[pt] Este trabalho apresenta um estudo da soldabilidade do aço API 5L X-80 utilizando os Testes Tekken e de Implante. A pesquisa avalia a soldabilidade do aço X-80 para a soldagem circunferencial com eletrodo revestido e arame tubular com relação à formação de trincas induzidas por hidrogênio. O objetivo é viabilizar diferentes opções de processos de soldagem para o aço em questão. Para o Teste Tekken foram soldados dois pares de chapas pelo processo SMAW utilizando o consumível E8010-G e mais dois pares pelo processo FCAW-G com o consumível E101T1-GM-H8. Para o Teste de Implante foram utilizados três chapas de suporte e dez implantes, sendo que quatro implantes foram soldados pelo processo SMAW com E8010-G e seis pelo processo FCAW- G com E101T1- GM-H8. Todos os implantes apresentavam 6 mm de diâmetro. Para todos os testes a temperatura de preaquecimento foi de 100°C. A quantidade de hidrogênio difusível nos metais de solda produzidos pelos dois consumíveis foi medida pelo processo de Cromatografia Gasosa. Após a realização dos testes, todas as amostras foram observadas sem e com ataque no MO e no MEV para que as trincas induzidas por hidrogênio na ZTA e no MS (no caso do Teste Tekken) pudessem ser analisadas e medidas. A partir desse procedimento foi possível observar que todas as amostras apresentaram trincas transgranulares com comprimentos da ordem de 17,68 um, muito pequenas e improváveis de serem prejudiciais ao aço. Isso possibilita dizer que o aço X- 80 pode ser soldado utilizando os consumíveis avaliados, sem riscos de danos maiores para o material. / [en] This work shows a study of the weldability of API 5L X-80 steel using the Tekken Test and the Implant Test. The research analises the weldability of HSLA X-80 steel for orbital circunferencial welding with the Shielded Metal Arc Weld and the Flux Core Arc Weld processes with regard to hydrogen induced cracking formation. The aim is to make feasible different options of welding process for the steel at issue. For the Tekken Test two pairs of plates were welded by SMAW process using E8010-G consumable and two more pairs by FCAW- G process using E101-T1-GM-H8. The Implant Test used three base plates and ten implants, being four implants welded by SMAW process and with E8010-G consumable and six by FCAW-G process with E101T1-GM-H8 consumable. All the implants have 6 mm of diameter. For all tests the preheating temperature was 100°C. The diffusible hydrogen content deposited by both consumables was measured by the Gas Chromatography Method. After the tests all the samples were examined without and with attack by means of optical microscope and SEM to allow hydrogen induced cracking in the HAZ and in the weld metal (for Tekken Test) to be viewed and measured. By means of this procedure it was possible to observe that all samples showed transgranular cracking with length of 17,68 um, too small and unlikely to the be bad to the steel. It allows saying that X-80 steel can be welded using the consumables tested, without a risk of damage of the material.

