La presente investigación tiene como objetivo comprobar la factibilidad de uso de una varilla material de aporte, de geometría tubular, en el proceso de soldadura de un acero inoxidable AISI 316L mediante soldadura GTAW. Se elimina de esta manera la necesidad de uso de gas de protección en algunas de las etapas del proceso generando asi un ahorro considerable en la utilización de gas de protección. Para lograr tal cometido, se ha efectuado ensayos electroquímicos para comparar la resistencia a la corrosión de uniones soldadas con material de aporte convencional y el propuesto en esta investigación. Todas las muestras fueron sometidas a ensayos de obtención de potencial de corrosión en circuito abierto y a ensayos potenciodinámicos. Se hallaron así valores como intensidad de corrosión y velocidad de penetración de corrosión. En base a los resultados obtenidos se ha podido caracterizar cualitativamente las propiedades de la capa pasiva del material. Además de los ensayos electroquímicos, se ha realizado también ensayos de metalografía para poder caracterizar la microestructura de las muestras. Los resultados indican que no existe una pérdida de propiedades anticorrosivas de la unión soldada empleando el material de aporte tubular, todas las microestructuras observadas son adecuadas y los valores obtenidos de velocidad de corrosión e intensidad de corrosión son aceptables, tomando como referencia el metal base AISI 316L cuyos valores de Intensidad de corrosión y velocidad de penetración de corrosión son respectivamente 3,985 mg/cm2*y y 5,006 um/y (obtenidos en la presente investigación) comparados contra los valores del cordón de soldadura del aporte TG-X 316L 1,881 mg/cm2*y y 2,363 um/y y los valores del material de aporte convencional ExsaTIG2010Mo 2,075 mg/cm2*y y 2,606 um/y, se observa que los valores del material de aporte tubular son tan buenos como los obtenidos para las soldaduras realizadas con material de aporte convencional. Se concluye que es factible la utilización de este material de aporte, particularmente, su mejor utilidad está enfocada en la soldadura de tuberías y tanques, generando así un ahorro considerable en la utilización de gas de protección. / Tesis

El objetivo principal de la presente tesis es presentar un procedimiento que permita calcular las deformaciones y tensiones residuales que se producen en las tuberías en el proceso de soldadura. Este análisis se realiza mediante simulación numérica, basada en el método de los elementos finitos y para ello se utilizan las herramientas del software ANSYS. El procedimiento considera los parámetros del proceso de soldadura, las dimensiones de las tuberías y de la junta, las propiedades físicas, térmicas y mecánicas del material, dependientes de la temperatura y las condiciones de contorno, tanto térmicas como estructurales. Se aplicó la técnica del birth and death o técnica del elemento quieto para modelar la deposición del material de aporte. Asimismo, se empleó el modelo del doble elipsoide de Goldak para simular el efecto de la fuente de calor. En primer lugar, se resuelve el problema térmico y se obtiene un campo de temperaturas para cada paso de tiempo. Los resultados obtenidos son los datos de entrada para la solución del problema estructural, es decir, para determinar las tensiones residuales y deformaciones, ya que éstas se producen debido a los cambios de temperatura durante la soldadura. Todos los resultados obtenidos fueron comparados con datos de resultados experimentales disponibles en la literatura para validar el procedimiento. Se observa que los resultados obtenidos por simulación tienen una correlación cercana con los resultados experimentales. Finalmente, se aplicó el procedimiento a un caso de estudio, la soldadura en un gasoducto. Se obtuvieron resultados de temperaturas, de tensiones residuales axiales y circunferenciales y de deformaciones axiales. Los resultados de las tensiones residuales se compararon con los valores estimados según la norma API 579 / ASME FITNESS FOR SERVICE y demuestran que el procedimiento desarrollado en la presente tesis puede ser utilizado como una herramienta alternativa en el diseño y el control de la integridad de uniones soldadas en gasoductos basados en normas. / Tesis

