[pt] O interesse deste trabalho está baseado no estudo da influência das
diferentes condições e meios de envelhecimento nas propriedades mecânicas,
térmicas, estruturais e químicas do polietileno de alta densidade (PEAD) utilizado
para a fabricação das tubulações para o transporte de óleo e gás. Foram fabricados
corpos de prova com o formato para o teste de tração tipo V segundo a norma
ASTM D638. Para o desenvolvimento deste trabalho os corpos de prova foram
submetidos a diferentes tipos de envelhecimento em diferentes meios, a saber: i)
radiação UV com uma energia radiante de comprimento de onda de 365 nm e
tempos de exposição de 8, 12 e 18 semanas; ii) envelhecimento sob temperatura,
os corpos de prova foram imersos em três diferentes tipos de óleo lubrificantes, a
50, 70 e 90 graus celsius em tempos de 2, 3, 4 e 6 meses; iii) envelhecimento sob pressão,
onde os corpos de prova foram submetidos a 7, 14 e 17 bar e imersos em água
corrente a 50 graus celsius durante 1 e 2 semanas e no óleo padrão BASIC OB 440 a 70 graus celsius durante 1, 2 e 5 semanas. As amostras envelhecidas foram caracterizadas por
difração de raios X, espectroscopia infravermelha, espectroscopia RAMAN,
calorimetria diferencial de varredura, análise termogravimétrica, ensaio de tração,
ensaios de fluência, índice de fluidez, microscopia eletrônica de varredura e
microscopia óptica. Os resultados das caracterizações das amostras após
envelhecimento foram comparados com os resultados obtidos do PEAD virgem,
cujas propriedades foram obtidas usando os mesmos métodos de caracterização.
Foi avaliado, ainda, o comportamento viscoelástico do PEAD, mediante a
simulação matemática dos modelos viscoelásticos, partindo dos resultados
experimentais dos testes de fluência antes e após de envelhecimento. Os
resultados obtidos demostraram que comportamento mecânico do PEAD após ser
envelhecido foi fortemente influenciado pelas diferentes variáveis, como
temperatura, pressão, meio e tempo de exposição.
Sendo que a soma de cada efeito gerado por cada parâmetro contribui para
a variação do desempenho mecânico do polímero. Qualquer que seja a variável
externa imposta ao PEAD, temperatura, tempo, pressão ou meio de exposição,
sempre acarretam alterações nas propriedades mecânicas. Porém, dependendo de
qual dos parâmetros mencionados anteriormente seja o predominante, o
envelhecimento do PEAD será mais ou menos relevante. Da simulação do
comportamento sob fluência, o modelo dos 4 parâmetros foi quem apresentou a
melhor descrição gráfica e aproximação matemática do comportamento
experimental. / [en] The interest of this work was based on the study of the influence of different
aging conditions and medium in mechanical, thermal, structural and chemical
properties of high-density polyethylene (HDPE) used for the manufacture of line
pipes for transporting oil and gas. Prototypes for type-V tensile testing according
to ASTM D 638. For development this work, the samples were submitted to
different types of aging in different medium, namely: i) UV irradiation with a
radiant energy with 365 nm of wavelengths and exposure times of 8, 12 and 18
weeks; ii) For aging under temperature, the samples were immersed in three
different types of lubricating oil, to 50, 70 and 90 celsius degree for periods of 2, 3, 4 and 6
months; iii) aging under pressure, where the samples were submitted to 7, 14 and
17 bar and immersed in ordinary water at 50 celsius degree for 1 and 2 weeks and pattern Oil
BASIC B 440-70 celsius degree for 1, 2 and 5 weeks. The aged samples was characterized
by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, differential
scanning calorimetric, thermal gravimetric analysis, tensile and creep tests, melt
flow rate, scanning electron microscopy and optical microscopy. The results of the
characterization of the samples after aging were compared with the results
obtained from virgin HDPE, whose properties were obtained using the same
characterization methods. Besides, was evaluated, the viscoelastic behavior of the
HDPE, by mathematical simulation of viscoelastic models, based on experimental
results of creep tests before and after aging. The results showed that mechanical
behavior of HDPE after aging was strongly influenced by different variables, such
as temperature, pressure, medium and exposure time. Since the sum of each effect
generated by each parameter contributes to the variation of the mechanical
performance of the polymer. Whichever the external variable imposed on HDPE -
temperature, time, pressure, or exposure medium - always leads to changes in
mechanical properties. However, depending on which of the parameters
mentioned above is predominant, the aging HDPE will be more or less relevant.
Simulating the creep behavior, the four parameters model was the one who
presented the best graphic and mathematical description approximation of the
experimental behavior.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:26152 |
| Date | 19 April 2016 |
| Creators | ANDRES FELIPE CRUZ BECERRA |
| Contributors | JOSE ROBERTO MORAES D ALMEIDA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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