[pt] Neste trabalho foram sintetizados fotocatalisadores baseados em Ti e suportados nas sílicas mesoporosas HMS e SBA-15 preparados pelos métodos de deposição estrutural e impregnação ao ponto úmido. Os fotocatalisadores foram testados na reação de separação da água para a produção de hidrogênio usando radiação UV. Estudou-se também a influência da razão molar Si/Ti de 20 e 40, e o uso de diferentes fontes de titânio como: isopropóxido de titânio, oxalato de titânio, butóxido de titânio, incluindo o óxido de titânio comercial P25. Também foi estudado o uso da platina e do cério como cocatalisadores. Os suportes e os fotocatalisadores foram caracterizados pelas técnicas de ICP-OES, FRX, DRX, isotermas de adsorção e dessorção de N2, ATG, MET, MEV, DRS UV-Vis e espectroscopia de IV. Os resultados mostraram que a substituição parcial do Ti na rede da sílica mesoporosa modificou a estrutura sem destruir os canais cilíndricos dos suportes. Os fotocatalisadores preparados por deposição estrutural em HMS usando diferentes fontes de Ti apresentaram produções de H2 diferentes, seguindo a ordem isopropóxido maior do que oxalato maior do que butóxido, devido à formação de diferentes espécies de Ti isoladas tetraedricamente e octaedricamente coordenadas. Foi comprovado também que com o aumento do teor de Ti a atividade fotocatalítica diminui. A comparação entre os suportes mostraram que a produção de H2 para os fotocatalisadores baseados em HMS foram superiores aos preparados em SBA-15. Quanto aos métodos de preparo, a atividade fotocatalítica para as amostras preparadas por impregnação foi maior após 3 h de reação que nos fotocatalisadores preparados por deposição estrutural. O TiO2-P25 incorporado na HMS também criou espécies octaédricas isoladas possibilitando uma produção de H2 mais eficiente que o TiO2-P25 puro. / [en] Photocatalysts were synthesized based on Ti and supported on mesoporous silica SBA-15 and HMS. They were prepared by structural deposition and wet impregnation methods. The photocatalysts were tested in the reaction of water splitting to produce hydrogen using UV radiation. It was also studied the influence of the Si/Ti molar ratio of 20 and 40 and the use of different titanium sources: titanium isopropoxide, titanium oxalate, titanium butoxide and titanium oxide P25. Platinum and cerium were also studied as cocatalysts. The supports and photocatalysts were characterized by the techniques of ICP-OES, XRF, XRD, N2 adsorption–desorption isotherms, TGA, TEM, SEM, FT-IR and UV-Vis DRS. The results showed that when Ti was partly substituted into the silica framework the structure was modified without destroying the supports cylindrical channels. The photocatalysts prepared by structural deposition into HMS using different sources of Ti showed different production of H2, following the order: isopropoxide more than oxalate more than butoxide due to the formation of different isolated Ti species tetrahedrally and octahedrally coordinated. It was also demonstrated that increasing Ti content the photocatalytic activity decreases. The comparison between the supports showed that H2 production for photocatalysts based on HMS were superior to those prepared with SBA-15. Regarding methods of preparation, the photocatalytic activity for the samples prepared by impregnation method was higher after 3 h of reaction than photocatalysts prepared by deposition structure. The TiO2-P25 incorporated into HMS also create the octahedral isolated species enabling a H2 production more efficient than pure TiO2-P25.

[pt] Para remover metais de águas e efluentes aquosos, geralmente são empregados métodos tradicionais, os quais envolvem a neutralização, com posterior hidrólise e precipitação de hidróxidos, utilizando uma base.O manganês deve ser removido de águas e efluentes aquosos, até que sua concentração atinja um máximo exigido pela legislação brasileira, que é de 0,1mg/L para águas e 1mg/L para efluentes aquosos. O trabalho desenvolvido aqui investigou a remoção de manganês (II) utilizando os oxidantes: oxigênio, reagente Fenton e peróxido de hidrogênio, para procurar dentre estes um processo que fosse mais eficiente do que o de simples precipitação do hidróxido. São discutidos os resultados de ensaios realizados com a utilização de soluções sintéticas de manganês (II), cujo objetivo foi desenvolver um caminho que favorecesse a remoção deste metal, para que a concentração do mesmo tanto em águas quanto em efluentes aquosos esteja de acordo com os padrões exigidos pela legislação brasileira (resolução CONAMA 20/ 1986).Os ensaios foram realizados em pH de 7 a 10, a temperatura ambiente e em torno de 80ºC e com um tempo de reação de 5,15 e 30 minutos. Foi utilizado peróxido de hidrogênio em dosagem estequiométrica com excesso