En el presente trabajo se estudió la soldabilidad de una unión disimilar formada por el acero estructural ASTM A36 y la aleación de aluminio AA5052-H34. Las uniones disimilares obtenidas no lograron alcanzar la resistencia mecánica mínima indicada en el código AWS B 2.1 que establece que este tipo de uniones como mínimo deben alcanzar 170 MPa de resistencia a la tracción. En esta investigación los mejores resultados obtenidos alcanzaron los 86 MPa de resistencia a la tracción, representando el 50,6% de lo requerido por el código. De los resultados se determinó que no es posible obtener uniones, entre el acero estructural ASTM A36 y la aleación de aluminio AA5052-H34, empleando un solo metal de aporte, pues se presentan problemas de soldabilidad básicamente entre el aporte y el acero. Se hace necesario realizar el proceso de enmantequillado o buttering en el lado del acero mediante el electrodo Cu-8Al. Luego de realizado el buttering, para la elaboración de los cupones de soldadura disimilares se emplearon diversos materiales de aporte y procesos de soldadura en la búsqueda de un procedimiento de soldadura que cumpla con lo estipulado en el código AWS B2.1. Para el desarrollo de este trabajo, se emplearon los procesos de soldadura más comunes en el medio como SMAW, GMAW y GTAW. El procedimiento de soldadura con el que se obtuvieron las mejores propiedades mecánicas fue el realizado mediante el buttering a cinco pasadas mediante el proceso SMAW (62 A, 25 V) y realizando la unión con el proceso GMAW usando un aporte de Al-5Si (15.4 V, 105 A). Estas uniones no cumplieron lo requerido por el código en resistencia mecánica, ni en el ensayo de doblado, pues durante ambos ensayos se produce desprendimiento del buttering y el metal de aporte. En el barrido de durezas realizado a la sección transversal del cordón, en las uniones mencionadas, se apreció que no existe mayor variación en los valores de dureza encontrados en las ZAC de ambos metales, lo que demuestra que se evitó la formación de zonas duras. / Tesis

Estágio realizado na Traterme - Tratamentos térmicos Lda. - e orientado pelo Mestre Fábio André dos Santos Ribeiro / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de mestrado. Engenharia Mecânica (perfil de Construções Mecânicas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Les metal·lotioneïnes (MT) són una família de proteïnes d'entre 61 i 68 aminoàcids. Les seves principals característiques són lligar metalls pesants com el Cd 2 +, Zn 2 +, i Cu + i tenir una quantitat elevada de residus de cisteïna (30%), mentre que els aminoàcids aromàtics són absents de la seva composició.En els mamífers s'hi ha trobat fins a 4 isoformes diferents, anomenades MT-I, MT-II, MT-III i MT-IV. Es tracta de proteïnes cel·lulars de localització principalment citoplasmàtica, encara que en algun moment del cicle cel·lular es poden trobar al nucli. La MT va ser inicialment descoberta com una proteïna lligada al Cd i aquesta observació va subministrar la base per la hipòtesi de que estava relacionada amb la reducció de la toxicitat del Cd. Estudis posteriors van demostrar que els nivells de la proteïna s'incrementaven després de l'exposició a l'esmentat metall, la qual cosa va portar a especular amb la idea que la MT estava relacionada amb el segrest intracel·lular d'ions de metalls tòxics.És probable que metalls potencialment tòxics siguin capaços de desplaçar el Zn de la MT basant-se en l'afinitat per la proteïna ( Hg 2 +> Ag +> Cu +>Cd 2 +> Zn 2 + ). El Zn desplaçat podria subministrar més estimul per a la síntesi de MT i a la vegada reduir l'impacte tòxic del metall desplaçat. Altres metalls que s'ha demostrat incrementarien els nivells tisulars de MT inclouen el Cr, Fe, Pb, Mn, Hg i Ni.S'ha volgut aprofitar aquesta propietat de detoxificar metalls de la MT així com els coneixements previs sobre obtenció d'antisèrum policlonal de conill per a la quantificació de MT i aplicar aquestes possibilitats a l'àmbit laboral. Es vol veure si la MT és valida com a monitor de canvis en el medi intern per treballadors exposats a baixes concentracions ambientals de metalls durant periodes llargs de temps.S'ha dissenyat un treball de tipus transversal per observar les diferències en la concentració de metalls i de MT a l'orina de diversos tipus de treballadors i estudiar l'existència d'alguna relació entre la concentració de metalls i de MT.S'ha inclos un grup de soldadors, un grup de treballadors d'una empresa de colorants per a ceràmica i un grup de treballadors d'una empresa química que fabrica sosa caústica d'un alt grau de puresa, a partir de ClNa per un procés d'electrolisi en el qual el Hg hi actua de càtode. Els treballadors de la planta d'electrolisi están