Aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) são largamente utilizados na indústria de óleo e gás. As principais vantagens são suas propriedades relacionadas à soldabilidade, tenacidade e resistência mecânica. Tubos produzidos com esses aços são utilizados na fabricação de dutos através do emprego de soldas circunferenciais. Os dutos então são usados para transporte de grandes volumes de produtos sob altas pressões. As tubulações inevitavelmente serão expostas a carregamentos dinâmicos, principalmente em aplicações de dutos em alto mar (offshore). Dentro desse contexto, o tubo estará exposto à água do mar em sua superfície externa e fluido de produção na parte interna. De fato, esse último é a maior preocupação, visto que pode ser composto de soluções aquosas com alta concentração de cloretos, contaminadas pelos gases H2S e CO2. Desse modo, a determinação da vida remanescente em corrosão fadiga das soldas fabricadas com essa classe de aços é de suma importância, principalmente na região da raiz das soldas circunferenciais, expostas ao meio agressivo interno. Esse trabalho tem por objetivo determinar a vida em corrosão fadiga de juntas soldadas do aço ARBL API 5L X65 em soluções contendo cloretos, e saturadas com diferentes pressões parciais de CO2. Foram ensaiados corpos de prova de juntas soldadas desse aço em solução contendo 115.000 ppm de cloretos e saturada com pressões de 3, 8 e 15 psia de CO2 a 35ºC. Os ensaios de fadiga foram realizados em um dispositivo de flexão a quatro pontos, com frequência de 0,2 Hz e razão de carregamento alternado de 0,1. Os resultados encontrados indicaram que o aumento da pressão parcial de CO2 tende a aumentar a taxa de corrosão e diminuir a vida remanescente em corrosão fadiga. Isso foi verificado principalmente para altos níveis de carregamento. Entretanto, quando os corpos de prova foram submetidos a carregamentos dinâmicos de menor magnitude, a curva de fadiga da maior pressão parcial de CO2 estudada apresenta uma tendência de “recuperação” (devido à inclinação mais positiva da curva S-N), permanecendo assim mais próxima às curvas encontradas para as outras condições estudadas de menor pressão parcial do gás. Com base na literatura consultada, foram criadas algumas justificativas para tal comportamento. Tudo indica que o fenômeno de “recuperação” da vida em corrosão fadiga foi atribuído à formação de camadas de carbonato não fraturadas e à dissolução anódica de microdeformações típicas da nucleação de trincas de fadiga (microintrusões e microextrusões). / High strength low alloy steels (HSLA) are widely applied in the oil and gas industry. The main advantages from this steel class are good weldability, toughness and mechanical strength. Pipelines are manufactured using girth welding process of tubes sections fabricated with this material. These pipelines are particularly useful for high pressure high volume products transportation. Regarding offshore application, pipelines are inevitably submitted to dynamic loading. The steel is externally exposed to sea water, and internally, to production fluids. In fact, the later is a big concern, since it may contain high chloride content aqueous solution saturated with the H2S and CO2 gases. In this way the corrosion fatigue life determination of HSLA girth welding root are important. These weld joint regions are exposed to environments such as found in the internal side of pipelines. So in order to evaluate CO2 influence on design life of such pipelines, this work aims to determine corrosion fatigue life of API 5L X65 girth welds exposed to high chloride content solution saturated with different partial pressures of CO2. The steel’s girth weld specimens were tested in aqueous solution with chloride content of 115.000 ppm saturated with different partial pressures of 3, 8 and 15psia of CO2 at 35ºC. Four point bend test device were applied for dynamic loading at 0,2 Hz frequency and 0,1 loading ratio. Results found shown that the increase of CO2 partial pressure increases corrosion rate and so decreases the corrosion fatigue life. This was clearly verified for high levels of applied loading. On the other hand, corrosion fatigue life at conditions of elevated partial pressure of CO2 seems to produce some “recovery” when submitted to low stress range levels (due to higher slope of S-N curve), thus recovering fatigue life until it matches with the other two corrosive conditions with lower gas partial pressure. Such behavior of S-N curves was explained based on literature. The “recovery” phenomenon for corrosion fatigue life was attributed to non fractured carbonate scale layers formation and also due to anodic dissolution of microstrain deformations formed during initial corrosion fatigue process (intrusions and extrusions).

