imposto no revestimento. Complementarmente, corpos de prova em escala reduzida foram submetidos a ensaio de adesão e de fadiga. Os resultados obtidos foram conclusivos e o revestimento mostrou-se resistente às condições impostas aos protótipos, uma vez que não foram detectadas descontinuidades consideradas relevantes segundo os critérios de aceitação pré-estabelecidos em procedimento. / The search for alternative materials for applications in valves has been highlighted motivated by the numerous challenges related to oil and gas in the pre-salt region, where the aggressive environment combined with great depth are always present factors. The subsea valves, essential for exploration projects in these areas, are considered an even bigger challenge, thus, studies and performance tests on organic anti-corrosion coatings in this environment become necessary. The purpose of this study is to evaluate resistance to corrosion and wear of organic anti-corrosion coating ECTFE (Halar®) for application of industrial ball valves for subsea operations, by conducting tests on specimens and prototypes, under simulated harsh environment conditions in which they should operate in accordance with the coating qualification program D-SMA / ING / SPF / TCNA-14-00047. Closed pipes systems are designed (loops) for the carrying out of the tests, in which the prototypes were installed. The set of test parameters as well as the monitored data by installed sensors were collected during the entire test period. The defined tests for the evaluation of the organic coating in prototypes were: pressure cycles, flow rate circulation, circulation in soapy water and corrosion tests with and without defects imposed in the coating. In addition, reduced specimens were submitted to adhesion and fatigue tests. The results were conclusive and the coating was resistant to the imposed conditions on prototypes, since relevant discontinuities were not detected according to pre-established acceptance criteria for the procedure.

O desempenho é foco de diversos estudos atuais, a comunidade técnica está buscando melhorar os sistemas construtivos. Apesar de ser discutido há décadas, este tema foi recentemente revigorado pela elaboração e publicação da norma de desempenho NBR 15575 (ABNT, 2013a). Este documento apresenta requisitos mínimos a serem atingidos pelas edificações, bem como metodologia para a avaliação destes parâmetros. Dentre os ensaios apresentados, consta em seu anexo E um método para avaliação de vedações verticais frente a choques térmicos. Inúmeras pesquisas adotam os choques térmicos como agente de degradação, contudo não existe um consenso quanto às condições de contorno ou mesmo as dimensões dos corpos de prova. A norma brasileira recomenda que as essas possuam 120 cm de largura e altura equivalente a 1 pé direito, entretanto em determinadas situações tais dimensões inviabilizam o programa experimental, dado a falta de equipamentos deste porte. Assim, encontram-se na literatura técnica pesquisas realizadas sobre protótipos reduzidos de sistemas de vedação. Este trabalho buscou identificar a influência das dimensões e condições de contorno dos corpos de prova nos resultados obtidos em ensaios de choques térmicos Para tal, foram ensaiadas amostras em 3 tamanhos diferentes, as dimensões propostas pela NBR 15575 e duas variações reduzidas. Os corpos de prova reduzidos foram ensaiados livres e com restrições as dilatações. Todas as combinações foram sujeitas a 10 e 30 choques térmicos e as avaliações foram realizadas antes e após os ciclos. As variáveis de resposta adotadas foram a resistência à aderência, fissuração e permeabilidade, também foram mensuradas as variações lineares em momentos pré-determinados. Os choques térmicos não provocaram a perda da aderência, uma vez que as amostras apresentaram aderências estatisticamente iguais antes e após os ciclos, com exceção da amostra grande exposta a 30 choques, que teve sua aderência majorada. Apenas nas amostras grandes ocorreu alteração do índice de fissuras decorrente da exposição aos choques. Majoritariamente, a permeabilidade das amostras não foi alterada com a exposição aos choques, com exceção das amostras reduzidas livres expostas a 30 choques que apresentaram uma redução da absorção, indicando o fechamento dos poros. / Performance is the focus of many current researches, the technical community is searching to improve building systems. Despite being discussed for decades, this subject has recently been reinvigorated by the elaboration and publication of performance standard NBR 15575 (ABNT, 2013a). This document presents minimum requirements to be achieved by the buildings, as well a methodology for the evaluation of these parameters. Among the tests presented, attachment E shows a method for evaluating vertical seals against thermal shocks. Numerous researches adopt thermal shocks as a degradation agent, however, there is no consensus regarding the boundary conditions or even about