Incertezas de modelo invadem todos os estágios de uma análise de confiabilidade estrutural, desde a determinação das ações e do próprio sistema estrutural, até o processo pelo qual o efeito destas ações é avaliado. Neste trabalho, o enfoque é dado nesse último tópico, mais especificamente na avaliação das incertezas de modelo mecânico em torres metálicas treliçadas de linhas de transmissão (LT), o qual tem permanecido ignorado nas estimativas de confiabilidade até então, em parte devido a sua natureza elusiva. Logo, o problema consiste em avaliar as incertezas na predição da resposta estrutural, uma vez que todos os parâmetros que definem as ações externas e o próprio sistema são claramente definidos. A principal motivação deste trabalho partiu de um estudo conduzido pela CIGRÉ sobre torres metálicas treliçadas de LT submetidas a cargas estáticas, o qual sugere que as incertezas de modelo neste tipo de estrutura são relevantes e não podem ser desprezadas, podendo influenciar significativamente na estimativa da confiabilidade. Neste trabalho, são avaliados diferentes modelos mecânicos de torres de LT sujeitos a ações estáticas, além de modelos de torres e trechos de LT submetidos à ação dinâmica de ruptura de cabo, adotada por ser um carregamento dinâmico “bem definido”. Na análise estática, são estudados desde modelos simplificados de torres autoportantes, adotados na prática usual de projeto, até modelos mais aprimorados. A dispersão nos resultados numéricos entre os modelos é usada para quantificar as incertezas relacionadas ao modelo mecânico, e os resultados disponíveis de ensaios estáticos em protótipos são utilizados para encontrar os modelos cuja resposta mais se aproxima dos valores experimentais. A resposta dinâmica de torres metálicas treliçadas de LT submetidas à ruptura de cabo, é comparada entre vários modelos, com diferentes graus de sofisticação e detalhe. São estudados desde o modelo usual de análise e projeto de torres para este tipo de carregamento, passando por modelos relativamente simples, com uma única torre sujeita a uma carga variável no tempo, simulando o efeito da ruptura de um cabo, até modelos mais complexos de trechos de LT, os quais incluem várias torres, cabos e cadeias de isoladores. Diversas fontes de incerteza são avaliadas, considerando a influência de fatores relevantes tais como: a discretização dos elementos de cabo, as condições de contorno dos elementos de cabo das extremidades, as leis constitutivas dos elementos de barra e de cabo e o amortecimento estrutural. Por fim, são discutidas e apresentadas possíveis maneiras de considerar explicitamente a incerteza de modelo na estimativa da confiabilidade e em códigos de projeto de estruturas de linhas de transmissão. / Model uncertainties pervade all stages of a structural reliability analysis, from the description of loads and the system itself, to the process by which the effect of loads on the system is evaluated. In this study, attention is focused on the last issue, specifically in the evaluation of model uncertainties on transmission lines (TL) latticed steel towers, which has remained largely ignored in previous developments of structural reliability, in part due to its elusive nature. In essence, the problem consists of evaluating the uncertainty in response predictions, once all parameters that define the external actions and the system itself have been unequivocally prescribed. The main motivation of this thesis was a study conducted by CIGRÉ on TL latticed steel towers subjected to static loads, among other exploratory assessments, which suggests that model uncertainty is a relevant factor and cannot be disregarded, could significantly influence the outcome of reliability assessments. Herein, different mechanical models of TL self-supporting towers subjected to static loads are evaluated, besides the models of towers and TL segments submitted to dynamic load due to cable rupture, adopted by being a “well defined” loading. In the static analysis, from simplified models of self-supporting towers, like adopted in usual practice of project, to more refined models are studied. The dispersion in the numeric results among the models, together with the data of static prototype tests, are used to quantify model uncertainties. The dynamic response of latticed TL steel towers subjected to cable rupture is predicted by use of various models with different degrees of sophistication or detailing. The predictions of the various models are compared with the aim of quantifying model uncertainty. Several uncertainty sources are evaluated, considering the influence of relevant factors such as: the discretization of the cable elements, the boundary conditions of the end cable elements, the constitutive laws of cables and tower members and the structural damping. Finally, possible ways to explicitly consider model uncertainty in reliability assessments and in code formulations are discussed.