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2005 / Inclui bibliografia / Os processos de soldagem MIG/MAG e Arame Tubular são amplamente aplicados na indústria de petróleo. Ambos os processos podem ser aplicados em uma variedade de aços, tais como baixo carbono, inoxidável rntre outras ligas ferrosas. Outra característica impo / The GMAW and FCAW welding processes are been applied mostly in the oil industry. Both processes can be applied in a variety of steels, such as low carbon, stainless among other ferrous alloys. Another important feature of these two processes is the high p

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-06T10:57:50Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 11113766 bytes, checksum: 6122a41776c22f3f71a75cb7957abe53 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T10:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 11113766 bytes, checksum: 6122a41776c22f3f71a75cb7957abe53 (MD5) Previous issue date: 2016-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O sistema de vedação vertical em edifícios de múltiplos andares em estrutura de aço exerce uma grande influência sobre o desempenho da edificação, sobretudo quanto à estanqueidade e durabilidade. Em grande parte dos casos observados, as manifestações patológicas como fissuras na alvenaria, presença de manchas, degradação de juntas e interfaces e corrosão de elementos de aço estão relacionadas à entrada de água na edificação através do sistema de vedação, sobretudo nas juntas e interfaces. O objetivo geral deste trabalho é estabelecer recomendações para projeto e detalhamento de juntas e interfaces utilizadas em sistemas de vedação vertical externa em alvenaria para estrutura de aço, baseadas na análise dos detalhamentos apresentados pela literatura e na realização de estudos de caso. Para efeitos de sistematização, apresenta-se uma classificação das alvenarias quanto à continuidade, posicionamento e rigidez das ligações. Com base nesta classificação são apresentadas recomendações para projeto de juntas e interfaces entre alvenaria e estrutura de aço e detalhes típicos. Em seguida apresentam-se alguns estudos de caso sobre sistemas de vedação vertical em alvenaria para edifícios de múltiplos andares, nos quais foram utilizadas as recomendações e detalhes propostos anteriormente. Os estudos de caso apresentados relativos a edifícios novos permitiram fazer uma avaliação crítica das soluções de projeto de juntas e interfaces e dos aspectos da execução dos sistemas de vedação. O projeto de recuperação desenvolvido mostrou que a utilização de manta EPDM e tela de poliéster nas interfaces entre alvenaria e estrutura de aço é uma solução adequada para garantir a estanqueidade nesses locais. Em função do trabalho realizado, pode-se afirmar que um projeto consistente de juntas e interfaces é indispensável para que um sistema de vedação vertical para estruturas de aço apresente um desempenho satisfatório. / The vertical sealing system in steel structure buildings has a great influence on his performance, especially for leaks and durability. In most cases observed pathological manifestations such as cracks in masonry, presence of stains, deterioration of joints and interfaces and corrosion of steel elements are caused by water inlet through the sealing system, particularly on joints and interfaces. The aim of this study is to establish recommendations for the design and detailing of joints and interfaces for use with external masonry sealing systems for steel structure. For systematic effects, are presented a classification of the masonry for continuity, positioning and rigidity of links. Based on this classification are propose recommendations for the design of joints and interfaces between masonry and steel structure and typical details. Then are present some case studies of buildings with vertical sealing systems in masonry, in which are used the previously proposed recommendations and details. The case studies presented for new buildings allowed to make a critical evaluation of design solutions joints and interfaces and aspects of the implementation of sealing systems. The recovery project developed showed that the use of EPDM and polyester blanket at the interfaces between masonry and steel structure is an appropriate solution to ensure the tightness in these locations. As a result of this work, it can be said that a good design and detailing of joints and interfaces are indispensable to a sealing system for vertical steel structures present a satisfactory performance. / Não encontrei lattes.