de 100% e 200%, para a reação: Mn2+ (aq) + H2O2 (aq) -> MnO2(s) + 2 H+ (aq) Dentre os testes realizados, ambos o peróxido de hidrogênio e o reagente Fenton mostraram-se bastante eficientes na remoção de manganês, permitindo atingir concentrações finais desse metal inferiores a 0,3 mg/L, a temperatura ambiente em valores de pH inferiores aos necessários para a precipitação sem oxidante, com O2. / [en] I order to remove metals from waters and aqueous effluents generally are employed traditional methods which involve neutralization, hydrolysis and precipitation of hydroxides using a base. Manganese must be removed from waters and aqueous effluents down to a concentration limited by Brazilian law which is of 0.1 mg/L for waters and 1.0 mg/L for aqueous effluents. The work carried out herein investigated the removal of manganese (II) using the following oxidants: oxygen, hydrogen peroxide, and Fenton reagent, with the aim to identify a process that could be more efficient than the simpler hydroxide precipitation. Results are discussed of experiments made with synthetic solutions of 1000 mg/L manganese (II) with the objective of developing a route that could favour the removal of that metal to the levels established by Brazilian environmental law (resolution CONAMA 20 / 1986).The experiments were conducted in pH 7 to 10, at temperature ambient and 80 oC, with reaction times of 5, 15 and 30 minutes. Hydrogen peroxide was used in excess levels of 100 and 200% for the reaction: Mn2+ (aq) + H2O2 (aq) -> MnO2 (s) + 2 H+ (aq) Amongst the conducted experiments, both hydrogen peroxide and the Fenton reagent were shown to be most effective, allowing final concentrations of manganese less than 0.3 mg/L, at ambient temperature, in pH values lower than those required for precipitation without oxidation or with O2 (air).

[pt] As ligas metálicas têm sido amplamente estudadas, visando atender aplicações onde propriedades físicas e químicas diferenciadas se fazem necessárias. Nesse sentido, merecem destaque as ligas voltadas ao recobrimento de substratos metálicos, tendo-se como objetivo a proteção do substrato em ambientes corrosivos. Sendo assim, a presente pesquisa propõe abordar um método de síntese de ligas de Cu-Ni em substratos de cobre através da decomposição térmica do nitrato de níquel, e subsequentemente a redução do óxido NiO formado, mediante redução com H2 a 350 graus Celsius e tratamento térmico na mesma atmosfera a 800 graus Celsius, com tempos variados (3, 4 e 5h), para estimular a difusão do níquel produzido no interior da matriz de Cu. Os filmes serão caracterizados via microscopia eletrônica de varredura (MEV), tanto em sessões transversais, quanto panorâmico, além da difração de raios-x (DRX) com incidência rasante, visando-se identificar a liga Cu-Ni produzida. Os resultados sugerem que o processo proposto foi bem-sucedido, permitindo um amplo recobrimento do substrato e a subsequente difusão do Ni produzido, o que permitiu a identificação, em todas as amostras, da liga de interesse. As amostras selecionadas serão futuramente utilizadas para ensaios de microdureza, bem como de eletro-corrosão, sendo o comportamento medido comparando-se com o substrato puro. Espera-se que a presença do recobrimento eleve a resistência à abrasão, bem como dificultar a corrosão do cobre presente. / [en] Metal alloys has been extensively studied to light upon applications where differentiated physical and chemical properties are required. In this context, its value highlighting the alloys for the coating of metallic substrates with the objective of protecting the substrate in corrosive environments. The present work proposes to approach a method of synthesis of Cu-Ni alloys in copper substrates through the thermal decomposition of nickel nitrate and subsequently to discount the NiO oxide formed by reduction with H2 at 350 degrees Celsius and heat treatment in the same atmosphere at 800 degrees Celsius with (3, 4 and 5h) to stimulate the diffusion of the nickel produced inside the Cu matrix. The films were then characterized by scanning electron microscopy (SEM) in both cross-sectional and panoramic sessions, in addition to X-ray diffraction (XRD) with low incidence, aiming to identify Cu-Ni alloy produced. The results suggest that the proposed process was successful, allowing a wide coating of the substrate and subsequent diffusion of Ni produced, which allowed the identification in all samples of the alloy of interest. Selected samples will be used in the future for microhardness tests, as well as for electro-corrosion, and the measured behavior is compared to that observed for pure substrate. The presence of the coating is expected to raise the abrasion resistance as well as to hinder the corrosion of the copper present.