exposats exclusivament a vapors de mercuri.Com que la procedència dels treballadors estava fortament polaritzada en els dos extrems de la província de Tarragona es va optar per incloure dos grups control un del Tarragonès i l'altre de les terres de l'Ebre.S'ha determinat la concentració de MT a l'orina mitjançant tècnica de radioinmunoanàlisi, s'ha determinat la concentració de Pb, Cd, Mn, Cr, Ni, Cu i Zn amb la tècnica de l'espectrometria de masses de plasma acoblat inductivament (ICP-MS) i la concentració de Hg mitjançant espectrometria d'absorció atòmica (EAA).A part de l'ocupació i del lloc de residència s'ha tingut en compte altres factors: consum de tabac, consum d'alcohol, edat, enzims de citolisi hepàtica i índex de massa corporal.També s'ha contemplat l'aspecte del dia de la setmana de recollida de la mostra, perquè és sabut que determinats metalls s'acumulen al llarg de la setmana de treball.S'ha optat per realitzar una trasformació logarítmica dels resultats per lograr una normalització en la distribució de les variables.Per estudiar si existeixen diferències en la concentració de metalls i de MT a l'orina entre els grups estudiats s'ha emprat l'anàlisi de la variança o la prova de Kruskal-Wallis, segons l'ha variable hagi resultat de distribució normal o no.Per estudiar la relació entre concentració de metall i de MT a l'orina s'ha optat per la tècnica de la regressió simple, en la qual la concentració de la proteïna d'estudi s'ha situat com a variable depenent. Per estudiar l'efecte net de l'ocupació sobre la concentració de MT s'ha fet servir un model de regressió múltiple que compara un grup de teballadors amb el seu grup control en el qual s'hi ha afegit diversos factors predictius (tabac, alcohol, edat, IMC, enzims hepàtics). La concentració de MT a l'orina també s'ha fet servir de variable depenent.Els resultats obtinguts indiquen que La MT urinària és sensible a les variacions de Pb, Hg, Mn, Cr, Ni, Cu i Zn, però la marcada dependència del Zn i la influència del tabac la fan poc específica per poder ser utilitzada com a monitor d'exposició a metalls en el medi laboral.M. Dolors Batalla i FonollJuliol de 2003OCCUPATIONAL EXPOSURE TO HEAVY METALS.MONITORING VALUE OF METALLOTHIONEINIn working environments there are a variety of situations that can lead to exposure to heavy metals. According to data provided by the Spanish Ministry of Work and Social Affairs for the final term of 2002, about one million workers throughout Spain are potentially subject to exposure. The lack of professional data in medical histories makes it difficult to determine relationships between health disorders and occupational exposure to toxic substances such as heavy metals.On the level of molecular biology, cells generate a general and a specific response to aggression by toxic metals. The object of these responses is to isolate the free-metal fraction, which is what causes problems of cellular toxicity. A ligand that is extremely efficient at this sort of task is a group of proteins known as metallothioneins (MTs). They are located in the cytoplasm, they are of low molecular weight, and they are rich in cis and divalent and monovalent metals, mainly from groups 11 and 12.One of the most outstanding characteristics of MTs is that they can be induced by numerous stimuli. The metals themselves that interact with the protein have been shown to be the most powerful inducers. We felt that it would be interesting to evaluate how MTs could be used as a biological marker of exposure in workers who are chronically exposed to low environmental concentrations of heavy metals.A transversal study was designed to compare groups of 50 workers. Their occupations were: welders, employees in a company that makes colouring for ceramics, and electrolysis cell operatives who are selectively exposed to mercury vapours. Because of the considerable polarization of the location of the companies and the places where the workers lived, two control groups were established: one in the Tarragonès and the other around the Ebre river in the south of Catalonia.Metals were determined in urine using inductively coupled plasma mass spectrometry. MT was determined in urine using radioimmunoassay. We also asked about the subjects' consumption of tobacco and alcohol, obesity, age and hepatic function. The means and group comparisons were studied a priori, always relating the welders/Tarragonès control group, colouring employees/Ebre control group, mercury/Ebre