O processo de união entre ligas de alumínio e aços é complexo, devido às suas diferentes propriedades físicas e mecânicas, bem como pela formação de grande quantidade de compostos intermetálicos frágeis, o que dificulta a realização deste tipo de união pelos métodos convencionais de fusão. O processo de Soldagem a Ponto por Fricção (Friction Spot Welding - FSpW) é destinado à soldagem de juntas sobrepostas, adequado para união de materiais leves, e.g. ligas de alumínio e de magnésio para aplicações estruturais. A gama de componentes e materiais para os quais o FSpW pode ser aplicado está em contínua expansão, garantindo ao processo potencial para se tornar uma tecnologia industrial significativa. Por ser um processo que ocorre em estado sólido, apresenta algumas vantagens em relação aos métodos convencionais de fusão. O baixo aporte térmico associado a essas técnicas de soldagem exibe grande potencial para reduzir ou até mesmo inibir a formação da camada de compostos intermetálicos, sendo, portanto potencialmente indicado para união de materiais dissimilares. Neste trabalho foi feito um estudo da viabilidade da soldagem dissimilar entre as ligas de Alumínio AA5454-H22 e aço automotivo HX340-LAD-Z através do processo FSpW. As juntas soldadas foram analisadas mecânica e metalurgicamente, tendo como objetivo avaliar os efeitos dos parâmetros de processo na microestrutura, na geometria e no desempenho mecânico da junta, além de buscar a otimização do processo para os materiais em estudo. A relação entre a qualidade da junta e os parâmetros do FSpW foi estudada utilizando o Método Taguchi, por meio do estudo do comportamento das soldas sob solicitação monotônica de cisalhamento. Os resultados obtidos demonstram que soldas de boa qualidade e reprodutibilidade podem ser produzidas com este processo. Contudo, a presença de um filme intermetálico composto por fases ricas em Al, tais como Fe2Al5 e FeAl3, na interfaces das soldas, afeta significativamente o comportamento em fratura das juntas e, consequentemente, seu desempenho mecânico. / The joining process of aluminium and steel is very complex in view of the differences between their physical and mechanical properties, as well as the formation of great amounts of brittle intermetallic compounds at the joint interface, which make it difficult to join those materials using conventional fusion welding techniques. Friction Spot Welding (FSpW) is a suitable joining process, which produces high quality overlap joints of lightweight materials, e.g., aluminium and magnesium alloys for structural applications. The range of components and materials for which FSpW can be used is continuously expanding, ensuring great potential to the process, which became nowadays a significant industrial technology. As a solid state joining process FSpW offers some advantages relative to conventional fusion welding techniques. The low heat input involved in this process has great potential to reduce, or even to inhibit, the formation of the intermetallic layer, making it, therefore, suitable to join dissimilar materials. In this work a study of feasibility of dissimilar FSpW between the aluminium alloy 5454-H22 and the automotive steel HX340LAD-Z was performed. The welded joints were assessed mechanically and metallurgically aiming evaluate the process parameter effects on the microstructure, geometry and mechanical performance of the joint, besides searching the process optimization for the materials in question. The relationship between the joint quality and the FSpW process parameters was analysed using Taguchi’s Method, studying the behaviour of the joint under shear load. The results revealed that sound welds between AA5454-H22 and HX340LAD-Z with high strength and reproducibility can be produced with using this process. It was found that the presence of an intermetallic film compounded by Al-rich phases, such as Fe2Al5 and FeAl3, at the joint interface, plays a fundamental role on the fracture behaviour of the joints and thus, and on its mechanical behaviour.

