Este trabalho estabelece critérios para avaliar a resistência ao fogo de tubulações fabricadas com compostos vinílicos, com diferentes teores de cloro, para os sistemas prediais de chuveiros automáticos, verificando o relacionamento entre os resultados obtidos nos ensaios realizados em trechos de tubulações pressurizados e submetidos a uma elevação de temperatura e os resultados observados nos ensaios realizados em tubulações em escala real exposta diretamente às chamas, simulando uma situação de incêndio. Assim, nos ensaios em trechos de tubulações ocorreu um aumento da resistência ao fogo proporcional ao aumento do teor de cloro dos compostos; nos ensaios em tubulações em escala real observou-se que corpos-deprova com tubos vinílicos grau a partir de 64 (grau este relacionado ao teor de cloro) suportam as condições de exposição ao fogo; a relação entre os ensaios mostrou que tubulações fabricadas com um composto vinílico com resistência a partir de 110 segundos de exposição ao fogo, no ensaio em trechos de tubulações, suportam também as condições estabelecidas no ensaio em escala real. Isto indicou a possibilidade de se utilizar o ensaio em trechos de tubulações para avaliar, preliminarmente, a capacidade dos materiais em resistir ao fogo, antes de serem submetidos ao ensaio em escala real, pois este apresenta maiores custos envolvidos e maiores dificuldades na sua execução. / This work establishes standards to evaluate the fire resistance of the piping manufactured with vinyl compounds, with different chlorine contents, for buildings sprinklers systems, verifying the relation amongst the results obtained with pressured small sections of piping and submitted to a temperature rise, and the results obtained from the real scale tests, simulating a fire situation with the samples in real scale were exposed to the flames. Therefore, in the small sections of piping tests an increase of the fire resistance proportional to the chlorine content of the compositions increases occurred; in the real scale tests observed that the piping with degree starting from 64 (degree related with to the chlorine contents) per cent supports the exposition to the flames; the relation between the tests showed that piping manufactured with vinyl compounds with fire resistance starting from 110 seconds of the small sections of piping tests, also supports the established conditions in the real scale tests. It was shown the possibility to employ the reduced scale test to evaluate, previously, the fire resistance of the materials previous to the real scale tests, which is more expensive and shows bigger difficulties to be done.

Este trabalho estabelece critérios para avaliar a resistência ao fogo de tubulações fabricadas com compostos vinílicos, com diferentes teores de cloro, para os sistemas prediais de chuveiros automáticos, verificando o relacionamento entre os resultados obtidos nos ensaios realizados em trechos de tubulações pressurizados e submetidos a uma elevação de temperatura e os resultados observados nos ensaios realizados em tubulações em escala real exposta diretamente às chamas, simulando uma situação de incêndio. Assim, nos ensaios em trechos de tubulações ocorreu um aumento da resistência ao fogo proporcional ao aumento do teor de cloro dos compostos; nos ensaios em tubulações em escala real observou-se que corpos-deprova com tubos vinílicos grau a partir de 64 (grau este relacionado ao teor de cloro) suportam as condições de exposição ao fogo; a relação entre os ensaios mostrou que tubulações fabricadas com um composto vinílico com resistência a partir de 110 segundos de exposição ao fogo, no ensaio em trechos de tubulações, suportam também as condições estabelecidas no ensaio em escala real. Isto indicou a possibilidade de se utilizar o ensaio em trechos de tubulações para avaliar, preliminarmente, a capacidade dos materiais em resistir ao fogo, antes de serem submetidos ao ensaio em escala real, pois este apresenta maiores custos envolvidos e maiores dificuldades na sua execução. / This work establishes standards to evaluate the fire resistance of the piping manufactured with vinyl compounds, with different chlorine contents, for buildings sprinklers systems, verifying the relation amongst the results obtained with pressured small sections of piping and submitted to a temperature rise, and the results obtained from the real scale tests, simulating a fire situation with the samples in real scale were exposed to the flames. Therefore, in the small sections of piping tests an increase of the fire resistance proportional to the chlorine content of the compositions increases occurred; in the real scale tests observed that the piping with degree starting from 64 (degree related with to the chlorine contents) per cent supports the exposition to the flames; the relation between the tests showed that piping manufactured with vinyl compounds with fire resistance starting from 110 seconds of the small sections of piping tests, also supports the established conditions in the real scale tests. It was shown the possibility to employ the reduced scale test to evaluate, previously, the fire resistance of the materials previous to the real scale tests, which is more expensive and shows bigger difficulties to be done.