Orientador: João Alberto Venegas Requena / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-25T11:48:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_RodrigoCuberos_D.pdf: 6229131 bytes, checksum: 7e5242e6a56caebc45c513aca2e6323e (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo de um modelo de ligação inovador para emendas de perfis tubulares circulares, visando facilitar e baratear a montagem e fabricação das estruturas metálicas tubulares, além de proporcionar economia de tempo. A ligação estudada é composta por dois tubos externos submetidos à tração, conectados à um tubo interno, de diâmetro inferior aos tubos externos, por meio de parafusos alinhados que atravessam ambos os tubos externo e interno. Esta ligação pode ser utilizada como alternativa às ligações em flange, por ser mais simples e discreta. Foi realizada uma pesquisa bibliográfica sobre as prescrições de cálculo e publicações nacionais e internacionais referentes às ligações de perfis tubulares, não sendo encontrado nenhum processo de cálculo para as ligações tubulares em luva parafusada. Um modelo numérico da ligação foi desenvolvido com o programa de elementos finitos ANSYS v13.0, levando-se em consideração o contato entre os parafusos e os tubos. Esse modelo foi validado através da análise de resultados experimentais em escala real da ligação estudada. Os resultados numéricos e experimentais possibilitaram analisar o comportamento da ligação e seus modos de falha com as respectivas resistências. Com o modelo numérico validado, foi realizado um estudo paramétrico, permitindo compreender em detalhes quais os principais modos de falha da ligação, e quais os fatores que mais influenciam na sua resistência. Através desse estudo foi possível observar a necessidade de se levar em consideração no cálculo da resistência à ruptura da seção líquida, o coeficiente de redução da área líquida, Ct, para essa ligação, sendo proposto um processo para obtenção do mesmo, assim como da resistência da ligação à tração. Os resultados obtidos demonstraram o bom comportamento da ligação tubular em luva parafusada e a viabilidade de sua utilização submetida à tração, com parafusos alinhados / Abstract: This paper presents a study of an innovative connection model to splice circular hollow sections, which can be used for an easier and cheaper assembly and manufacture of tubular steel structures, besides providing time-saving. The proposed connection consists of two external tubes under tension, connected to an internal tube with smaller diameter than the external ones, and bolts passing by both tubes. This connection can be used as an alternative to flange connections, because it is simple and discreet. A bibliographic research on national and international codes and papers of tubular connections was carried out, and no design process for tubular bolted sleeve connections was found. A numerical model of the connection was developed with the finite element program ANSYS v13.0, considering the tubes and bolts contact. The numerical model was evaluated against experimental analyses results of the connection. The numerical and experimental results allowed the behavior analysis of this connection and its possible failure modes with their respective resistances. With the evaluated numerical model, a parametric study was carried out, allowing to understand the connection main failure modes, and what factors most influence their strength. With this study it was clear the need of the reduction coefficient, Ct, calculation for this connection, being proposed a process to determine the reduction coefficient and the tension strength for this connection. The results demonstrated the good behavior and feasibility of the tubular sleeve connection under tension, with bolts in line / Doutorado / Estruturas / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: João Alberto Venegas Requena / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-23T22:44:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sepulveda_BarbaraDanielaGiorgini_M.pdf: 5435418 bytes, checksum: 5d55af89b27e919b7c819e297b4cf056 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este artigo apresenta o estudo da influência das ligações no comportamento das estruturas treliçadas compostas por perfis tubulares de aço. As ligações em treliças de aço são normalmente projetadas para união de barras por meio de chapas que garantam a transmissão e equilíbrio das forças. No caso em particular de treliças que utilizam perfis tubulares de aço as ligações são projetadas sem chapas. As barras são unidas diretamente por meio de soldas nos contatos dos perfis que são cortados geometricamente exatos para o ajuste da ligação. Este procedimento aumenta a produtividade de fabricação além de dar um aspecto visual melhor para a estrutura. Dependendo da geometria da ligação podem ocorrer excentricidades dos eixos provocando a introdução de momentos fletores, que quando não puderem ser evitados, devem ser levados em consideração não só no cálculo da ligação como também na determinação dos