Os aços inoxidáveis super duplex combinam excelentes propriedades de resistência à corrosão com ótimas propriedades mecânicas. Porém, a aplicação destes materiais em regime permanente se restringe a temperaturas abaixo de 280 °C, de modo a evitar fragilização. O material estudado foi o aço inoxidável super duplex de denominação UNS S32760 soldado de acordo com os procedimentos recomendados para estes materiais. Foi avaliado o comportamento em tenacidade à fratura em diferentes regiões da junta soldada. Também se estudou dois tratamentos térmicos de envelhecimento diferentes, a 550 °C por 2 h e 850 °C por 35 min, no material base, avaliando, posteriormente, o comportamento de tenacidade à fratura e a tenacidade ao entalhe Charpy. As microestruturas foram analisadas utilizando-se microscopia ótica e para a análise das fraturas dos corpos de prova ensaiados em tenacidade à fratura utilizou-se o microscópio eletrônico de varredura. Foram também analisadas as fases precipitadas nos materiais tratados termicamente por difratometria de raios–x. Todas as regiões da junta soldada e os materiais de base tratados termicamente foram posteriormente avaliados quanto a tenacidade à fratura utilizando passos de carregamento por carga prescrita em água do mar sintética sob proteção catódica de - 1100mVECS. Os resultados mostraram que o comportamento da junta soldada, metal de solda e zona afetada pelo calor, foi bastante afetado pelo meio com utilização de proteção catódica, assim como o material de base tratado termicamente na temperatura de 850 °C, quando comparados à tenacidade à fratura destes materiais ao ar. / Duplex stainless steels combine excellent corrosion resistance properties with great mechanical properties. However the temperature range for permanent application of these alloys is limited to 280ºC because they can experience embrittlement as a consequence of thermal cycles. The studied material was the UNS S32760 superduplex stainless steel welded as the recommended practice. Evaluations of fracture toughness were made on different regions of the welded joint. The present work also study the influence of two different ageing heat treatments – at 550 °C for 2 h and at 850 °C for 35 min – on base material in order to evaluate its resulting fracture toughness and notch toughness utilizing charpy test. Microstructure was analyzed by optical microscopy for the heat treat base material and to the weld joint. The fractures of specimens in fracture toughness tests were analyzed by scanning electronic microscopy. X ray diffraction analyses of extracted residues of heat treated base material were studied. All the regions of weld joint and the heat treated base materials were also evaluated under possible aggressive conditions (cathodic polarization in synthetic sea water). The realized tests were the fracture toughness utilizing the step loading technique with prescribed load sequence in synthetic sea water under -1100mV SCE cathodic protection. The results shown that the welded joints fracture toughness behavior were very affected when associated with corrosion environment under cathodic protection and when heat treated at 850 ºC in comparison with in air data.

As condições para a exploração do petróleo em campos do pré-sal são mais severas que as convencionais no que se refere à pressão, temperatura, concentração de CO2 e H2S. Nesse contexto, os dutos responsáveis pela transferência do petróleo do fundo do mar até os tanques de armazenamento na superfície representam uma importância fundamental no processo de produção do petróleo. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento em corrosão-fadiga de juntas soldadas do aço API 5L X60 em solução aquosa salina contendo 115.000 ppm de cloretos e CO2 e avaliar a influência do H2S e do inibidor de corrosão. A ênfase na avaliação da região da solda se dá por ela ser um dos pontos mais suscetíveis a sofrer o processo de degradação por corrosão-fadiga. Nessa região, além do concentrador de tensões, são geradas tensões residuais trativas e mudanças microestruturais devido ao processo de soldagem que acarretam em queda no desempenho em fadiga na presença de meios agressivos. Neste estudo utilizou-se controle de carga sob flexão a quatro pontos, razão de carregamento de 0,1, frequência de carregamento de 0,5 Hz e run out de 1 milhão de ciclos. Com as curvas de Wöhler geradas, os resultados foram comparados e foi possível verificar o efeito benéfico causado pela utilização do inibidor de corrosão e o efeito deletério associado à presença de H2S. / The conditions for the oil fields exploitation in the pre-salt are more severe than those present in usual conditions, regarding to pressure, temperature, CO2 and H2S concentration. In this case, the pipelines responsible for the oil transfer from the seabed to the surface storage tanks represent a fundamental importance in the production of oil. Thus, the aim of this work is to study the corrosion-fatigue behavior of welded steel API 5L X60 in aqueous salt solution containing 115.000 ppm of chlorides and CO2, also, evaluate the influence of H2S and corrosion inhibitor. Bearing in mind that the weld region is one of the most likely to suffer degradation process of corrosion-fatigue, due to the tensile residual stresses generated by the welding process, which are aggravated in the presence of aggressive environment. The experiments were conducted using force control in a four point bending configuration, load ratio of 0.1, loading frequency of 0.5 Hz and run out of one million cycles. With the Wöhler curves plotted, the results were compared and it was possible to verify the beneficial effect caused by the use of corrosion inhibitor and the harmful effect caused by the presence of H2S.