the dimensions of the specimens. The Brazilian standard recommends that these specimens have at least 120 cm wide and height equivalent to room's height, however in certain situations such dimensions make the experimental program unfeasible, given the lack of equipment of this size. Thus, we find in the technical literature researches on reduced prototypes of walls. This study aimed to identify the influence of the dimensions and boundary conditions of the specimens on the results of thermal shock tests. For this, samples were tested in 3 different sizes, the dimensions proposed by NBR 15575 and two reduced variations The reduced specimens were tested without and with dilation restrictions. All combinations were subjected to 10 and 30 thermal shocks and the evaluations were performed before and after the cycles. The tests adopted to evaluate were resistance to adhesion, cracking and permeability, and linear variations were also measured at predetermined moments. The thermal shocks did not cause the loss of adhesion, since the samples had statistically equal adhesions before and after the cycles, except for the large sample exposed to 30 shocks, which had its adherence increased. Only in large samples occurred change of cracks index from exposure to shocks. The permeability of the samples was not altered with the exposure to shocks, except for the unrestricted reduced samples exposed to 30 shocks that showed a reduction of the absorption, indicating the closure of the pores.

Este trabalho apresenta um estudo relacionado a três estados de superfície aplicados em um substrato de aço ferramenta AISI H13 temperado e revenido utilizado no processo de calibração a frio para a fabricação de forjados de precisão, os quais posteriormente processados transformam-se em componentes de um semieixo homocinético. O foco deste trabalho foi demostrar através da aplicação de tratamentos de superfície o aumento do desempenho em termos de resistência ao desgaste na interface da superfície da ferramenta em análise e também correlacionar com o seu custo benefício do produto final, visto que o critério para avaliação de vida útil depende diretamente do dimensional final do forjado. Para a comparação e o teste industrial foram estipuladas três condições diferentes de superfície para serem avaliadas. A primeira sem revestimento, a segunda com modificação superficial pelo processo de nitretação gasosa e a terceira com revestimento Dúplex PVD a base de CrTiN. A caracterização das amostras foram realizadas com o auxílio de microscopia eletrônica de varredura, análises metalográficas de microestrutura e dureza. A partir dos resultados obtidos foi constatado que o revestimento Dúplex aplicado em ferramentas para calibração a frio apresentou o melhor desempenho em relação às outras duas condições propostas. O revestimento Dúplex obteve um ganho de 400% em vida útil de ferramentas correlacionado a melhor resistência ao desgaste e, além disso, uma melhor performance em seu comportamento dimensional perante ao processo aplicado. Como segunda alternativa, as ferramentas com o processo de nitretação gasosa atingiram uma redução de 17% nos custos de ferramentas por peças produzidas e acréscimo de 20% em vida útil de ferramentas, apresentando uma melhora em relação as ferramentas sem tratamento de superfície. / This work presents a study related to three surface states applied on a quenching and tempered AISI H13 tool steel substrate used in the cold calibration process for the manufacture of precision forgings, which are subsequently processed into components of a halfshafts. This dissertation aims at demonstrating, through the application of surface treatments, the increase in the wear resistance performance of the tool under analysis and correlating this with cost benefit in the final product, since the end life criterion for the tools depends directly on the dimensions of the forged part. For comparison and industrial testing three different surface conditions were stipulated for evaluation. The first uncoated, the second with surface modification by the gas nitriding process and the third with PVD duplex coating based on CrTiN. The characterization of the samples was carried out with Optical and Scanning Electron Microscopy, Metallographic Analysis of the Microstructure and Hardness Tests. According with obtained results it was verified that the treatment duplex coating applied in tools for cold calibration presented the best performance in relation to the other two conditions proposed. The duplex coating obtained a gain of 400% in tool life correlated to better resistance to wear and, in addition, a better performance in its dimensional behavior in relation to the previous condition without surface treatment. As a second alternative, the tools treated by the gas nitriding process achieved a 17% reduction in tooling costs per parts produced and a 20% increase in tool life, showing an improvement over tools without surface treatment.