esforços da treliça. Outro aspecto importante é a análise do colapso da ligação que pode ocorrer quando uma barra é associada à outra de forma inadequada na ligação direta, sendo variados os tipos de falhas. Portanto, será analisada a influência das ligações no comportamento da estrutura a partir de gráficos baseado no estudo das equações de força resistente das ligações tubulares circulares. Este estudo gráfico permitiu a criação do processo de cálculo, denominado Processo Simplificado, que orientam para as combinações de perfis que atendam as exigências geométricas e de força resistente das ligações durante o dimensionamento de barras. O processo é baseado em de tabelas de cálculo desenvolvidas para a orientação de um bom projeto de estrutura treliçada considerando ou evitando estas influências sem onerar o projeto final / Abstract: This paper presents the study of connections influence in the behavior of hollow sections truss structures. Joints in steel trusses are usually designed considering sheets that will ensure the transmission and balance of forces. In particular case of trusses using hollow sections steel connections are designed without plates. The beams are directly welded to steel sections which are geometrically cut to fit the joint. This increases manufacturing productivity in addition to give the structure a better visual appearance. Axes eccentricities can occur depending on connection geometry resulting in introduction of bending moments. When this eccentricity cannot be avoided, it has to be taken into account in joint design and also in determining truss efforts. Another important aspect is analysis joint collapse which can occur when a beam is improperly associated to another beam, which can produce many kinds of fails. Therefore, graphics analyses were studied based on circular hollow sections joint strength equations that show the influence of joints on structures. The Simplified Process, created after graphics studies, shows the valid combinations of circular hollow sections geometry and strength during beam structure design verification. This process is based on tables developed to orient a good truss project considering or avoiding this influences without raising budget on final design / Mestrado / Estruturas e Geotécnica / Mestra em Engenharia Civil

Orientador: João Alberto Venegas Requena / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-19T15:03:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Minchillo_DanielaGrintaciVasconcellos_D.pdf: 6597615 bytes, checksum: 5e256a912f052806cb5166fe84151bf7 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma concepção estrutural para ligações de treliças metálicas tubulares de seção circular com chapa de topo através de um estudo teórico-experimental. Nesta concepção as extremidades das diagonais são superpostas e unidas por um único parafuso fazendo com que a ligação seja pinada. A colocação da chapa faz com que apareça uma excentricidade na ligação originando esforços adicionais na estrutura que são aqui avaliados. Como vantagem desta ligação, destaca-se o baixo custo de fabricação, a rapidez de montagem das treliças, facilidade de transporte e versatilidade no detalhamento das ponteiras das diagonais. Pode ser utilizada em ligações de treliças planas ou multiplanares. Foi realizado um levantamento bibliográfico nas prescrições de cálculo e demais publicações, nacionais e internacionais, para ligações de estruturas tubulares, e um programa experimental foi desenvolvido com objetivo de certificar a ligação e obter um procedimento adequado para o cálculo da sua resistência. A análise experimental possibilitou a avaliação dos efeitos localizados na ligação, a interação entre a chapa e o perfil tubular e a identificação dos mecanismos de colapso. Os resultados experimentais são comparados com os resultados numéricos, que consideram como parâmetros, a influência do comprimento e da espessura da chapa de topo na resistência, no modo de colapso e na distribuição de tensões na ligação. Um modelo numérico, calibrado pelos resultados da análise experimental, foi utilizado para uma análise paramétrica. Com os resultados desta análise foi proposta uma formulação para obtenção da resistência da ligação / Abstract: This work presents a theoretical and experimental study of a gusset plate connection for application in trusses with circular hollow sections. In this connection the diagonals edges are superimposed and joined together at the plate by a single bolt causing the connection to be pinned. The placement of the plate leads to an eccentricity, resulting in additional efforts in the connection that are evaluated. Some of the advantages of this connection are the low manufacturing costs, the quickly assembly of trusses, versatility in the detailing of the braces ends and can be used properly on uniplanar or multiplanar trusses. A literature review is performed on codes, prescriptions and other publications, national and international for tubular connections, and an experimental program is developed in order to certify