Os aços inoxidáveis dúplex (AIDs) exibem uma combinação de propriedades mecânicas e de resistência à corrosão atraente que os destaca entre os demais aços inoxidáveis. Isso ocorre devido a sua microestrutura balanceada, consistindo de ferrita e austenita, e também pela sua composição química específica contendo elementos de liga como cromo e molibdênio. Considerando-se estes fatores positivos, os AIDs são amplamente utilizados nas indústrias de óleo e gás, petroquímica, papel e celulose, e de controle de poluição. A aplicação destas ligas usualmente depende de processos de soldagem, e os ciclos térmicos merecem atenção especial para se evitar alterações microestruturais que comprometam o desempenho mecânico e/ou eletroquímico (fundamentalmente a resistência à corrosão). A soldagem por fricção e mistura mecânica ou Friction Stir Welding é uma técnica de união no estado sólido que pode reduzir defeitos, como trincas, porosidades entre outros, frequentemente encontrados em processos de soldagem que envolvem fusão. Além disso, devido ao menor aporte térmico, os processos de união no estado sólido têm o potencial de minimizar alterações microestruturais, mantendo assim, no caso dos aços AIDs, a morfologia, a distribuição e a proporção das fases ferrita e austenita mais próximas do ideal. O presente estudo empregou o processo de FSW para produzir juntas de topo em chapas com 4 mm de espessura do aço inoxidável dúplex UNS S31803, com ferramenta de PCBN inclinada em 1,5º a uma velocidade rotacional de 500 rpm, força axial de 45 kN, e diferentes velocidades de soldagem. Soldas com penetração completa e livres de defeitos foram consolidadas aplicando velocidades de soldagem de 1, 2 e 3 mm/s, enquanto a velocidade de 4 mm/s resultou em defeitos do tipo vazios na zona de mistura (ZM) no lado de avanço. A caracterização através de microscopia óptica na secção transversal das soldas revelou um refino microestrutural que aumentou os valores de dureza na ZM. A técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) mostrou um conteúdo apropriado de ferrita, entre 40 e 60%, para todas as condições de soldagem testadas. Ensaios de tração de amostras transversais das juntas soldadas romperam no material de base (MB) para velocidades de soldagem entre 1 e 3 mm/s, e falharam no local onde existiam vazios para a velocidade de soldagem de 4 mm/s. Além disso, as juntas soldadas apresentaram limite de escoamento e limite de resistência à tração similares ao MB, mas com menor alongamento. As soldas produzidas com velocidade de soldagem de 1 mm/s mostraram indícios de fases intermetálicas, que não comprometeram a resistência mecânica das juntas. Uma correlação entre a história térmica associada ao processo de FSW, a microestrutura produzida e o desempenho mecânico das juntas soldas foi estabelecida. / Duplex stainless steels (DSS) exhibit an attractive combination of mechanical properties and corrosion resistance due to their balanced microstructure consisting of ferrite and austenite, and also their chemical composition containing alloy elements like chromium and molybdenum. Considering these positive factors, DSS are widely used in the oil and gas, petrochemical, pulp and paper, and pollution control industries. The application of these alloys usually depends on welding processes, and the thermal cycles deserve special attention in order to avoid microstructural changes that compromise the mechanical and/or electrochemical performance (fundamentally corrosion resistance). Friction Stir Welding is a solid-state joining technique which can reduce flaws, such as cracks and porosities often found on fusion welding processes. Furthermore, due to the lower heat input, solid-state joining techniques have the potential of minimizing microstructural alterations and maintain, in the case of DSS, morphology, distribution and proportion of the phases ferrite and austenite. The present study used FSW to produce butt joints on 4 mm thick sheets of UNS S31803 DSS, with a PCBN tool tilted 1,5º in a rotational speed of 500 rpm, axial force of 45 kN, and different welding speeds. Full penetration and defect free welds were consolidated applying welding speeds of 1, 2 and 3 mm/s, whereas 4 mm/s resulted in voids inside the stir zone (SZ) in the advancing side. Characterization through optical microscopy on transverse section of the welds revealed a microstructural refinement, which increased the microhardness values on the SZ. Electron backscatter diffraction (EBSD) technique showed a proper ferrite content between 40 and 60% for all the tested welding conditions. Transverse tensile tests of the welded joints failed at the base metal for welding speeds between 1 and 3 mm/s, and failed on the location of the voids defects for welding speed of 4 mm/s. Moreover, the welded joints presented similar yield and tensile strength to the base material and reduced elongation. The welds produced with welding speed of 1 mm/s showed evidences of intermetallic phases, which didn’t compromise the strength of the joints. A correlation between the thermal history associated to the FSW process, the produced microstructure, and the mechanical performance of the welded joints has been established.