[pt] Os materiais nanoestruturados têm se destacado nas pesquisas científicas relacionadas aos novos materiais por propriedades particulares, muitas vezes não presentes no mesmo material com constituição não nanométrica. O presente trabalho apresenta uma rota alternativa para síntese de liga de cobalto e níquel nanoestruturada. Esta rota tem como ponto de partida a obtenção de óxidos dos metais a partir da dissociação de seus respectivos nitratos e, subseqüente redução dos óxidos por hidrogênio. Os óxidos foram obtidos separadamente e também associados (co-formados) a partir da dissociação da mistura de seus nitratos à 400oC por três horas. Difração de raio-x foi utilizada para confirmar a formação de Co3O4 e NiO. Análises em MET (Microscópio Eletrônico de Transmissão) mostraram que, tanto o Co quanto o Ni, apresentavam partículas de dimensões nanométricas, com cerca de 20nm no caso do NiO e na faixa de 20-50nm no caso do Co3O4. As partículas de óxidos co-formados observadas apresentaram dimensões na faixa de 10nm a 50nm. Redução por H2 foi utilizada para obtenção dos metais Ni e Co e da liga. Estudos termodinâmicos preliminares foram realizados para confirmar a viabilidade do processo. As variáveis de processo analisadas foram temperatura (faixa de 200oC-500oC) e pressão parcial de H2 (0,4- 1,0atm). A redução do NiO mostrou um comportamento autocatalítico com Ea = 28,7kJ/mol, enquanto as reduções de Co3O4 e NiO+Co3O4 co- formados sugeriram modelo topoquímico, com Ea = 33,7kJ/mol e 29,7kJ/mol, respectivamente. Para a redução dos óxidos NiO+Co3O4 co-formados (obtenção da liga), a reação mostrou ser de 1a. ordem. Análises estruturais da liga realizadas em MET revelaram tamanhos médios de 20nm. / [en] It has been clear the increasing importance of nanostructured materials in the present scientific and technological developments due to their unique properties. It is also well established that properties of materials can be severely altered by making them to reach a nanostructured condition. The present work presents an alternative route for obtain nanoestructured nickelcobalt alloy. The methodology is based on the dissociation of the metal nitrates in a very small oxides particles, even nanometric ones, and subsequent hydrogen reduction of the obtained oxides. Thermodynamic studies have been developed to support the feasibility of the reactions carried out to obtain nickel and cobalt oxides as well as the metals particles. Nickel and cobalt oxides were produced, either isolated or co-formed, by dehydrating a water dissolved homogeneous solution of Ni (NO3)2 or/and Co(NO3)2 at 400oC for about three hours. X-ray diffraction has been carried out to confirmed the Co3O4 and NiO formation. Transmission Electron Microscopy (TEM) studies have shown nanoscale structures with different morphology and size distribution. Hydrogen reduction was applied to obtain Ni, Co and Ni0.5- Co0.5 alloy. The temperature and hydrogen partial pressure range studied were, respectively, 200oC-500oC and 0,4-1,0atm. The NiO reduction showed an autocatalytic behavior with Ea = 28,7kJ/mol while the isolated Co3O4 and the co-formed oxides reductions followed topochemical reaction model, with Ea = 33,7kJ/mol and 29,7kJ/mol, respectively. The Ni-Co alloy synthesis reaction showed a first order behavior. The TEM studies have revealed a Ni-Co alloy constituted by nanoscale single crystals of about 20nm in size.