and obtain an appropriate procedure to determine the connection resistance. The experimental analysis allowed the evaluation of the local effects, the interaction between the gusset plate and tubular section and the identification of the failure modes. The experimental results are compared with numerical results considering parameters such as the influence of the length and thickness of the gusset plate in the connection resistance, failure mode and stress distribution. A numerical model, validated by the results of experimental analysis, was used for parametric analysis. With the parametric results, an analytical expression is proposed to predict the connection resistance / Doutorado / Estruturas / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: João Alberto Venegas Requena / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-24T13:46:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CoelhodaSilva_CatherineSoutoCosta_M.pdf: 3557954 bytes, checksum: afb90fa08dbf9c58642449f92217d07a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar um tipo de ligação em treliças metálicas tubulares multiplanares de seção circular com chapa de topo. Nestas ligações as extremidades das diagonais são superpostas e unidas por um único parafuso fazendo com que a ligação seja pinada. A colocação da chapa de topo implica no aparecimento de uma excentricidade na ligação originando esforços adicionais na estrutura. Esse tipo de ligação tem como vantagem o baixo custo de fabricação, a rapidez de montagem das treliças, a facilidade de transporte e a versatilidade no detalhamento das ponteiras das diagonais. Foi realizado um levantamento bibliográfico nas prescrições de cálculo e demais publicações, nacionais e internacionais, para ligações de estruturas tubulares e encontrou-se um estudo para esse tipo de ligação, mas apenas analisando treliças planas. Para verificar o comportamento da ligação, serão analisados modelos numéricos desenvolvidos com o programa de elementos finitos ANSYS 14.0. Os resultados encontrados com esses modelos serão analisados e comparados com os resultados numéricos encontrados na pesquisa de ligação pinada com chapa em treliças tubulares planares para elaboração de um fator de correção entre os dois tipos de ligação / Abstract: This paper objective is to propose a connection type for tubular steel trusses with circular section, multiplanar and with gusset plate. In these connections the ends of the diagonals are overlapped and joined by a single pin resulting a pinned connection. The position of the gusset plate in the connections implies an eccentricity which results in additional efforts in the structure. The advantage of this connection type is the low manufacturing cost, the fast erection of trusses, the easier transportation and the versatility in the detailing constructive of the diagonals end. Survey in technical books, standards, manuals and scientific articles was made for tubular steel structures connection. In this survey was found a research for a similar type of connection, but in this there were only analysis of planar trusses. Numerical models using the commercial finite element software ANSYS 14.0 will be analyzed to check the connection. The results from these models will be analyzed and compared with numerical results in the bibliographic review about planar truss for preparation of a correction factor between the two types of connection. OBSERVAÇÃOA palavra gusset nas palavras chaves, título em inglês e no abstract devem ser grifadas em itálico / Mestrado / Estruturas e Geotécnica / Mestra em Engenharia Civil

El presente trabajo muestra al lector el proceso de diseño de una nave industrial ubicada en la ciudad de Cerro de Pasco destinada a ser un taller de mantenimiento mecánico para camiones mineros. La estructura está compuesta por pórticos metálicos, cuyas columnas se apoyan en pedestales de concreto; y por un tijeral compuesto por ángulos. En la dirección longitudinal, los pórticos están arriostrados por perfiles C7x9.8 en el techo y por perfiles W6x8.5 en las columnas. El análisis estructural de la estructura cumple con las normas peruanas E.090 y E.030; y con las normas internacionales ASCE 7-16, AISC 15th Edition y ACI 318-19. Estas normas son aplicadas cuando se requieran con preferencia de las normas locales, para este proyecto en particular, las normas peruanas. Además, se usa el programa SAP2000 para realizar el análisis integral de la estructura considerando los parámetros y limitaciones obtenidos de las normas mencionadas. El diseño de los elementos metálicos se realiza de acuerdo con la norma peruana E.090, la norma AISC 15th Edition y la Guía de Diseño N°1 – Placas base para columnas 2da edición, las cuales contienen fórmulas y factores de diseño para solicitaciones de servicio y sísmicas. Por otro lado, los elementos de concreto armado, son diseñados siguiendo lo establecido en la norma peruana E.060. Los planos presentan detalles de las conexiones, secciones, materiales y entre otros valores y especificaciones para su adecuada construcción.