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:07:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013Bitstream added on 2014-09-24T20:21:24Z : No. of bitstreams: 1 318123.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Este trabalho consiste na continuação das pesquisas elaboradas pelo Grupo de Desenvolvimento de Sistemas em Alvenaria (GDA-UFSC) sobre painéis cerâmicos e visa através da análise experimental e numérica compreender o comportamento de um modelo de ligação vertical (painel-painel) submetido a tensões de cisalhamento verticais. O modelo avaliado de ligação se assemelha à amarração indireta da alvenaria, mediante a utilização de graute, armaduras metálicas e recortes específicos nas unidades situadas nas extremidades dos painéis e foi concebido para atuar em conjunto com painéis estruturais cerâmicos pré-moldados. O estudo desse tipo de ligação mostra-se relevante devido à dificuldade de obtenção de dados suficientes para o estabelecimento de parâmetros que sirvam para nortear a sua utilização. Para a investigação experimental foram adotados os procedimentos utilizados na avaliação do comportamento das interfaces de painéis de alvenaria e para a análise numérica não linear a micromodelagem simplificada sem a consideração do comportamento das interfaces argamassa-unidade cerâmica e argamassa-aço estrutural. O corpo de prova empregado em ambos os casos foi com seção transversal em "H", pois se buscou minimizar as possíveis excentricidades relativas à aplicação da força. Os resultados obtidos, mostram que o desempenho do modelo avaliado de ligação encontra-se diretamente relacionado com o comportamento da argamassa utilizada na sua confecção e que a alteração do tipo de aço empregado na composição da armadura metálica não resulta em influência significativa. Estes também indicam que o uso de uma argamassa com 49,07 MPa de resistência à compressão em conjunto com a configuração do modelo avaliado, proporciona rigidez suficiente para promover a distribuição das tensões do prisma central para os prismas da extremidade, ou seja, para propiciar a existência de interação entre eles.<br> / Abstract : This research work part of a project being developed by the Group for Systems Development in Masonry (GDA-UFSC), concerning prefabricated structural ceramic panels, and it intends to analyze the behavior of a vertical connection model (panel-panel) in the presence of vertical compression/shear. This model consists of an indirect connection of masonry panels using grout, reinforcement steel, with special cuttings in the masonry units located at the edge of the panels. It was created in order to work together with the unreinforced prefabricated masonry structured panels, that is, without the presence of edges or reinforcing structures. The study of this type of connection appears to be relevant, as it is difficult to obtain sufficient data in order to set parameters, which can guide its application. The results in both the experimental programme and in the numerical simulation show that the connection model evaluated presents mechanical resistance sufficient for accomplishing its function in an adequate manner, and its performance is directly influenced by the behavior of the mortar used in the grout, as well as by the embodiment of the connection evaluated in the study. These results also prove that the combination of these two factors was capable of inducing rigidity to the joint between the panels in order to allow distribution and homogenization of both the vertical displacements and the vertical normal tension; in other words, it enabled the interaction between the panels.