Em função das novas fronteiras exploratórias de petróleo, principalmente proveniente das reservas do pré-sal, as situações operacionais e condições de serviços estão se tornando cada vez mais severas (pressão, temperatura, composição dos fluidos, etc), exigindo o desenvolvimento de novos materiais e de novas tecnologias para a adequação de materiais tradicionais existentes, como o aço carbono, agregando-lhes novas propriedades e características, por exemplo, com o uso de revestimentos poliméricos. Este trabalho tem por objetivo desenvolver e avaliar um projeto de uma válvula esfera industrial com todas suas partes internas revestidas, incluindo componentes internos, e realizar uma análise do processo de revestimento e validação do projeto final com os testes de desempenho realizados baseados na norma ABNT NBR 15827, com vistas a possibilitar a substituição de ligas metálicas nobres de alto custo (inconel, duplex, superduplex etc.), por aço carbono revestido. Inicialmente, foram realizadas alterações no projeto original da válvula esfera industrial de diâmetro 4‖ CL300 montagem tipo flutuante para tornar o projeto convencional em um projeto com revestimento interno. Na sequência, foram revestidas duas válvulas com o polímero etileno clorotrifluoroetileno (ECTFE), e realizados ensaios de controle de qualidade durante as etapas do revestimento e ao final do processo. Após a montagem e testes iniciais funcionais e de vedação das válvulas, estas foram submetidas a teste de ciclagem e desempenho, com 1000 ciclos de abertura e fechamento com a pressão máxima de trabalho, sendo realizado monitoramento contínuo do torque de acionamento e pressão aplicada. Foram realizadas sete avaliações de integridade das vedações e do revestimento durante a ciclagem. Gráficos de ciclagem, pressão e testes de vedação foram gerados na etapa de avaliação de desempenho dos protótipos. Ao final dos ensaios os protótipos foram desmontados e uma avaliação dos componentes foi realizada, sendo observado apenas desgaste uniforme nas vedações e superfície de vedação da esfera e haste devido ao atrito gerado pela abertura e fechamento da válvula. Este desgaste não comprometeu a vedação das válvulas. Os resultados satisfatórios validaram o projeto e o processo de revestimento desenvolvido. / Due to new exploratory frontiers of oil, mainly from pre-salt reserves, the operational situations and service conditions are becoming increasingly severe (pressure, temperature, composition of fluids, among others), demanding the development of new materials and technologies to the suitability of the traditional materials, as the carbon steel, by adding them new properties and characteristics, for example, with the use of polymeric coatings. This paper has the objective of to develop and evaluate the project of an industrial ball valve, with all the inner parts coated, including internal components, perform an analysis of the coating and validate the final design process with performance tests conducted based on standard ABNT NBR 15827, with the objective of enabling the replacement of noble metal alloys of high cost (inconel, duplex, super duplex, etc.) by coated carbon steel. Initially, there were changes in the original design of industrial ball valve of a diameter 4‖ CL300 floating mounting type to turn the conventional project in a project with internal coating. Following, two valves were coated with the polymer ethylene chlorotrifluoroethylene (ECTFE) and control quality tests performed during the stages of the coating and the end of the process. After the assembly and the initial functional tests and sealing of the valves, they were subjected to cycling and performance tests with 1000 cycles of opening and closing at maximum working pressure, being carried out continuous monitoring of the drive torque and pressure applied. Seven evaluations of the integrity of the sealing and coating were performed during cycling. Charts of cycle number, pressure and sealing tests were generated during the stage of evaluation of the prototype's performance. At the end of the testing, the prototypes were disassembled and a review of the components was conducted, being observed only the uniform wear on the seals and sealing surfaces of the sphere and the stem due to the friction generated by the opening and closing of the valve. This wear did not commit the seal of the valves. Satisfactory results have validated the project and the coating process developed.