Aluminetos de ferro pertencem a uma classe de materiais interessantes por combinarem excelente resistência à oxidação com boas propriedades mecânicas em temperaturas moderadas a altas (até 500°C). Estes materiais, contudo, em temperatura ambiente, possuem baixa ductilidade (menos de 5% de alongamento à tração), característica correlacionada a efeitos ambientais, o que dificulta seu processo de conformação. A fundição é uma via de processamento tradicionalmente aplicada às ligas frágeis (por exemplo, ferro fundido cinzento), sendo necessário conhecer as propriedades termoquímicas da liga para que as peças fundidas sejam livres de defeitos atribuídos ao processo, como a formação de poros e rechupes. Neste trabalho foram investigadas três ligas distintas de intermetálicos, Fe28Al, Fe28Al6Cr e Fe28Al6Cr1Ti, sob a influência de diferentes condições de solidificação. Para estas três composições de liga, observou-se a redução do tamanho de grão em até 60% pela adição de Al-5Ti-1B como inoculante ao metal fundido. As ligas foram produzidas em condições laboratorias (forno de indução com capacidade máxima de 2 kg e proteção sob fluxo de Ar), bem como em escala industrial (forno de indução com capacidade de 100 kg). O processo em escala industrial resultou em peças de fundição com pequena quantidade de defeitos, sendo este um indicativo da capacidade de produzir peças destes aluminetos de ferro diretamente pelo processo de fundição. A técnica de tomografia de raios X auxiliou na mensuração da contração linear (~6%) e tendência à formação de defeitos. Além da caracterização microestrutural das ligas produzidas, este trabalho, ao relatar processo de fundição em escala industrial, inclui uma discussão sobre a reatividade do metal fundido e o material refratário que reveste o forno de indução. Dessa forma, os dados obtidos permitem averiguar a fundibilidade de ligas da família FeAl pelo uso de forno de indução. / Iron aluminides are good candidates for applications at moderate to high temperatures (up to 500 °C) because they combine excellent oxidation resistance with good mechanical properties. However, these materials have low ductility at room temperature (less than 5% traction elongation), a characteristic correlated to environmental effects, which hinders their conformation process. Casting is a processing route traditionally applied to brittle alloys (eg, gray cast iron), it is necessary to know the thermochemical properties of the alloys to reduce the formation of defects attributed to the casting process, such as the formation of pores, scar and blows. In this work, three different alloys of intermetallic (Fe28Al, Fe28Al6Cr and Fe28Al6Cr1Ti) were investigated under the influence of different solidification conditions. For these three alloy compositions, grain size reduction by up to 60% was observed by the addition of Al-5Ti-1B as an inoculant to the molten metal. The alloys were produced under laboratory conditions (induction furnace with a maximum capacity of 2 kg and protection under Air flow), as well as industrial scale (induction furnace with capacity of 100 kg). The industrial scale process resulted in castings with a small number of defects, which is an indication of the ability to produce mechanical parts of these iron aluminides directly by the casting process. The X-ray tomography technique assisted in the measurement of linear contraction (~ 6%) and tendency to defect formation. In addition to the microstructural characterization of the alloys, this work includes a discussion about the reactivity of the molten metal and the refractory material coating the induction furnace. In this way, the obtained data allow to investigate the FeAl alloys castability by the use of induction furnace.

