Submitted by GABRIEL INÁCIO PONTIN null (gabrielguaira@hotmail.com) on 2017-08-15T18:00:10Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final - Gabriel Inacio Pontin.pdf: 2725651 bytes, checksum: f1433687bb33e3c16dd042c87cb686db (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-08-22T17:44:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pontin_gi_me_ilha.pdf: 2725651 bytes, checksum: f1433687bb33e3c16dd042c87cb686db (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T17:44:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pontin_gi_me_ilha.pdf: 2725651 bytes, checksum: f1433687bb33e3c16dd042c87cb686db (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O desgaste abrasivo é uma das causas de falhas em equipamentos e responsável por prejuízos nos processos industriais. Uma técnica capaz de minimizar os efeitos deste fenômeno é a aplicação de revestimentos duros nas superfícies críticas. Recentemente foram desenvolvidos revestimentos contendo carbonetos de titânio formados pela fusão de misturas contendo cavacos das ligas ASTM F67 e ASTM F136 sobre peças de aço-carbono ASTM A-36. Após a aplicação do processo de soldagem GTAW obteve-se significativa fração volumétrica de TiC grosseiro com elevada dureza. No presente trabalho foi investigada a refusão dessas soldas pelo processo de soldagem a Laser Nd:YAG pulsado. A microestrutura das amostras foi analisada por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microdureza Vickers. A caracterização microestrutural mostrou que houve refinamento dos carbonetos de titânio (TiC) na matriz ferrítica refundida com o Laser, cujo principal efeito foi um endurecimento do metal de solda. A caracterização mecânica demonstrou um aumento na microdureza da superfície do material. Este comportamento favorece o uso da refusão a Laser para a melhoria da qualidade das superfícies que demandam maior resistência ao desgaste abrasivo. / The abrasive wear is one of the causes of failures in equipment and responsible for damages in industrial processes. A technique capable of minimizing the effects of this phenomenon is the application of hard coatings on critical surfaces. Recently, coatings containing titanium carbides produced by melting mixtures containing ASTM F67 and ASTM F136 chip blends on ASTM A-36 carbon steel parts have been developed. After an application of the GTAW get process, an important volumetric fraction of coarse TiC with high hardness was obtained. In the present work the remelts is investigated for welds by the pulsed Nd: YAG Laser process. A microstructure of the samples was analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and Vickers microhardness. The microstructural characterization showed that there was a refinement of the titanium carbides (TiC) in the ferritic matrix remelt with the Laser, whose main effect was a hardening of the weld metal. The mechanical characterization showed an increase in the microhardness of the material surface. This behavior favors the use of laser cladding to improve the quality of surfaces that require high abrasive wear resistance.

Submitted by FERNANDO SANTOS DA SILVA null (fernandoquimicauems@hotmail.com) on 2017-09-28T02:21:06Z No. of bitstreams: 1 Tese_Fernando_Santos_da_Silva_IQ_UNESP.pdf: 19317124 bytes, checksum: b4f79b295bc22505ca8f3f01bd3db519 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-28T14:59:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_fs_dr_araiq.pdf: 19317124 bytes, checksum: b4f79b295bc22505ca8f3f01bd3db519 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-28T14:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_fs_dr_araiq.pdf: 19317124 bytes, checksum: b4f79b295bc22505ca8f3f01bd3db519 (MD5) Previous issue date: 2017-09-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho teve como objetivo investigar a microestrutura, resistência à corrosão e propriedades mecânicas de revestimentos produzidos por Aspersão Fria (AF) a base de: (I) pó de alumínio (Al), com ou sem alumina (Al2O3), depositados sobre aço comum; (II) revestimentos metálico-cerâmicos de WC-12Co e WC-25Co depositados sobre a liga Al7075-T6 e (III) revestimentos de cobre depositados sobre aço e obtidos a partir de pós submetidos a diferentes tratamentos. A análise dos materiais de partida e dos revestimentos, antes e após os ensaios de corrosão, foi realizada por difração a laser (DL), microscopia óptica (OM), microscopia eletrônica de varredura (SEM) acoplado a um sistema de espectroscopia de dispersão de energia de raios X (EDS) e difração de raios X (DRX). Foram realizadas medidas de dureza e ensaios de resistência ao desgaste por abrasão (Rubber Wheel) e por deslizamento (Ball on disk). A resistência à corrosão dos revestimentos foi avaliada por medidas eletroquímicas em meio de NaCl 3,5% e testes de névoa salina. Foram realizadas medidas de potencial em circuito aberto (ECA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e curvas de polarização linear e cíclica. As imagens de SEM da secção transversal mostram que os revestimentos são densos, não possuem porosidade interconectada e nem trincas. Os resultados eletroquímicos e de névoa salina mostram que todos os revestimentos investigados protegem o substrato por longos tempos de imersão por serem compactos quando obtidos pela tecnologia de