[pt] O presente trabalho trata da implementação de um sistema integrado de fornecimento de energia elétrica a sistemas isolados da rede de distribuição através de célula a combustível, combustível renovável (etanol) e painéis fotovoltaicos. Apresenta como objetivo a construção de um simulador para a otimização do sistema integrado de fornecimento de energia elétrica. O sistema consiste em um reformador de hidrogênio que utiliza etanol para a reforma do hidrogênio, uma célula a combustível do tipo PEM, painéis fotovoltaicos, banco de baterias de chumbo, inversor de corrente, compressor de hidrogênio. O sistema foi dimensionado para atender um consumidor SIGFI 45. A partir da implementação do sistema foram realizados diferentes tipos de ensaios a fim de caracterizar o funcionamento de cada um dos equipamentos separadamente. Conhecendo o funcionamento de cada equipamento foi possível simular o funcionamento deles em diferentes condições de operação. Posteriormente foi implementado um simulador em VBA desse sistema e os resultados obtidos experimentalmente foram comparados com os simulados para a validação desse simulador. Com o simulador validado foi possível simular diversos casos de operação com o intuito de otimizar o funcionamento desse sistema. / [en] This current work deals with the implementation of an integrated electrical power supply system with isolated fuel cell distribution networks: renewable fuel (ethanol) and photovoltaic panels. This thesis presents the objective of constructing a simulator in order to optimize the integrated electrical power supply system. The system consists of a hydrogen reformer that uses ethanol to produce hydrogen, a PEM fuel cell, photovoltaic panels, lead battery bank, current inverter, hydrogen compressor. The system has been sized to meet SIGFI 45 consumer. During the implementation and application of the system, different types of tests were carried out in order to characterize the behavior of each component separately. Knowing the function of each component within the system, it was possible to simulate their behavior in different operating conditions. Later, a VBA simulator of this system was created and then implemented. The results produced by the simulator were compared with those carried out experimentally to validate the accuracy of this simulation. With the validation of the simulator it was possible to simulate several operational cases in order to optimize the function of this system.

[pt] O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo, produzindo a maior quantidade de resíduo em forma de bagaço, que atualmente é queimado na indústria para geração de energia elétrica, apesar de ainda possuir potencial para produzir outros compostos de maior valor agregado, como etanol de segunda geração, ácido lático, butanodiol e etc. Neste trabalho, foi avaliado o desempenho do pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar utilizando peróxido de hidrogênio em meio alcalino. Com o intuito de retirar a lignina para liberar os carboidratos no meio, foram realizados experimentos variando a temperatura (25 graus Celsius – 45 graus Celsius) e concentração de peróxido de hidrogênio (1,5 por cento - 7,5 por cento) a pH 11,5 por 1 h em um shaker orbital a 100 rpm. O desempenho do pré-tratamento foi medido utilizando o método gravimétrico de Klason para quantificar a lignina, o HPLC para determinar as concentrações de xilose e glicose e o infravermelho para determinar mudanças na estrutura da biomassa. A análise de Klason indicou 45 graus Celsius /7,5 por cento como melhor condição de solubilização, com 75,4 por cento de solubilização, as análises de HPLC indicaram 45 graus Celsius/7,5 por cento como melhor condição para a obtenção de glicose com concentração de 1,66 g/L e 25 graus Celsius/7,5 por cento para obtenção de xilose com concentração de 0,82 g/L e as análises de FT-IR indicaram 25 graus Celsius /1,5 por cento como melhor condição de oxidação, com 66,9 por cento de oxidação de lignina. Para cada análise, foi proposto um modelo de rede neural artificial. A rede das análises de Klason teve a topologia trainlm/logsig/4 com SSE 0,00723 e R2 0,995, a rede das análises de glicose teve topologia trainlm/logsig/4 com SSE 0,0328 e R2 0,97384, a rede das análises de xilose teve topologia