A excelente resistência à corrosão dos aços inoxidáveis austeníticos é a principal característica de sua ampla gama de aplicações nas mais diversas indústrias. Entretanto, as limitadas propriedades mecânicas da austenita, restringem o uso dessas ligas em sistemas que requeiram melhor desempenho tribológico sem prejuízo de sua resistência à corrosão. Métodos de endurecimento superficial convencionais tendem a formar precipitados que reduzem a disponibilidade dos elementos responsáveis pela passivação da liga, favorecendo a ação de agentes corrosivos. A descoberta de uma fase supersaturada em intersticiais denominada austenita expandida, ou Fase-S, tem lançado novas perspectivas sobre as opções de endurecimento superficial dos aços inoxidáveis austeníticos. Produzida por modernas técnicas baseadas no emprego do plasma, a austenita expandida apresenta elevadíssima dureza, da ordem de 14 GPa, sem prejuízo de sua resistência à corrosão, uma vez que não ocorre precipitação observável por microscopia ótica ou de varredura. Caracterizações mecânicas das camadas de austenita expandida por ensaios que simulem situações mais próximas da real condição de trabalho do material fornecem um conjunto de dados empíricos relevantes para a compreensão e modelagem de fenômenos tribológicos atuantes em um dado sistema mecânico. Nesse sentido, a microesclerometria instrumentada aparece com excelente opção de ferramenta para os estudos direcionados à Engenharia de Superfície. O presente trabalho apresenta os resultados de uma série de ensaios de microesclerometria instrumentada realizados em amostras de aço AISI 316 nitretadas a plasma por 20 h em forno de corrente contínua, utilizando a tecnologia de tela ativa, temperatura de 400 ºC e atmosfera formada por três partes de nitrogênio para cada parte de hidrogênio (3N2:1H2), resultando na formação de austenita expandida na superfície. Também são discutidos a caracterização das amostras, o baixo coeficiente de atrito (< 0,1) verificado experimentalmente e a ausência de falha adesiva da camada durante o ensaio. / One of the main reasons for the common utilization of austenitic stainless steels by various industries remains on their great corrosion resistance. On the other hand, the poor mechanical properties of austenite restrict the use of these alloys in systems which require better tribological performance without decreasing their corrosion resistance. Conventional case hardening techniques promote precipitate formation, reducing availability of passivation elements in metallic matrix, what can ease the action of corrosive external agents. The discovery of a carbon and/or nitrogen supersaturated phase, called expanded austenite or S-phase, brought new perspectives over case hardening options for austenitic stainless steels. Obtained by recent techniques based on plasma, expanded austenite has very high hardness, around 14 GPa, without reducing corrosion resistance, since no precipitate is noticeable by optical or scanning electronic microscopy. Using testing apparatus that simulates real work conditions, mechanical characterization of expanded austenite layers gives an important set of empirical data. These data are useful for comprehension and modeling of tribological phenomena occurring in a given mechanical system. In this way, instrumented microscratch test appears as an interesting option to be used in studies oriented to the Surface Engineering field. This work presents results from a series of instrumented microscratch tests performed over AISI 316 stainless steel samples with an expanded austenite layer. Plasma nitriding surface treatment was carried out during 20 h, in an active screen DC reactor under 400 ºC and atmosphere compounded by three parts of nitrogen for each part of hydrogen (3N2:1H2). The tribological behavior of the expanded austenite layer was characterized in a series of linear scratch tests. The results show that in the beginning of the scratch test the coefficient of friction was kept smaller than 0,1. When the first cracks appear the apparent coefficient of friction steadily increases, indicating that cracking of the nitrided layer lead to an increase of the coefficient of friction. Although the expanded austenite layer cracks, no adhesive failure was observed, the hardened layer being preserved during the whole scratch test.