AF. Para os revestimentos a base de alumínio, os estudos mostram que o eletrólito atinge o substrato em alguns pontos somente após 2000 h de imersão e os ensaios de desgaste indicam que o revestimento compósito Al-Al2O3 apresenta melhores propriedades mecânicas. Quanto aos revestimentos metálicocerâmicos, o revestimento de WC-25Co apresentou maior espessura e também maior proteção contra corrosão até tempos maiores do que 2000 h. A caracterização dos revestimentos de cobre mostra claramente que os diferentes tratamentos dos materiais de partida exercem influência na eficiência de deposição, formação dos revestimentos e principalmente na sua resistência à corrosão. / The purpose of this work was to investigate the microstructure, corrosion resistance and mechanical properties of coatings prepared by Cold Gas Spray (CGS) based on: (I) aluminum (Al) powder with or without alumina (Al2O3), deposited on common steel; (II) WC-12Co and WC-25Co metallic-ceramic coatings deposited onto Al7075- T6 alloy and (III) copper coatings deposited onto common steel and obtained from powders submitted to different treatments. The analysis of the feedstock materials and the coatings before and after the corrosion tests were performed by laser diffraction (LD), optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray spectroscopy system (EDS) and X-ray diffraction (XRD). Hardness measurements, abrasion testing (Rubber Wheel) and sliding wear test (Ball on disk) were performed. The corrosion resistance of the coatings was evaluated by electrochemical measurements in 3.5% NaCl medium, and salt fog tests. Open circuit potential (EOC), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), linear and cyclic polarization measurements were performed. SEM images of the cross section showed that coatings are dense, without interconnected porosity and cracks. Electrochemical and salt fog results show that all investigated coatings protect the substrate during long immersion times because they are compact when obtained by CGS technology. For the aluminum based coatings, the studies show that the electrolyte reaches the substrate at some points only after 2000 h of immersion and the wear tests show that the Al-Al2O3 composite coating has better mechanical properties. For the metal-ceramic coatings, the WC-25Co coating show higher thickness and corrosion protection up to 2000 h of immersion when compared to WC-12Co. Copper coatings characterization clearly shows that the different treatments of the feedstock materials exert influence on the deposition efficiency, coating formation and especially on their corrosion resistance. / CNPq: 153177/2014-4

Orientador: Aparecido Carlos Gonçalves / Banca: Gilberto Pechoto de Melo / Banca: Jorge Nei Brito / Resumo: Todo sistema ou equipamento mecânico está sujeito a processos de deterioração. Esta deterioração leva ao aparecimento de defeitos que podem atrapalhar a continuidade e qualidade do serviço (produção). Uma quebra não prevista traduz-se por uma parada brusca, levando geralmente a grandes prejuízos e a perda de tempo de produção. Para evitar paradas inesperadas eficientemente e reduzir os custo de manutenção são utilizadas técnicas de manutenção preditiva. Entre todas as técnicas existentes, as mais importantes na manutenção de redutores são a análise de vibrações e a análise de partículas de desgaste. A determinação da severidade, modos e tipos de desgaste em máquinas pode ser feita pela identificação da morfologia, acabamento superficial, coloração, natureza, quantidade e tamanho das partículas encontradas em amostras de óleo ou graxas. Pela análise do sinal vibratório é possível tomar decisões de intervir ou não na operação da máquina, aumentando a disponibilidade e confiabilidade da mesma. A integração destas técnicas tem o potencial para revolucionar práticas industriais e proporcionar para as companhias um significante alívio econômico. Para estudo destas duas técnicas, neste trabalho foi construída uma bancada experimental com o propósito de se realizar a manutenção preditiva em um redutor de velocidades. O Sistema foi posto para funcionar até o limite de utilização. Foram utilizados lubrificantes recomendados pelo fabricante do redutor, lubrificantes com contaminação líquida em várias porcentagens e lubrificantes com contaminação sólida em duas porcentagens. Foram observadas que para baixas rotações a análise de partículas foi vantajosa em relação à análise de vibrações e que a contaminação por água, embora tenha ocasionado uma maior oxidação do sistema, proporcionou menor desgaste do que o lubrificante sem contaminação. / Abstract: Every system or mechanical equipment is subject to deterioration processes. This deterioration takes to the apparition of defects that can disturb the continuity and quality of the service (production). One break not foreseen translates for an abrupt stop, usually taking to great damages and waste of time of production. For avoid unexpected stops efficiently and reduce the cost, predictive maintenance techniques are used. Among all the existent techniques, the most important in the maintenance of reducers are vibration analysis and wear particle analysis. The determination of the severity, wear modes and types in machines can be done through the identification of the