trainlm/logsig/5 com SSE 0,289 e R2 0,87441 e a rede das análises de FT-IR teve topologia trainlm/logsig/5 com SSE 0,0316 e R2 0,98414. / [en] Brazil leads the world in sugarcane production, consequently produces also the greatest amount of sugarcane bagasse. Currently, this sugarcane bagasse is leveraged for power generation in the mills, but this biomass still has a potential for production of others value-added compounds such as the second-generation ethanol, lactic acid, butanediol and etc. The present work was carried out in order to study the efficiency of the delignification process of sugarcane bagasse with alkaline hydrogen peroxide. Two variable were assessed experimentally: temperature (25 Celsius degrees - 45 Celsius degrees) and H2O2 concentration (1.5 percent -7.5 percent) at pH 11.5 for 1 h in an orbital shaker at 100 rpm. The Klason Method was used to measure concentration of extracted lignin, HPLC was used to measure the concentration of glucose and xylose and FT-IR analysis was applied to identify lignin structure in the samples. The Klason analysis indicated the 45 Celsius degrees/7,5 percent as the optimum condition with 75,4 percent of the lignin solubilidized, the glucose analysis indicated 45 Celsius degrees/7,5 percent as the optimum condition with a concentration of 1,66 g/L, the xylose analysis indicated 25 Celsius degrees/7,5 percent as the optimum condition with a concentration of 0,82 g/L, and the FT-IR analysis indicated 25 Celsius degrees/1,5 percent as the optimum condition with 66,9 percent of the lignin oxidized. For each analysis, an ANN model was proposed. The network of the Klason analysis had a trainlm/logsig/4 topology with SSE 0,00723 and R2 0,995, the network of the glucose analysis had a trainlm/logsig/4 topology with SSE 0,0328 and R2 0,97384, the network of the xylose analysis had a trainlm/logsig/5 topology with SSE 0,289 and R2 0,87441, the network of the FT-IR analysis had a trainlm/logsig/5 topology with SSE 0,0316 and R2 0,98414.

Orientador: Sandra Imaculada Maintinguer / Resumo: A bioconversão de diferentes materiais orgânicos em hidrogênio é uma tecnologia sustentável. Inóculos de climas tropicais, como o Brasil, com temperaturas médias de 25°C podem favorecer o crescimento bacteriano. A geração de hidrogênio com consórcios bacterianos têm vantagens sobre culturas puras quanto aplicado no tratamento de águas residuárias. O hidrogênio pode ser gerado em duas fases durante os processos anaeróbios. Em primeiro lugar, hidrogênio e ácidos orgânicos podem ser produzidos por processos fermentativos. Esses ácidos gerados podem ser usados por bactérias fotoheterotróficas na segunda fase, durante a operação dos reatores anaeróbios na presença de luz. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial de produção hidrogênio a partir de resíduos orgânicos por consórcios de bactérias fotoheterotróficas. Foram feitos 12 ensaios (I-XII) separadamente, em triplicatas de reatores anaeróbios em batelada, em meio de cultivo Rhodospirillaceae, headspace N2 (100%), pH 7.0+1, a 37ºC. Foram comprovados os efeitos com duas potências de intensidade de luz (8,8±1 e 18,5±1 W/m2) e diferentes concentrações de ácidos butírico, acético, além de efluentes de processos fermentativos procedentes de glicerol bruto e águas residuárias citrícolas. As condições ótimas para a produção de hidrogênio foram de 18.5±1 W/m2 de intensidade de luz e 1.7 g/L para o ácido acético (II), 1.0 g/L para o ácido butírico (V), 1.0 g de COD/L de glicerol efluente (IX), e 0.5 g de DQO/L para o efluente de á... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The bioconversion of different organic materials to hydrogen is a sustainable technology. Inocula from tropical climates such as Brazil which average temperatures around 25°C may favour the bacterial growth. Hydrogen generation with bacterial consortia have advantages over pure cultures regarding application to wastewater treatment. The hydrogen can be generates in two stages during the anaerobic processes. Firstly, hydrogen and organic acids can be produced by dark fermentation. The acids generated during the first stage of the fermentation process can be used by phototrophic bacteria in the second stage during the operation of anaerobic batch reactors on the light presence. The