A excelente resistência à corrosão dos aços inoxidáveis austeníticos é a principal característica de sua ampla gama de aplicações nas mais diversas indústrias. Entretanto, as limitadas propriedades mecânicas da austenita, restringem o uso dessas ligas em sistemas que requeiram melhor desempenho tribológico sem prejuízo de sua resistência à corrosão. Métodos de endurecimento superficial convencionais tendem a formar precipitados que reduzem a disponibilidade dos elementos responsáveis pela passivação da liga, favorecendo a ação de agentes corrosivos. A descoberta de uma fase supersaturada em intersticiais denominada austenita expandida, ou Fase-S, tem lançado novas perspectivas sobre as opções de endurecimento superficial dos aços inoxidáveis austeníticos. Produzida por modernas técnicas baseadas no emprego do plasma, a austenita expandida apresenta elevadíssima dureza, da ordem de 14 GPa, sem prejuízo de sua resistência à corrosão, uma vez que não ocorre precipitação observável por microscopia ótica ou de varredura. Caracterizações mecânicas das camadas de austenita expandida por ensaios que simulem situações mais próximas da real condição de trabalho do material fornecem um conjunto de dados empíricos relevantes para a compreensão e modelagem de fenômenos tribológicos atuantes em um dado sistema mecânico. Nesse sentido, a microesclerometria instrumentada aparece com excelente opção de ferramenta para os estudos direcionados à Engenharia de Superfície. O presente trabalho apresenta os resultados de uma série de ensaios de microesclerometria instrumentada realizados em amostras de aço AISI 316 nitretadas a plasma por 20 h em forno de corrente contínua, utilizando a tecnologia de tela ativa, temperatura de 400 ºC e atmosfera formada por três partes de nitrogênio para cada parte de hidrogênio (3N2:1H2), resultando na formação de austenita expandida na superfície. Também são discutidos a caracterização das amostras, o baixo coeficiente de atrito (< 0,1) verificado experimentalmente e a ausência de falha adesiva da camada durante o ensaio. / One of the main reasons for the common utilization of austenitic stainless steels by various industries remains on their great corrosion resistance. On the other hand, the poor mechanical properties of austenite restrict the use of these alloys in systems which require better tribological performance without decreasing their corrosion resistance. Conventional case hardening techniques promote precipitate formation, reducing availability of passivation elements in metallic matrix, what can ease the action of corrosive external agents. The discovery of a carbon and/or nitrogen supersaturated phase, called expanded austenite or S-phase, brought new perspectives over case hardening options for austenitic stainless steels. Obtained by recent techniques based on plasma, expanded austenite has very high hardness, around 14 GPa, without reducing corrosion resistance, since no precipitate is noticeable by optical or scanning electronic microscopy. Using testing apparatus that simulates real work conditions, mechanical characterization of expanded austenite layers gives an important set of empirical data. These data are useful for comprehension and modeling of tribological phenomena occurring in a given mechanical system. In this way, instrumented microscratch test appears as an interesting option to be used in studies oriented to the Surface Engineering field. This work presents results from a series of instrumented microscratch tests performed over AISI 316 stainless steel samples with an expanded austenite layer. Plasma nitriding surface treatment was carried out during 20 h, in an active screen DC reactor under 400 ºC and atmosphere compounded by three parts of nitrogen for each part of hydrogen (3N2:1H2). The tribological behavior of the expanded austenite layer was characterized in a series of linear scratch tests. The results show that in the beginning of the scratch test the coefficient of friction was kept smaller than 0,1. When the first cracks appear the apparent coefficient of friction steadily increases, indicating that cracking of the nitrided layer lead to an increase of the coefficient of friction. Although the expanded austenite layer cracks, no adhesive failure was observed, the hardened layer being preserved during the whole scratch test.