morphology, surface finishing, coloration, nature, quantity and size of the particles found in oil samples or lubricating greases. Vibration Analysis is one of the oldest techniques in the maintenance. By vibration sign analysis it is possible to make decisions of intervening or not in the machine operation, improving its availability and reliability. The integration of these techniques has the potential to revolutionize industry practices and provide a significant industrial economic relief. For the study of these two techniques, in this work, an experimental bench was built with the purpose of doing the predictive maintenance in a reducer. The System was put to work until the limit. It was observed that for low rotations the wear particle analysis were advantageous in relation to the vibration analysis and for oil with water contamination, although causing a larger oxidation in the system, a smaller wear than the lubricant without contamination was provided. / Mestre

Com a tendência de regulamentações cada vez mais restritas para emissão de gases poluentes em veículos automotores, a utilização de sistemas de pós-tratamento dos gases de exaustão tem se intensificado. Um dos sistemas utilizados para redução dos níveis de emissão de NOx é o sistema de recirculação de gases de exaustão (EGR). Porém, o uso do EGR provoca uma alta formação de material particulado (fuligem), onde parte é direcionada para a câmera de combustão, contaminando o lubrificante e intensificando os mecanismos de desgaste. Vários estudos têm sido desenvolvidos para compreender estes efeitos e, embora se verifique um consenso nos resultados mais recentes, ainda existem várias hipóteses contraditórias e inconclusivas. Para avaliar a influência da contaminação por fuligem, uma bancada experimental foi desenvolvida e um motor diesel com taxas de 0%, 20%, 35% e 45% de EGR foi ensaiado. Verificações da influência do EGR nas características do motor, análises de óleo, verificações na variação de massa e nas dimensões dos anéis e camisa do motor e análises de rugosidade das superfícies em contato foram realizadas. Para observar os mecanismos de desgaste atuantes e a formação de filmes antidesgaste, utilizou-se o MEV/EDS. Através dos resultados, verificou-se que o aumento da taxa de recirculação aumenta a formação de fuligem e, que o aumento da temperatura dos gases recirculados, aumenta significativamente a concentração de fuligem no lubrificante. Foram observados mecanismos abrasivos nas superfícies em contato e a condição com a maior concentração de fuligem apresentou também indícios de desgaste por deslizamento. Ao longo dos ensaios, através da análise do lubrificante, observou-se certa influência da fuligem no consumo de metais de adição relacionados aos aditivos antidesgaste. Ademais, por meio das análises de EDS, baixas concentrações de elementos característicos de aditivos antidesgaste foram encontradas ao longo da superfície de contato, suportando assim a hipótese da influência das partículas de fuligem na formação de filmes antidesgaste. Como recomendações para trabalhos futuros, sugere-se a avaliação do efeito competitivo entre as partículas de fuligem e os aditivos na formação de filmes na superfície. / With the increasing trend of stricter regulations related to engine vehicle emissions, the usage of after-treatment systems for the exhaust gases has been intensified. One of the systems used in order to reduce the NOx emission levels is the exhaust gas recirculation system (EGR). However, the EGR usage causes a high formation of particulate matter (soot), which is partly directed to the combustion camera, leading to lubricant contamination and intensifying the wear mechanisms. Several studies have been developed to understand these effects and, although there is a consensus on the most recent results, there are still several contradictory and inconclusive results. To evaluate the influence of soot contamination, a test bench was developed and a diesel engine with EGR rates of 0%, 20%, 35% and 45% was tested. Evaluation of EGR influence on the engine characteristics, oil analysis, weight loss, dimensional changes of the piston rings and the cylinder liner and the roughness of the contact surfaces were evaluated. To observe the wear mechanisms and the formation of anti-wear films, SEM / EDS was used. From the results obtained, it could be seen that increasing the exhaust gas recirculation rate the formation of soot also increases. Additionally, it was found that the temperature increase of the recirculation gases significantly increased the concentration of soot in the lubricant. It was also found several indications of abrasive wear on the contact surfaces and, sliding wear was also observed for the test condition with the highest concentration of soot in the lubricant. Oil analysis, indicated a certain soot influence in the consumption of anti- wear additives along the tests. In addition, EDS analysis showed a small concentration of elements related to anti-wear films along the contact surface, thus supporting the hypothesis of soot particles influencing the formation of anti-wear films. As a recommendation for future work, it is suggested to evaluate the competitive effect between soot particles and additives in the formation of films on the surface.