Orientador: Antonio de Pádua Lima Filho / Resumo: A liga Al-Si A413 foi utilizada para fabricação de tiras metálicas fundidas por cilindro único e por cilindro duplo, aqui chamado processo de reolaminação. Esta liga não é adequada para obtenção de tiras metálicas por laminação convencional devido às partículas frágeis de Si. Por outro lado, a reolaminação é um processo viável para obter tiras metálicas dessa liga. Neste trabalho, a liga Al-Si A413 foi fundida e vazada com diferentes temperaturas em uma calha metálica inclinada a 20º numa vazão de 14 cm³/s para se obter um material semissólido que alimenta um bocal cerâmico (150 cm³) junto ao cilindro inferior. Na reolaminação, o espaçamento entre os cilindros foi de 1,5 mm. Os cilindros na cadeira de laminação são feitos de aço ao carbono comum e têm aproximadamente 105 mm de diâmetro e 100 mm de largura. A região coquilhada/colunar formada no cilindro inferior arrasta a lama metálica a uma velocidade de 0,2 m/s para ser processada tanto por cilindro único como por reolaminação. Para ambos os processos as tiras metálicas fundidas têm uma espessura de 2 mm, aproximadamente. Na saída da cadeira de laminação, as tiras são resfriadas até a temperatura ambiente por chuveiros de água. O equipamento utilizado para a fabricação das tiras metálicas, chamado de “Strip Caster”, passou por inovações durante este trabalho de mestrado: molas de alívio de pressão foram instaladas no cilindro superior e o cilindro inferior foi substituído por um outro cilindro com refrigeração interna. O “S... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Al-Si A413 alloy was used in order to produce metallic strips with the single roll and twin roll processes, this last one is known as rheolamination. This alloy is not suitable to obtain metallic strips with the conventional lamination due to the brittle particles of silicon. On the other hand, the rheolamination is a suitable process to obtain metallic strips of this alloy. In this work, Al-Si A413 alloy was melted and poured at 680 ºC on a cooling slope at 20º with a flow rate of 14 cm³/s in order to obtain a semisolid material feeding the ceramic nozzle (150 cm³) at the lower roll. The two rolls of the roll stand are separated with a gap of approximately 1.5 mm, have approximately 105 mm in diameter and are made of carbon steel. The chill/columnar layer formed at the lower roll drags the metallic slurry at a rate of 0.2 m/s to be processed by single roll or twin-roll. Both processes obatin a metallic cast strip with a thickness of 2 mm, approximately. At the exit of the stand roll, the strips are cooled to the room temperature with water showers. The equipment used to produce metallic strips, called “Strip Caster”, suffered some inovations during this work: springs was attached to the upper roll in order to reduce the lamination pressure and the lower roll was substituted with an other roll with internal cooling. The Strip Caster was instrumented with two load cell in order to measure the forming forces and with thermocouples to measure the temperatures during the fabr... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dutos metálicos revestidos, enterrados e protegidos catodicamente, quando são instalados nas proximidades de linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica, vêm apresentando problemas de corrosão, sendo esta atribuída às interferências de corrente alternada dispersas no solo. São muitos os critérios propostos na literatura para verificar se um duto está ou não sujeito a esse tipo de problema, mas tais critérios são contraditórios e ineficientes, uma vez que não levam em conta parâmetros termodinâmicos e não contemplam o acoplamento dos potenciais originados de corrente contínua com os potenciais oriundos de corrente alternada. O objetivo do presente trabalho foi estudar a corrosão causada por corrente alternada, selecionar um critério seguro de verificação da probabilidade de ocorrência dessa corrosão e desenvolver uma nova metodologia para a obtenção dos parâmetros necessários para a aplicação do critério proposto. Com base em uma ampla pesquisa bibliográfica, em resultados experimentais obtidos em laboratório e em campo, foi possível a seleção do seguinte mecanismo: a corrosão por corrente alternada é decorrente da oscilação do potencial da interface duto/solo que, dependendo do valor do pH nas suas vizinhanças, leva o sistema alternadamente ao domínio da corrosão e da imunidade ou alternadamente ao domínio da formação de óxidos (com e sem passivação) e da imunidade. Nessas condições, a corrosão do aço-carbono ocorre devido à irreversibilidade da reação Fe2+ + 2e- Fe, nos casos de alcalinização limitada, e à impossibilidade de formação de uma camada passiva protetora decorrente da flutuação de potencial entre o domínio de formação de óxidos e da imunidade, nos casos de alcalinização moderada. Como critério de verificação da ocorrência ou não de interferência de corrente alternada em dutos enterrados e catodicamente protegidos foi proposta, neste estudo, a obtenção da forma de onda do acoplamento entre os potencias originados de