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:57:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339933.pdf: 3854618 bytes, checksum: 5177cc8f9b92de23f00e866b636562ff (MD5) Previous issue date: 2016 / O avanço tecnológico das aeronaves resultou na necessidade de controle térmico de componentes eletroeletrônicos. Trocadores de calor passivos são uma excelente alternativa de refrigeração dos equipamentos, pois oferecem elevada eficiência e confiabilidade. Uma solução em desenvolvimento é o uso de trocadores de calor passivos que podem ser conectados em série por um acoplamento cônico. Nesse contexto, é necessária uma interface com elevada condutância térmica e a geometria cônica, a qual favorece o contato, é o objetivo do estudo. Um aparato experimental foi usado para testar juntas cônicas de cobre a pressão atmosférica e em ambiente de vácuo, reproduzindo o contato entre condensador de termossifão (macho) e o evaporador de termossifão em circuito (fêmea). Desse modo, foram avaliadas tanto a transferência de calor apenas pelo contato metal-metal, como também a influência do fluido intersticial na folga da interface. Os resultados mostram que as juntas cônicas são muito afetadas pelas irregularidades do processo de fabricação e que os desvios da forma ideal provocados por discrepâncias do ângulo cônico são determinantes para a transferência de calor através delas. Além disso, foi observado o efeito de histerese da condutância térmica em consequência do alívio da pressão axial aplicada nas juntas, o que agrega em segurança em aplicações aeronáuticas. Também foi constatado que o fluido intersticial de alta condutividade térmica (pasta térmica) é uma alternativa viável para se conseguir maiores taxas de transferência de calor, com ganhos superiores a 290% quando comparadas as juntas sem fluido intersticial.<br> / Abstract: Technological advances in aeronautics resulted in the need for thermal control of several electronic components. Passive heat exchangers are an excellent solution for electronics cooling because they have high efficiency and reliability. One solution being developed consists of passive heat exchangers connected in series by a conical joint. Therefore, a high thermal conductance interface is necessary and the conical geometry, which improves the contact, is the objective of this research. An experimental set-up was employed to test copper prototypes of conical joints under ambient pressure and under vacuum conditions, simulating the contact between thermosyphon condenser (male) and a loop thermosyphon evaporator (female). Thus, metal to metal contact heat conduction and the influence of interstitial fluid in the gap were evaluated. The results showed that conical joints have irregularities due to manufacturing process, including waviness and form deviation caused by conical angle discrepancy, which are determinant to heat transfer. The thermal conductance hysteresis effect, as a result of axial pressure release, was also observed. This effect shown to be beneficial for safety in aeronautical purposes. It was also observed that an interstitial fluid with high thermal conductivity, such as a thermal paste, is a good option in order to obtain higher heat transfer rates, surpassing 290% comparing to no interstitial fluid.

Resumo: As florestas tropicais da região amazônica, constituem um sistema de estrutura complexa que possui uma composição altamente diversificada de espécies com um grande potencial madeireiro. Este trabalho teve como objetivo avaliar a massa específica aparente, propriedades químicas e a qualidade de juntas coladas de seis espécies de madeiras tropicais da Amazônia pouco conhecidas e utilizadas comercialmente por meio de ensaios de cisalhamento da linha de cola, para avaliar a sua interação com adesivo e inferir sobre a viabilidade de utilização dessas espécies na fabricação de produtos de maior valor agregado (PMVA), especificamente, o Edge glued panel - EGP. As espécies utilizadas foram Protium puncticulatum J.F. Macbr (Breu vermelho); Eschweilera coriácea (DC.) S.A. Mori (Piaozinho); Manilkara amazônica (Huber.) Standley. (Abiurana); Inga paraensis Ducke (Inga vermelho); Eschweilera odora (poepp.) Miers (Mata-Matá); e Byrsonima crispa Juss (Murici). A colagem foi realizada com os adesivos acetato de polivinila (PVAc) e Emulsão polimérica de isocianato (EPI) em duas gramaturas (120 e 200 g/m2). Os ensaios de cisalhamento da linha de cola e percentual de falhas na madeira foram realizados conforme os procedimentos descritos nas normas CEN/TS 13354:2003 E, e ABNT NBR ISO 12466-1:2006, respectivamente. Os resultados, demostraram que todas as espécies estudadas apresentam alta massa específica aparente. Os valores de pH e teor de extrativos estão dentro da faixa apresentada na literatura. Nos ensaios de cisalhamento verificou-se que para o adesivo PVAc as espécies com melhor qualidade de colagem foram Eschweilera coriácea e Manilkara amazonica, enquanto que, para o adesivo EPI a melhor qualidade de colagem verificou-se nas espécies Protium puncticulatum, Eschweilera coriácea, Inga paraensis e Eschweilera odora. Não houve diferença estatisticamente significativa entre os valores de resistência das juntas coladas das espécies nas duas gramaturas utilizadas. Baseado nos requisítos mínimos requeridos pela norma CEN/TS 13354:2003 E, todas espécies apresentaram potencial para produção do EGP.