Os processos de furação são largamente utilizados na indústria metal mecânica, envolvendo grande complexidade para profundidades maiores que cinco vezes o diâmetro. Para estes casos é necessário o emprego de máquinas, ferramentas especiais e fluidos lubri-refrigerantes pressurizados, com propriedades que atendam as solicitações severas do corte e auxiliem no transporte e remoção dos cavacos durante o processo. Esta complexidade aumenta os custos do processo, o impacto ambiental e os riscos a saúde do operador. O propósito deste estudo é analisar o processo de furação profunda com broca helicoidal de metal-duro revestida, em profundidades de até 24 vezes o diâmetro, no aço SAE 4144M, forjado e temperado com 39 HRC de dureza, utilizando o sistema lubri-refrigerante de Mínima Quantidade de Lubrificante (MQL). O estudo compara os processos com sistemas lubri-refrigerante convencional e sistema MQL, com a análise da influência no desgaste das brocas, revestidas com TiAlN e AlCrN-based. O sistema lubri-refrigerante convencional ou jorro de óleo, utiliza fluido integral de base mineral pressurizado a 50 bar, enquanto o sistema MQL utiliza fluido lubri-refrigerante sintético a 10 bar de pressão. A formulação dos experimentos é dada por “design of experiment” (DOE), considerando as variáveis: velocidade de corte, avanço, temperatura da peça e a forma do cavaco. Constatou-se que o desgaste da broca utilizando MQL, foi menor do que no processo convencional, devido ao fato da temperatura de corte ser maior, porém estável. Com a escolha adequada dos parâmetros de corte através do método, o revestimento AlCrN-based apresentou menor desgaste e adesão, devido a resistência em usinagens com altas temperaturas. / The drilling processes are widely used in the metalworking industry and involve high complexity when happen in depths more than five times the diameter. For these cases it is necessary to use special machines and tools, and pressurized fluids to enhance chip removal, with cooling and lubricating properties that meet stringent requirements. This complexity adds costs to the process, Increases the environmental impact and the health risks for the operator. The purpose of this study is to evaluate the deep hole drilling process (up to 24 diameters) using a twist drill coated (carbide system), the material is SAE 4144M steel forged and tempered hardness of 39 HRC, using system Minimum Quantity Lubrication (MQL). The study compares conventional processes and MQL, with the analysis of the influence on the wear of drills coated with TiAlN and AlCrN-based. The conventional coolant uses mineral based oil integral pressurized to 50 bar, while the MQL system, using synthetic oil at 10 bar pressure. The formulation of the experiments is given by “design of experiment” (DOE), considering the variables: cutting speed, feed rate wear, temperature of the work piece and chip form. It was found that the life of the drill in MQL process was higher than that in the conventional process, due to the fact that the temperature of the cut is, more stable, although higher. With the appropriate choice of cutting parameters by the method, the AlCrN-based coating showed less wear and adhesion due to resistant to high temperatures.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RannierMM.pdf: 3580955 bytes, checksum: f892200d861ab62414259c44c459e1b9 (MD5) Previous issue date: 2009-03-30 / The use of polymer based coatings is a promising approach to reduce the corrosion problem in carbon steel pipes used for the transport of oil and gas in the oil industry. However, conventional polymer coatings offer limited properties, which often cannot meet design requirements for this type of application, particularly in regard to use temperature and wear resistance. Polymer nanocomposites are known to exhibit superior properties and, therefore, offer great potential for this type of application. Nevertheless, the degree of enhancement of a particular property is greatly dependent upon the matrix/nanoparticle material system used, the matrix/nanoparticle interfacial bonding and also the state of dispersion of the nanoparticle in the polymer matrix. The objective of the present research is to develop and characterize polymer based nanocomposites to be used as coatings in metallic pipelines for the transportation of oil and natural gas. Epoxy/SiO2 nanocomposites with nanoparticle contents of 2, 4, and 8 wt % were processed using a high-energy mill. Modifications of the SiO2 nanoparticles‟ surfaces with two different silane agents were carried out and their effect on the material properties were investigated. The state of dispersion of the materials processed was studied using Scanning and Transmission Electron Microscopy (SEM and TEM) micrographs. Thermogravimetric analysis (TG) were also conducted to determine the thermal stability of the nanocomposites. In addition, the processed nanocomposites were characterized by dynamic mechanical analysis (DMA) to investigate the effect of nanoparticles content and silane treatment on the viscoelastic properties and on the glass transition