control group and Tarragonès control group/Ebre control group.The results show that there are significant differences in some of the metal contents in the exposed and control groups. The highest concentration of MT was found in the group of welders.The relation between the concentration of each metal and MT in urine for each group of exposed subjects was investigated by the technique of linear regression and it was found that for the group of welders there is no relation between the metals and MT in the urine. On the other hand, the group of ceramic colouring employees show a relation with all the metals studied.A multiple regression test was used to study how occupations affected the MT concentration in pairs of groups, with tobacco, alcohol, hepatic enzyme activity, body mass index and age as adjusting factors. It was found that belonging to the group of welders had an effect on MT concentration and that this effect was statistically significant if the adjusting factors tobacco and age were taken into account. In the other comparisons, belonging to the Ebre control group has a positive effect on the concentration of MT in urine, in the sense that it is higher. Tobacco proved to be a significant predictive factor in all the relationsFrom the above, it can be concluded that MT is sensitive to variations in Pb, Hg, Mn, Cr, Ni, Zn and Cu but that its high dependence on Zn and the influence of tobacco mean that it is not an appropriate biological marker for exposure to heavy metals in a working environment.M. Dolors Batalla i FonollJuliol de 2003

Los aceros inoxidables 13CrNiMo con bajo contenido de carbono, surgen como alternativa para el reemplazo de materiales más caros en el uso como sistemas de transporte de fluidos de las industrias de gas y petróleo, con concentraciones importantes de cloruros, pCO<SUB>2</SUB>, pH<SUB>2</SUB>S y temperatura elevadas. El bajo contenido en carbono permite salvar algunos problemas vinculados a la operación de soldadura. Con el fin de obtener una alta tenacidad, se realizan tratamientos térmicos de precalentamiento y de post soldadura, los mismos se aplican sobre la zona de soldadura, e involucran además al metal base, produciendo en este tipo de materiales en particular, un cambio en el tenor de austenita retenida en toda la matriz a temperatura ambiente, en una clara modificación de la microestructura del metal. En esta tesis se estudia el impacto que las variaciones en la microestructura tienen sobre la película pasiva formada sobre la aleación de acero inoxidable 13CrNiMo y la influencia de esta última sobre la corrosión localizada. Además se determinan las propiedades estructurales y electrónicas de la película pasiva formada, vinculándolas a la susceptibilidad a la corrosión localizada. Para el estudio se tomaron muestras de la aleación sometidas a diferentes tratamientos térmicos post soldadura y se caracterizaron microestructuralmente determinando el contenido de austenita retenida en cada caso. Las muestras fueron sometidas a medidas potenciodinámicas cíclicas para hallar su susceptibilidad a la corrosión localizada. Tanto el potencial de picado como el potencial de repasivación se desplazaron en el sentido anódico a medida que el porcentaje de austenita retenida aumentaba en la muestra. Las muestras sometidas a tratamientos que involucran dobles revenidos promovieron mayor porcentaje de austenita retenida. Dada la correlación hallada entre los potenciales de picado y el tenor de austenita retenida, se dispone de una indicación de que la formación de las películas pasivas formadas sobre la superficie, muestren la misma tendencia. Medidas cronopotenciométricas revelan que el espesor de las películas aumenta en función del mayor contenido de austenita retenida. Los estudios de Mott Schottky, muestran que la película pasiva se comporta como un semiconductor tipo n con una densidad de donores que es esencialmente independiente del potencial en el estado pasivo. La impedancia de la interfase ha sido modelada convenientemente considerando una versión corregida del modelo de defectos puntuales, lo que permite obtener el coeficiente de difusión de esos defectos y una estimación del espesor de la película. La velocidad de auto‐reparación de la película pasiva tiende a ser más rápida en el material cuyo contenido de austenita retenida es mayor. La conformación estructural de película es de doble capa, así como la estructura de las películas anódicas para otros aceros inoxidables.