aim of this study was evaluate the hydrogen producing potential from organic wastes by phototrophic bacterial consortia. Assays (I - XII) were made separately in triplicates of anaerobic batch reactors, Rhodospirillaceae medium (Chi Mei Lee, 2005), headspace with N2 (100%), pH 7.0+1, at 37oC. Effects with two potencies of light intensity (8.8±1 and 18.5±1 W/m2 ) and different concentrations of butyric acid, acetic acid and dark fermentation effluents from crude glycerol and citrus wastewaters were optimized. The optimal conditions for hydrogen production from phototrophic consortia were 18.5±1 W/m2 of light intensity and 1.7 g/L for acetic acid (II), 1.0 g/L for butyric acid (V), 1.0 g COD/L for Glycerol effluent (IX), and 0.5 g COD/L for citrus wastewater effluent (XII). Under the optimum conditions... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T03:36:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fraga_FranciscoEdsonNogueira_M.pdf: 7668507 bytes, checksum: 806c3c771652dfe2aa90373e2fca42ba (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Trinca induzida por hidrogênio é um dos defeitos mais graves que ocorrem em juntas soldadas de diversos aços. Esta falha mecânica ocorre com bastante freqüência na zona afetada pelo calor (ZAC) destes materiais. Com o desenvolvimento de novos aços, o risco da ocorrência de trincamento na ZAC tem se reduzido cada vez mais e passado a ocorrer com mais freqüência no metal de solda (MS). O teste G-BOP (Gapped Bead-on-Plate) destaca-se dentre os vários testes autodestrutivos pela grande aplicação em avaliar susceptibilidade de ocorrência de trincas de hidrogênio somente no cordão de solda. As principais vantagens deste teste são: baixo custo quando comparado a outros testes, simplicidade na execução e facilidade em quantificar trincas a frio no MS. Apesar de todas as vantagens, este teste tem sérias limitações e uma delas é o fato de não ser normalizado. Visando contribuir com informações que possam agregar maior confiabilidade e contribuir para a normalização do teste G-BOP, este trabalho teve como objetivo principal estudar de maneira sistemática e científica a influência das principais variáveis do teste G-BOP (dimensão do rebaixo, energia nominal de soldagem e temperatura de preaquecimento) sobre a variável de resposta, que é o percentual de trinca induzida por hidrogênio na seção transversal do metal de solda, As três variáveis foram estudadas segundo uma análise estatística de variância, identificando a influência individual de cada uma e a interação entre elas sobre os resultados do teste. Para o desenvolvimento experimental foi utilizado como material de base um aço ASTM A-285 grau C, como metal de adição, um arame tubular de classificação AWS E71T-1 e o 'CO IND. 2¿ como gás de proteção auxiliar. Para os níveis de cada uma das variáveis analisadas aqui, identificou-se que a energia nominal de soldagem e a temperatura de preaquecimento são variáveis que tem influência significativa sobre os resultados do teste G-BOP e que a variável dimensão do rebaixo não tem influência significativa. Identificou-se ainda que a interação entre estas variáveis também não apresenta influência significativa sobre os resultados do teste / Abstract: Hydrogen induced cracking (HIC) is a serious defect that occurs in welded joints of several steel types. This mechanical failure occurs frequently on the heat affected zone (HAZ). With the development of new steels the probability of HIC occurring on the HAZ has reduced, however it has started to occur on the weld metal (WM). The Gapped bead-on-plate test (G-BOP) stands out from several other self-restraint tests for its great application to evaluate HIC only on the weld metal. The main advantages of this test are: low cost, simple execution and crack quantification on WM. Despite its advantages, this test has a serious limitation that it is not normalized. To contribute to getting information that can add greater trustworthiness to G-BOP test and help to normalize it, the objective of this study is to evaluate the influence of the main variable of the G-BOP test (gap, welding heat and preheat temperature) in the output variable (HIC %). A variance analysis was used to identify the influence of these variables in the test results. For the experimental development the ASTM A-285 grade C steel was used as base metal as well as AWS E71T-1 flux core and 'CO IND. 2¿ shielding. It was concluded that the heat input and the preheat temperature have significant influence in the test result. The gap and the interaction between these variables don't have any influence in the test result / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia de Fabricação