temperature. Finally, wear tests of the pin-on-disc type were carried out to determine the effects of the nanoparticles and the silane treatments studied. According to the results, the addition of SiO2 nanoparticles treated with silane increased the thermal stability, the storage modulus and Tg of the epoxy resin and decreased wear rate. This confirms that the interaction between the nanoparticles and the polymer chains plays a critical role on the properties of the nanocomposites / A utiliza??o de pol?mero como revestimento ? algo promissor para redu??o de corros?o interna de dutos de a?o carbono utilizados no transporte de petr?leo e g?s natural na ind?stria petrol?fera. No entanto, os revestimentos polim?ricos convencionais apresentam propriedades limitadas, que muitas vezes n?o podem satisfazer os requisitos necess?rios, particularmente em rela??o ? temperatura empregada e ao desgaste. Nanocomp?sitos polim?ricos s?o conhecidos por apresentarem propriedades superiores e, portanto, apresentam potencial para este tipo de aplica??o. Por?m, o grau de refor?o de uma propriedade particular ? fortemente dependente dos materiais utilizados no sistema matriz/nanopart?culas, da liga??o interfacial e, tamb?m, do estado de dispers?o das nanopart?culas na matriz polim?rica. O objetivo do presente trabalho ? desenvolver e caracterizar nanocomp?sitos polim?ricos para utiliza??o como revestimento de dutos met?licos da ind?stria do petr?leo. Nanocomp?sitos Ep?xi/SiO2 com 2, 4 e 8% em massa de nanopart?culas foram processados usando um moinho de alta energia. Modifica??es nas superf?cies das nanopart?culas de SiO2 foram realizadas com dois tipos diferentes de silano e seus efeitos sobre as propriedades dos materiais foram investigados. O estado de dispers?o do material processado foi estudado usando micrografias de Microscopia Eletr?nica de Varredura e de Transmiss?o (MEV e MET). Foram realizadas an?lises termogravim?tricas (TG) para verificar a estabilidade t?rmica dos nanocomp?sitos. Al?m disso, foram realizadas an?lises din?mico-mec?nicas (DMA) para estudar os efeitos das nanopart?culas e dos tratamentos com silano nas propriedades viscoel?sticas e na temperatura de transi??o v?trea (Tg). Por fim, testes de desgaste do tipo esfera-disco foram realizados para determinar os efeitos da adi??o de nanopart?culas e dos diferentes tipos de tratamento de silaniza??o estudados. De acordo com os resultados, a adi??o nanopart?culas de SiO2 tratadas com silano aumentou a temperatura de in?cio de degrada??o do pol?mero, o m?dulo de armazenamento e a Tg da resina ep?xi, al?m de ter proporcionado uma menor taxa de desgaste. Isto confirma que a intera??o entre as nanopart?culas e as cadeias polim?ricas desempenha um papel cr?tico sobre as propriedades dos nanocomp?sitos

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JanainaSS.pdf: 6774864 bytes, checksum: 445b5e932b89fcc09c4b97403b959e26 (MD5) Previous issue date: 2009-10-02 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Low cost seals are made of NBR, Nitrile Butadiene Rubber, a family of unsaturated copolymers that is higher resistant to oils the more content of nitrile have in its composition, although lower its flexibility. In Petroleum Engineering, NBR seal wear can cause fluid leakage and environmental damages, promoting an increasing demand for academic knowledge about polymeric materials candidate to seals submitted to sliding contacts to metal surfaces. This investigation aimed to evaluate tribological responses of a commercial NBR, hardness 73 ? 5 Sh A, polytetrafluoroethylene (PTFE), hardness 60 ? 4 HRE and PTFE with graphite, 68 ? 6 HRE. The testings were performed on a sliding tribometer conceived to explore the tribological performance of stationary polymer plane coupons submitted to rotational cylinder contact surface of steel AISI 52100, 20 ? 1 HRC Hardness, under dry and lubricated (oil SAE 15W40) conditions. After screening testings, the normal load, relative velocity and sliding distance were 3.15 N, 0.8 m/s and 3.2 km, respectively. The temperatures were collected over distances of 3.0?0.5 mm and 750?50 mm far from the contact to evaluate the heating in this referential zone due to contact sliding friction by two thermocouples K type. The polymers were characterized through Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Dynamic Mechanical Analysis (DMA). The wear mechanisms of the polymer surfaces were analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and EDS (Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy). NBR referred to the higher values of heating, suggesting higher sliding friction. PTFE and PTFE with graphite showed lower heating, attributed to the delamination mechanism / Retentores de baixo custo s?o comercialmente dispon?veis de NBR, copol?meros insaturados de borrachas de nitrilo-butadieno que s?o mais resistentes aos ?leos quanto mais altos forem seus teores de nitrila, ? custa de uma menor flexibilidade. Em Engenharia de Petr?leo, o desgaste dos retentores de NBR causa vazamento de fluidos e danos ambientais, provocando uma crescente demanda de conhecimento acad?mico sobre materiais polim?ricos candidatos a retentor submetidos a contatos de deslizamento com superf?cies de metal. Este trabalho objetivou avaliar respostas tribol?gicas de tr?s pol?meros comercialmente dispon?veis, NBR, dureza 73 ? 