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T13:16:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferlin_AmadeuSoares_M.pdf: 11538250 bytes, checksum: df676e0c073182186a89891ff432c041 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Esta dissertação discute aspectos do monitoramento do processo de soldagem por Friction Stir Welding (FSW) de chapas de alumínio utilizando acelerômetros fixados à superfície das chapas. Os sinais adquiridos durante o processo de soldagem foram processados utilizando dois métodos diferentes - a Transformada de Fourier de Tempo Curto (STFT) e a Transformada Wavelet - que foram capazes de detectar e localizar falhas criadas através da remoção de material nas chapas. A aplicação destas técnicas nos sinais adquiridos durante o processo de soldagem permitem a identificação de mudanças no comportamento destes sinais através de resultados gráficos contendo informações de frequência e de tempo. Através destas informações é possível determinar o momento em que as mudanças de comportamento ocorreram e, consequentemente, prever as posições correspondentes à ocorrência da falha no respectivo cordão da solda / Abstract: This dissertation discusses aspects of the Friction Stir Welding (FSW) process monitoring of aluminum plates using accelerometers attached to the plates surface. The signals acquired during the welding process were processed using two different methods - Short Time Fourier Transform (STFT) and Wavelet Transform - that were able to detect and locate failures created by removing material of the plates. The application of these techniques on the signals acquired during the welding process allows the identification of changes in the signals pattern by graphical results containing frequency and time information. Thus it is possible to determine the moment at which the changes in the behavior occurred and therefore predict the positions corresponding to the occurrence of the failure in the weld line / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

La creciente demanda de la industria por disponer de recubrimientos de alta resistencia a la corrosión y abrasión con un menor costo, induce el desarrollo de nuevos compuestos con menor rugosidad superficial y mayor adherencia al substrato. El desgaste abrasivo es uno de los grandes problemas que se presentan en piezas que trabajan en contacto con minerales. Las técnicas de proyección térmica y soldadura PTA, son usadas para formar recubrimientos duros y se basan en conferir al material a depositar (en forma de polvo o varilla), suficiente energía térmica con tal de proyectar material fundido o parcialmente fundido con alta energía cinética formando un recubrimiento compacto. El estudio que se presenta a continuación tiene su origen en la observación del desgaste prematuro en asientos de válvulas API-9 de bombas GEHO ZPM Duplex presentes en la minería del cobre, las cuales sufren desgaste por abrasión y son reemplazadas cada apróx. 800 [h]. El objetivo del trabajo es producir recubrimientos duros, determinar la influencia de la composición y micro-estructura en el comportamiento en desgaste y micro-dureza y comparar los resultados con el material presente en dicha válvula. Se fabricaron 4 probetas de acero SAE 1020 de dimensiones 50x50x10 [mm], dos de ellas con recubrimientos metálicos; base niquel (Durmat 59 PTA), base hierro (Durmat 505 PTA), y dos con recubrimientos cerámicos una mezcla niquel y carburo de tungsteno (Durmat 62 PTA), y una con Carburo de tungsteno-Cobalto (Durmat 101 PTA). Se hizo Microscopía Óptica, se sometieron a ensayo de desgaste ASTM-G65 procedimiento A, microscopía electrónica de barrido (SEM) y Micro-dureza. Los resultados arrojaron que Durmat 101 HVOF pierde un 65 % menos de peso y un 32% menos de espesor frente al material de la válvula. Además este recubrimiento es un 68 % más duro que la válvula, con un valor promedio de 1341,8 HV03,. Es el único recubrimiento que obtiene mejores resultados que el material de la válvula. El 59 PTA muestra un crecimiento dendrítico fino en la microscopía, y al agregar carburos de tungsteno la resistencia al desgaste mejora y la dureza aumenta en un 31%. El 505 PTA tiene una micro-estructura muy fina y compacta, con carburos finos ordenados en una matriz de hierro. De los recubrimientos aportados por soldadura de arco transferido, fue el de mejor desempeño. El recubrimiento metálico base Níquel, Durmat 59 PTA, es el que presenta el comportamiento más deficiente en todas las pruebas y es el único que en el ensayo de desgaste llegó al material base.