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By Raquel Dei Agnoli

Membranas a base de polímeros perfluorosulfonados, como o Nafion® (DuPont), vêm sendo extensivamente usadas como membrana de troca protônica em células a combustível. Contudo, o elevado custo e a baixa condutividade em temperaturas superiores a 80oC restringem o uso destes dispositivos. Em opção ao uso da membrana Nafion®, membranas a base da blenda polindeno sulfonado/polifluoreto de vinilideno (SPInd/PVDF) foram desenvolvidas, investigando o efeito da composição na performance das membranas. As membranas foram produzidas por evaporação de solvente da solução dos polímeros precursores. As blendas foram caracterizadas por termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial. A caracterização das membranas eletrólito envolveu medidas de grau de inchamento, capacidade de troca iônica e condutividade protônica. Foi possível observar que o PVDF confere boa resistência mecânica e aumento da estabilidade térmica das membranas. Membrana com 50% em peso de PVDF apresentou a maior condutividade protônica (1,89.10-3S.cm-1). Membranas de SPInd reforçadas com PVDF mostraram resultados promissores para uso como eletrólito em células a combustível.

Aug 17, 2017

By Mauro Martins Machado

As misturadoras da UPG têm como finalidade produzir uma mistura de gases denominada HN, combinando proporcionalmente o Hidrogênio e Nitrogênio (75/25 e 5/95) para gerar a atmosfera de proteção para os fornos das linhas de zincagem, linhas de recozimento de chapas, forno de caixa e linha de recozimento contínuo de chapas. Os antigos analisadores Hidros 100 (Fisher Rosemount) e Thermomat (Fuji) que operavam nas misturadoras foram fabricados na década de 90 e apresentava baixa confiabilidade operacional, dificuldades de ajustes, falhas intermitentes de difícil diagnóstico e risco de misturas não controladas de Hidrogênio com Nitrogênio. Além disso, não possuíam mais suporte técnico do fabricante e nem sobressalentes para manutenção. Nesse cenário, este trabalho tem como objetivo apresentar a modernização desses equipamentos por analisadores atuais de fácil operação e configuração, manutenção simples e diagnóstico de falhas integrado e com maior confiabilidade, fator imprescindível para garantir a disponibilidade de produção. Os novos analisadores implantados fornecem análises mais precisas e confiáveis em tempo real, para o sistema de controle de correção da mistura do HN. Os resultados obtidos foram significativos para as atuais condições de funcionamento. Representando aumento da segurança operacional, redução dos custos de manutenção com o equipamento e gerando ganhos de produtividade e de competitividade para as áreas consumidoras na UPV.

Sep 25, 2017

By Tcharllis João da Cunha Demartini

A produção de uma rocha artificial a partir da aglutinação de resíduos finos de mármore dolomítico pela resina epóxi pode ser uma alternativa viável do ponto de vista técnico, econômico e ecológico. O resíduo utilizado é proveniente do desdobramento de mármore dolomítico em teares de lâminas diamantadas e geralmente é descartado. Esta nova aplicação agrega valor ao resíduo, diminuindo o impacto ambiental gerado. O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades físicas e mecânicas do mármore artificial produzido pela metodologia de vibro compressão à vácuo. Para isso, foram confeccionadas placas rochosas, em equipamento apropriado, com 85% em peso de partículas de resíduo e 15 % de sistema epoxídico DGEBA/TEPAc. As placas foram produzidas com uma pressão de compactação de 0,5 MPa, à temperatura de 90 °C por um período de 20 minutos. Posteriormente, as placas foram caracterizadas pelos ensaios de densidade, absorção de água, porosidade, resistência à flexão, resistência à compressão e microscopia eletrônica de varredura. Obteve-se um mármore artificial produzido pela técnica de vibro compressão a vácuo com absorção de água inferior a 0,06%, uma resistência à flexão de 33,93MPa e uma compressão uniaxial de 96,49MPa, confirmando uma boa adesão entre as partículas de resíduo e a resina epóxi.