5 Sh A, polytetrafluoroethylene (PTFE), dureza 60 ? 4 HRE e PTFE com grafite, 68 ? 6 HRE. Os ensaios foram realizados em um trib?metro de deslizamento concebido para explorar o desempenho tribol?gico de corpos-de-prova polim?ricos estacion?rios de superf?cie plana submetidos a um contato seco ou lubrificado (?leo SAE 15W40) de uma superf?cie rotativa cil?ndrica de a?o 52100, dureza 20 ? 1 HRC. A carga normal, a velocidade relativa e a dist?ncia de deslizamento foram, respectivamente, 3,15 N, 0,8 m/s e 3,2 km, determinadas ap?s ensaios explorat?rios iniciais. As temperaturas foram medidas por dois termopares tipo K a 3,0?0,5 mm e 750?50 mm de dist?ncia do contato para avaliar-se o aquecimento em uma mesma regi?o devido ao atrito de deslizamento no contato. Os pol?meros foram caracterizados atrav?s de An?lises Termogravim?tricas (TGA), Calorimetria Diferencial Explorat?ria (DSC) e An?lises Din?mico-Mec?nica (DMA). Os mecanismos de desgaste das superf?cies dos pol?meros foram analisados por Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) e EDS (Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios-X). NBR apresentou os maiores valores de aquecimento, sugerindo maior atrito de deslizamento. PTFE e PTFE grafitado apresentaram um menor aquecimento, atribu?do ao mecanismo de desgaste por delamina??o

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ValdicleideSM_DISSERT.PDF: 4448803 bytes, checksum: fa349b3064555b231f574c1ef787342f (MD5) Previous issue date: 2013-02-04 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The biodiesel use has become important due to its renewable character and to reduce environmental impacts during the fuel burning. Theses benefit will be valid if the fuel shows good performance, chemistry stability and compatibility with engines. Biodiesel is a good fuel to diesel engines due to its lubricity. Then, the aimed of this study was to verify the physicalchemistry properties of biodiesel and their correlations with possible elastomers damage after biodiesel be used as fuel in an injection system. The methodology was divided in three steps: biodiesels synthesis by transesterification of three vegetable oil (soybean, palm and sunflower) and their physical-chemistry characterization (viscosity, oxidative stability, flash point, acidity, humidity and density); pressurized test of compatibility between elastomers (NBR and VITON) and biodiesel, and the last one, analyze of biodiesels lubricity by tribological test ball-plan( HFRR). Also, the effect of mixture of biodiesel and diesel in different concentrations was evaluated. The results showed that VITON showed better compatibility with all biodiesel blends in relation to NBR, however when VITON had contact with sunflower biodiesel and its blends the swelling degree suffer higher influences due to biodiesel humidity. For others biodiesels and theirs blends, this elastomer kept its mechanical properties constant. The better tribological performance was observed for blends with high biodiesel concentration, lower friction coefficient was obtained when palm biodiesel was used. The main mechanisms observed during the HFRR tests were abrasive and oxidative wear / O uso do biodiesel tem ganhado for?a por seu car?ter renov?vel e por diminuir o impacto ambiental causado pela queima dos combust?veis f?sseis. Estes benef?cios valer?o a pena se o combust?vel apresentar bom desempenho, estabilidade qu?mica favor?vel e que n?o comprometa a integridade do sistema no qual venha a atuar. A sua aplica??o nos motores diesel tem sido indicada por apresentar maior lubricidade, que ? desej?vel para este sistema em raz?o do funcionamento da bomba. Desse modo, este trabalho teve como objetivo verificar o papel das propriedades f?sico-qu?micas do biodiesel e correlaciona-las com os poss?veis danos causados com o seu uso aos elast?meros aplicados no sistema de inje??o dos motores diesel. A metodologia foi dividida em tr?s etapas: s?ntese dos biodieseis por metan?lise a partir de tr?s oleaginosas (soja, dend? e girassol) e caracteriza??o f?sico-qu?mica (viscosidade, estabilidade oxidativa, ponto de fulgor, acidez, umidade e densidade); ensaio pressurizado de compatibilidade dos biodieseis com os elast?meros (NBR e VITON) e por fim, an?lise da lubricidade dos biodieseis atrav?s de ensaio tribol?gico esfera-plano( HFRR). Tamb?m foi avaliado o efeito da mistura do biodiesel ao diesel em diferentes propor??es, que limitam a deteriora??o dos materiais em contato com este combust?vel. O VITON apresentou maior compatibilidade com todos os combust?veis em rela??o ao NBR, no entanto para o contato com o biodiesel de Girassol e suas blendas o grau de inchamento sofreu maiores influ?ncias devido a este biodiesel apresentar maior umidade. Para as demais blendas e combust?veis analisados, este elast?mero manteve suas propriedades mec?nicas praticamente constantes. Em rela??o aos combust?veis estudados e suas blendas, os melhores desempenhos tribol?gicos foram observados para as maiores concentra??es dos biodieseis, com coeficientes de atrito menores para o biodiesel de dend?. Os principais mecanismos de desgaste observados foram abrasivo e oxidativo