Orientadores: Munir Salomão Skaf, Vitor Rafael Coluci / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T20:42:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faro_TatianaMellodaCosta_D.pdf: 8054394 bytes, checksum: ce0d79df42ce453ffc39b51bf0ad1094 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Atualmente, a economia mundial depende do uso de combustíveis fósseis para a geração de energia. Esse modelo apresenta problemas ambientais graves, uma vez que o petróleo é um material não-renovável e muito poluente. O gás hidrogênio apresenta-se como uma alternativa promissora para substituir os combustíveis utilizados atualmente devido a um conjunto de características positivas: ele é atóxico, tem uma alta densidade energética gravimétrica e gera apenas água como produto de sua combustão. Apesar de tais vantagens, ele ainda não é utilizado comercialmente em larga escala. O maior empecilho tecnológico para que o hidrogênio possa substituir os combustíveis fósseis está no seu armazenamento. Existem diversas propostas para armazenar o hidrogênio, como tanques contendo o hidrogênio nas formas de gás pressurizado ou de líquido, além de sistemas sólidos que permitam a sua adsorção. Todavia, nenhum sistema construído até então foi capaz de armazenar o hidrogênio de forma tão barata, segura e eficaz quanto seria necessário. Nanoestruturas de carbono são vistas como uma boa alternativa para construir dispositivos de armazenamento de hidrogênio baseados na fisissorção. Os nanopapiros de carbono, formados por folhas de grafeno enroladas no formato de um papiro, são considerados particularmente promissores para armazenar o hidrogênio, uma vez que possuem uma alta área superficial, extremidades abertas e distâncias intercamadas facilmente controláveis. Na primeira etapa deste trabalho, realizamos simulações de Dinâmica Molecular (MD) para estudar a dinâmica e a estabilidade de diversos nanopapiros em função de alguns dos seus parâmetros estruturais. Posteriormente, aplicamos o método de Monte Carlo Grand-Canônico (GCMC) para estudar o processo de adsorção de hidrogênio em nanopapiros selecionados, de forma a caracterizar quantitativamente e qualitativamente as fases adsorvidas / Abstract: Presently, the world economy depends on the use of fossil fuels to generate energy. This model presents serious environmental problems, since petroleum is a non-renewable and very pollutant material. Hydrogen gas presents itself as a promising alternative to substitute the fuels currently used due to a few positive characteristics: it is non-toxic, possesses a high gravimetric energetic density and only generates water as a combustion byproduct. In spite of all these advantages, hydrogen still isn't used commercially in a large scale. The biggest technological drawback for hydrogen to substitute fossil fuels is in its storage. There are many proposed ways to store hydrogen, such as tanks containing highly pressurized or liquid hydrogen, or solid systems that allow its adsorption. However, no system built up to the date had been able to store hydrogen as cheap, safe and efficiently as necessary. Carbon nanostructures are seen as a good alternative to build hydrogen storage devices based on physisorption. Carbon nanoscrolls, formed by graphene sheets scrolled in a papirus-like shape, are considered as particularly promising adsorption materials, since they possess a high surface area, open edges and easily controllable interlayer distances. In the first step of this work, we made Molecular Dynamics (MD) simulations to study the dynamics and the stability of several nanoscrolls as a function of their structural parameters. Subsequently, we used the Grand-Canonical Monte Carlo (GCMC) method to study the hydrogen adsorption process in selected nanoscrolls, as to characterize the adsorbed phases quantitatively and qualitatively / Doutorado / Físico-Química / Doutora em Ciências