Oct 30, 2017

By Milson de Andrade Júnior

A Central Termoelétrica número 2 (CTE#2) possui três caldeiras de alta pressão que utilizam principalmente os combustíveis residuais dos processos siderúrgicos, com destaque para o gás de alto-forno (GAF), o qual está disponível em grande volume e com baixo custo. Como o GAF possui baixo valor calorífico, ele é enriquecido em duas misturadoras com gás de aciaria (GLD) e na ausência ou limitação deste, com gás natural (GN). A partir de 2014, devido a problemas com o gasômetro de GLD, passou-se a utilizar o GN com frequência para fazer o enriquecimento do GAF, o que gerava significativo impacto no custo do vapor devido o alto custo do GN. O sistema de injeção de GN nas misturadoras era controlado de forma manual e praticamente não acompanhava as variações no poder calorífico (PCI) do GAF. Percebeu-se que seria possível implementar um sistema de controle para as injeções que levasse em consideração o PCI do GAF, reduzindo o consumo de GN quando o PCI estivesse mais alto e aumentando o consumo quando o PCI estivesse mais baixo. Após a implementação deste sistema houve uma significativa redução no consumo médio de gás natural para enriquecimento do gás de alto-forno na CTE#2.

Aug 17, 2017

By Janaina Goncalves Maria Da Silva Machado, Francisco Carlos Gomes da Silva Junior, Stephany Aparecida Santos da Mata, Walney Silva Araújo, Matheus Souza Rodrigues

O aço inoxidável duplex (AID) ASTM 890 de grau 3A tem grande utilização na indústria de tubulações de petróleo no Brasil e no mundo. O estudo da variação do tempo necessário para solubilizar um material é importante, pois, diminuindo esse tempo, pode ser reduzido gastos com forno. O objetivo desse trabalho é comparar diferentes resultados para três tempos distintos de solubilização do aço inoxidável duplex fundido ASTM 890 de grau 3A. A literatura indica que a solubilização desse aço deve ocorrer na temperatura de 1120°C, no período de 4 horas. Entretanto, não existem trabalhos que mostrem a influência da diminuição do tempo do tratamento térmico na resistência á corrosão desse material. A fim de analisar isso, foram feitos trés tratamentos térmicos a 1120°C, em tempos 30 minutos, 2 horas e 4 horas. O grau 3A tem como característica, por exemplo, não conter cobre em sua composição, ter 1%p Mn e ter também 25%p Cr. Para tal estudo foi feito uma análise microestrutural em microscópio ótico para observar diferenças nas fases do material. Em seguida, foi usado ensaios eletroquímicos de monitoramento de potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância e polarização pontenciodinâmica anódica, utilizando um eletrólito de NaCl 1M, para ver o desempenho contra a corrosão nessa liga. Também foi feita uma avaliação mecânica do aço sendo exposto a testes de microdureza. Por fim, foi obtido, com esses resultados, pouca mudança significativa no comportamento do material após diferentes tempos.

Mar 1, 2019

By Willy Ank de Morais

Este trabalho objetiva a descrição dos diferentes desempenhos sob corrosão de uma junta soldada de uma tubulação de aço carbono obtida pelos consumíveis ER 70S-3 e ER 80S-Ni2, empregada em plataformas offshore. Amostras de tubos e chapas de aço carbono foram soldadas, através do processo TIG, empregando tais consumíveis, e submetidas a ensaio de corrosão acelerada por perda de massa em uma cuba com fluxo constante de água destilada e ácido sulfúrico a 98%. Posteriormente, as amostras foram caracterizadas de modo a quantificar as possíveis alterações nas características mecânicas, estruturais e superficiais. O resultado final foi que a corrosão ocasionada na junta com o consumível ER 80S-Ni2 apresentou características diferenciadas e mais deletérias ao desempenho estrutural do material, apesar de ser o consumível inicialmente recomendado para a aplicação.

Oct 30, 2017

By Charles de Abreu Martins

Os efeitos da temperatura de austenitização, taxa de resfriamento e adições de Cr ou Mo nas transformações de fases de um aço 0,12C-1,70Mn-0,2V, utilizando dilatometria, foi investigado. Os diagramas em resfriamento contínuo de sete aços foram elaborados e as microestruturas foram identificadas utilizando microscopias ótica e eletrônica de varredura. Em temperaturas de austenitização mais elevadas, taxas de resfriamento mais altas e maiores adições de elementos de liga (Cr ou Mo), houve uma elevação significativa da temperabilidade e queda na temperatura Ar3. Uma comparação entre os efeitos do Cr e o Mo também foi realizada, mostrando um efeito mais efetivo do Mo. Foi observada redução na temperatura Ms com o decréscimo da taxa de resfriamento. Não foi observada variação significativa de Ms com o aumento da temperatura de austenitização ou adição de elementos de liga.