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-28T19:32:54Z No. of bitstreams: 1 MarcoAntonioLeandroCabral_TESE.pdf: 13589109 bytes, checksum: dcecde654045d4bb434b8363031ec773 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-29T19:12:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MarcoAntonioLeandroCabral_TESE.pdf: 13589109 bytes, checksum: dcecde654045d4bb434b8363031ec773 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-29T19:12:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcoAntonioLeandroCabral_TESE.pdf: 13589109 bytes, checksum: dcecde654045d4bb434b8363031ec773 (MD5) Previous issue date: 2017-01-17 / Prevenir, antever, evitar falhas em sistemas eletromec?nicos s?o demandas que desafiam pesquisadores e profissionais de engenharia a d?cadas. Sistemas eletromec?nicos apresentam processos tribol?gicos que resultam em fadiga de materiais e consequente perda de efici?ncia ou mesmo de utilidade de m?quinas e equipamentos. Diversas t?cnicas s?o utilizadas na tentativa de, atrav?s da an?lise de sinais oriundos dos equipamentos estudados, que seja poss?vel a minimiza??o das perdas inerentes ?queles sistemas e as consequ?ncias desses desgastes em momentos n?o esperados, como uma aeronave em voo ou uma perfuratriz em um po?o de petr?leo. Dentre elas podemos citar a an?lise de vibra??o, medi??o da press?o ac?stica, monitoramento de temperatura, an?lise de part?culas de ?leo lubrificante etc. Entretanto sistemas eletromec?nicos s?o complexos e podem apresentar comportamentos inesperados. A manuten??o centrada na confiabilidade necessita de recursos tecnol?gicos cada vez mais r?pidos, eficientes e robustos para garantir sua efici?ncia e efic?cia. T?cnicas de an?lise de efeitos e modos de falha (FMEA ? Failure Mode Effect Analysis) em equipamentos s?o utilizadas para aumentar a confiabilidade dos sistemas de manuten??o preventiva e preditiva. As redes neurais artificiais (RNA) s?o ferramentas computacionais que encontram aplicabilidade em diversos segmentos da pesquisa e an?lise de sinais, onde h? necessidade do manuseio de grandes quantidades de dados, associando estat?stica e computa??o na otimiza??o de processos din?micos e um alto grau de confiabilidade. S?o sistemas de intelig?ncia artificial que t?m capacidade de aprender, s?o robustas a falhas e podem apresentar resultados em tempo real. Este trabalho tem como objetivo a utiliza??o de redes neurais artificiais para tratar sinais provenientes da monitora??o de par?metros tribol?gicos atrav?s do uso de uma bancada de testes para simular falhas de contato em um compressor de ar, a fim de criar um sistema de detec??o e classifica??o de falhas automatizado, n?o supervisionado, com o uso de mapas auto-organiz?veis, ou redes SOM (self organizaed maps), aplicado ? manuten??o preventiva e preditiva de processos eletromec?nicos. / Preventing, anticipating, avoiding failures in electromechanical systems are demands that have challenged researchers and engineering professionals for decades. Electromechanical systems present tribological processes that result in fatigue of materials and consequent loss of efficiency or even usefulness of machines and equipment. Several techniques are used in an attempt to minimize the inherent losses of these systems through the analysis of signals from the equipment studied and the consequences of these wastes at unexpected moments, such as an aircraft in flight or a drilling rig in an oil well. Among them we can mention vibration analysis, acoustic pressure measurement, temperature monitoring, particle analysis of lubricating oil etc. However, electromechanical systems are complex and may exhibit unexpected behavior. Reliability-centric maintenance requires ever faster, more efficient and robust technological resources to ensure its efficiency and effectiveness. Failure Mode Effect Analysis (FMEA) techniques in equipment are used to increase the reliability of preventive and predictive maintenance system. Artificial neural networks (ANNs) are computational tools that find applicability in several segments of the research and signal analysis, where it is necessary to handle large amounts of data, associating statistics and computation in the optimization of dynamic processes and a high degree of reliability. They are artificial intelligence systems that have the ability to learn, are robust to failures, and can deliver realtime results. This work aims at the use of artificial neural networks to treat signals from the monitoring of tribological parameters through the use of a test bench to simulate contact failures in an air compressor in order to create an automated fault detection and classification system, unsupervised, with the use of self-organized maps, or SOM, applied to the preventive and predictive maintenance of electromechanical processes.