Este trabalho investigou a influência do tipo de erodente à base de alumina na incrustação em um revestimento metálico à base de FeCr, aspergido por arco elétrico, empregados em ensaios de desgaste erosivo, tanto à temperatura ambiente como a 400°C, com ângulo de incidência entre o erodente e a superfície de 30° e 90° e velocidade de projeção de 25 m/s. Como erodente, utilizou-se alumina eletrofundida com faces anguladas e irregulares e também alumina calcinada com formando aglomerados esferoides. O revestimento dos corpos-de-prova foi caracterizado quanto à morfologia (MEV), porosidade, densidade aparente, análise térmica, espessura da camada depositada, taxa de erosão e mapeamento de elementos por espectrometria de energia dispersiva (EDS). Os erodentes foram caracterizados quanto a sua morfologia (MEV), distribuição granulométrica e área superficial (BET). Os resultados mostraram que à temperatura ambiente os ensaios realizados com alumina calcinada com ângulo de 30° e alumina eletrofundida a 90° foram os que apresentaram maiores quantidades de alumínio incrustado no revestimento para uma mesma área de análise. Os ensaios realizados com a alumina eletrofundida com ângulo de 30° foi a que apresentou a maior taxa de erosão. Já a distribuição granulométrica e área superficial dos erodentes após ensaio de erosão apresentaram uma diminuição em relação aos valores de antes do ensaio. Os ensaios realizados a 400°C de temperatura mostraram que a alumina calcinada, para os dois ângulos de ensaio, resultou em maior incrustação no revestimento ensaiado, sendo maior para o ângulo de 90° do que para o ângulo de 30°. Para essa temperatura de ensaio, a maior taxa de erosão ocorreu para o ensaio conduzido com ângulo de 30°, utilizando alumina calcinada. Ainda para os ensaios a 400°C, os resultados para o tamanho médio de partícula na distribuição granulométrica indicaram uma redução nos valores iniciais para todos os ensaios realizados. No entanto, a área superficial de ambos erodentes permaneceu com valores muito próximos ao de antes do ensaio. / This work investigated the influence of the kind of erodent based on alumina embedded in a metallic coating based on FeCr, sprayed by arc electric technique, used in erosive wear test at room temperature and 400°C with angle of incidence between the erodent and the surface of 30° and 90° and erodent velocity of 25 m/s. As erodent was used fused alumina that showed angled and irregular surfaces and also calcined alumina forming spheroids agglomerates. The coating of the samples was characterized morphology (SEM), porosity, density, thermal analysis, the layer thickness, erosion rate and mapping of elements by energy dispersive spectrometry (EDS). The erodent was characterized by their morphology (SEM), particle size distribution and surface area (BET). The results showed that the room temperature tests performed with alumina calcined with angle of 30° and fused alumina with angle of 90° were those with larger amounts of aluminum embedded in the coating to the same area of analysis. Tests performed with the electro alumina with angle of 30° were presented the highest rate of erosion. Already the particle size distribution and surface area of erodent after testing erosion showed a decrease compared to the values before the test. The tests performed at 400°C temperature showed that the calcined alumina for the both angles test resulted in greater embedded of aluminum in the tested coating, being higher for the 90° angle than the angle of 30°. For this test temperature, the higher erosion rate occurred for the experiment with 30° angle using calcined alumina. Also for the tests at 400°C, the results for the average particle size in the particle size distribution showed a reduction in initial values for all tests. However, the surface area of erodent remained with both values very close to that of before the test.