corrente contínua e os oriundos de corrente alternada sem a influência da queda ôhmica e a comparação do potencial de pico dessa forma de onda com o potencial estabelecido como limite aceitável do sistema de proteção catódica tradicional. Esta proposição foi feita com base na termodinâmica, o que garante que a previsão seja usada com mais segurança. Finalmente, foi desenvolvida uma sonda que, juntamente com uma instrumentação adequada, é capaz de fornecer a forma de onda do referido acoplamento em dutos enterrados e catodicamente protegidos, sem a interferência da queda ôhmica. / Corrosion problems have been observed in cathodically protected pipelines installed in the vicinity of high voltage power lines or electrical distribution systems. Many of these problems have been attributed to interferences coming from stray alternating currents. In the literature, there are many criteria proposed aiming at verifying the AC corrosion probability. However, such criteria are contradictory and ineffective since they do not take into account thermodynamic parameters and do not include the coupling of potential coming from direct current and the potential due to stray alternating current. The aim of this work was to study pipeline corrosion induced by stray alternating current, to select a safe criterion for the probability of this corrosion and to develop a new methodology for obtaining the required parameters for the application of the selected criterion. A broad literature review and the results obtained from a series of tests and analyses have allowed choosing the following mechanism: AC corrosion is a result of the fluctuation of the pipe/soil potential which, depending on the pH of the soil near the pipe, takes the system alternatively to the corrosion and to the immunity domains or alternatively to the oxide formation (with or without passivation) and to the immunity domains. Under these conditions, the corrosion of carbon steel occurs due to the irreversibility of the reaction Fe2+ + 2e- Fe reaction in cases of limited alkalinization and due to the impossibility of forming a protective passive layer caused by the potential fluctuation between the oxide formation and the immunity domains in cases of moderate alkalinization. In this study, a method to obtain the waveform of the AC+DC potential, without the ohmic drop, was proposed. The comparison of the peak potential of the AC + DC waveform with the potential value established as an acceptable threshold for traditional cathodic protection systems was used as a criterion for AC corrosion assessment. This criterion is proposed based on thermodynamic principles which ensure that the prediction is reliable. Finally, a probe was developed. This probe, along with a proper instrumentation, is able to provide the desired waveform for a safe application of the proposed criterion.

Neste trabalho foram estudados os efeitos do tratamento térmico e da adição de zircônio, vanádio, titânio e manganês nas propriedades mecânicas em alta temperatura de uma liga AlSi12CuMgNi, comumente utilizada em pistões automotivos. Os resultados de tração a 300°C mostram que a adição de elementos de liga reduz o alongamento sem aumentar o limite de escoamento. Os ensaios de fadiga a 300°C mostram que a aplicação de um tratamento de solubilização a 525°C por 15 minutos é duas vezes melhor que a aplicação de um tratamento de solubilização a 500°C por uma hora. Estes resultados foram atribuídos ao arredondamento das partículas de silício que, por serem partículas frágeis, quando arredondadas ocupam menor área por volume, reduzindo a velocidade de propagação de trincas. Os ensaios de fadiga a 300°C mostram também que a adição de elementos de liga combinados a um tratamento de solubilização a 525°C por 15 minutos é cerca de 30% pior que o mesmo tratamento aplicado a uma liga sem a adição destes elementos de liga. Este fenômeno foi atribuído à fragilização dos intermetálicos que, por consequência, aumentam a velocidade de propagação das trincas de fadiga. / The effects of heat treatment and the addition of zirconium, vanadium, titanium and manganese on the high temperature properties of an AlSi12CuMgSi alloy, usually applied to cast automotive pistons, were studied. The tensile test results at 300°C show that the addition of alloying elements decreases the elongation without significantly increasing the yield strength. The fatigue tests at 300°C show that a solution heat treatment at 525°C for 15 minutes is two times better than a solution heat treatment at 500°C for one hour. These results are due to the spheroidization of the silicone particles that are brittle and, when spheroidized, have a smaller area/volume ratio, slowing the crack propagation speed. The fatigue tests at 300°C also show that the addition of alloying elements combined with a solutionizing treatment at 525°C for 15 minutes is 30% worse than the same treatment applied to an alloy without these alloying elements. This behavior is due to the embrittlement of the intermetallic particles containing these alloying elements, increasing the fatigue crack propagation speed.