In this work small and large-scale wear tests of polyurethane (PU) sliding against polyamide (PA) were carried out. In the large-scale tests, PU and PA samples were submitted to conditions similar to those found in oil and gas platform operations. The wear of these samples was measured using a coordinate measuring machine. Using the small-scale test configuration, the influence of contact geometry, sliding velocity, sliding stroke and contact pressure at the coefficient of friction (COF) and on the wear mechanisms was evaluated. In both test scales, the wear mechanisms of PA and PU samples were analyzed using a scanning electron microscope. The thermal behavior of PA samples was investigated using differential scanning calorimetry. The PA physic-chemical analysis was performed using X-ray diffraction and Raman spectroscopy and infrared spectroscopy for PU. In large-scale tests was observed that the outer cover of flexible riser pipes had a maximum wear rate of 0.016 mm/km, while in the liner this wear rate was 0.264 mm/km. It was also observed that variations in the hardness of PU liner lead to an important change on the wear mechanisms and, consequently, on the wear rate. The wear rate at large-scale was also strongly affected by the contact temperature. Due to the reduction of the contact temperature, a sharp reduction on the liner wear rate was observed. However, no significant variation in the rate of wear of PA riser cover was noticed. In small-scales tests, under the same sliding velocity and contact pressure observed in the field, the tribological wear behavior was changed. It was also observed that increasing the contact pressure or reducing the sliding stroke leads to a decrease the COF, while the sliding velocity only induced a change in this parameter if the contact temperature was significantly increased. Using test parameters in small scale which lead to a temperature rise in the tribocontact, it was possible to reproduce the tribological behavior observed in large-scale test. / Neste trabalho foram realizados ensaios tribológicos envolvendo o par poliuretano (PU) e poliamida (PA) em escala real e reduzida. Nos ensaios em escala real, os materiais foram submetidos a condições similares às observadas em plataformas de óleo e gás. O desgaste destas amostras foi avaliado utilizando uma máquina de medir por coordenadas. Nos ensaios em escala reduzida foram avaliados os efeitos da geometria do contato, da velocidade de deslizamento, da amplitude de deslizamento e da pressão de contato sobre o coeficiente de atrito (COF), bem como sobre os mecanismos de desgaste. Para as amostras de ambas as escalas, os mecanismos de desgaste da PA e do PU foram observados através de microscopia eletrônica de varredura. O comportamento térmico das amostras de PA foi investigado através da calorimetria exploratória diferencial. A análise físico-química foi realizada utilizando difração de raios-x e espectroscopia Raman para a PA e a espectroscopia no infravermelho para o PU. Nos ensaios em escala real foi observado que as capas dos dutos flexíveis têm uma taxa de desgaste máxima de 0,016 mm/km, enquanto no liner essa taxa foi de 0,264 mm/km. Observou-se também que variações na dureza do PU do liner levaram a uma importante alteração dos mecanismos atuantes e, consequentemente, da taxa de desgaste. Essa taxa de desgaste foi também fortemente influenciada pela temperatura no contato. Essas alterações foram verificadas mediante a introdução de afastamentos periódicos entre os corpos durante o teste. Neste caso, o desgaste do liner foi mínimo. Todavia, a PA da capa externa não apresentou variação significativa na taxa de desgaste. Nos ensaios em escala reduzida, sob mesmas condições de velocidade e pressão observadas em campo, não foi obtida a mesma resposta tribológica. Notou-se também que o aumento da pressão ou redução da amplitude de deslizamento reduz o COF, enquanto a velocidade somente alterou este parâmetro caso houvesse uma alteração significativa da temperatura no contato. Mediante a utilização de parâmetros de teste na escala reduzida que levavam ao aumento da temperatura no contato, foi possível reproduzir o comportamento tribológico observado em escala real. / Doutor em Engenharia Mecânica