Aug 8, 2018

By Bráulio Campagnaro Santana

Na indústria da mineração, a liga Fe-Cr-C destaca-se como um revestimento duro em chapas de desgaste objetivando aumentar a vida útil do ativo. Três ligas, duas delas contendo Fe-Cr-C, sendo uma com aproximadamente 28% (p) de Cr e outra com 38% (p) de Cr e uma terceira liga com 24% (p) de Cr e 7,0% (p) de Nb foram levadas a ensaios de desgaste abrasivo roda de borracha conforme norma ASTM G65-04, além de medições de dureza, microdureza e caracterizações microestruturais. Constatou-se que os revestimentos contendo Nb, depositados com uma ou duas camadas de solda, possuem maior resistência ao desgaste abrasivo, seguidos pelos com maior teor de Cr. Os revestimentos que possuem maior fração volumétrica de carbonetos, finamente distribuídos na matriz, apresentaram os melhores resultados na resistência ao desgaste. Analisando no microscópio confocal 3D os revestimentos contendo Cr, notou-se que os mecanismos de desgaste são do tipo microcorte e microssulcamento, enquanto naqueles contendo nióbio prevalece o desgaste por rolamento em boa parte da superfície. A liga contendo Nb apresenta o melhor desempenho na resistência ao desgaste abrasivo em relação às demais, e se torna viável economicamente sua aplicação na indústria.

Oct 30, 2017

By Thais da Silva Rocha

O objetivo deste trabalho é avaliar a reatividade de um metacaulim comercial a partir da análise de sua cristalinidade. Um tratamento térmico é proposto a fim de tornar o material mais amorfo e para isso o metacaulim comercial já calcinado foi submetido a três tempos e temperaturas de queima em forno mufla (700°C em 1h, 600°C em 2h e 500°C em 1h). Após a queima o tratamento térmico que alcançou o melhor resultado foi o de 600°C em 2 horas, apresentando quase que somente picos cristalinos de quartzo nas análises de DRX. Para avaliar a influência do amorfismo na resistência mecânica de argamassas geopoliméricas foram moldados corpos de prova cilíndricos de Ø 50x100 mm com o metacaulim comercial como referência e com os metacaulins calcinados. Todas as argamassas foram feitas com a mesma dosagem e ensaiadas com 24 horas após a moldagem. O aumento de resistência à compressão chegou a 53% com o metacaulim queimado a 600°C, mostrando que assim como acontece com argamassas de cimento Portland a calcinação completa é um fator crucial para o ganho de resistência mecânica em argamassas geopoliméricas.

Oct 30, 2017

By Cleciano Berlando Miranda de Oliveira

A Engenharia de manutenção em equipamentos siderúrgicos da CSN vem desenvolvendo habilidade e aplicando com ótimos resultados os recursos computacionais avançados com modelagem 3D e simulação numérica através de métodos de elementos finitos. Estes recursos estão se tornado um diferencial na dinâmica dos trabalhos de manutenção com foco em análises de falhas crônicas e respostas rápidas para a solução dos problemas. Caracterizando e estratificando as falhas é possível desenvolver melhorias e defendê-las com maior assertividade e credibilidade. O recurso computacional já está no mercado há tempos e a CSN está na vanguarda na formação de sua equipe própria com um nível avançado e grande potencial para otimização de resultados da engenharia de manutenção de equipamentos (GEM) da CSN-UPV. A missão principal é agregar valor aos ativos, com agilidade e confiabilidade na caracterização de oportunidades de melhorias dos projetos ou restabelecimento funcional. Trilhando um caminho contínuo no que tange a qualidade e assertividade nas soluções de problemas de equipamentos mecânicos, serão apresentados alguns casos de sucesso que estão em desenvolvimento e um projeto de melhoria nos rolos de entrada de um laminador de encruamento, localizado na saída da linha de recozimento contínuo para chapas número um (LRCC#1). Estes rolos apresentavam fraturas com frequências mensais gerando paradas de mais de 8 horas e, após os estudos e implantação do projeto em 2012, não houve mais registros de paradas por falhas nos rolos. O projeto foi padronizado e multiplicado para os demais rolos da LRCC#1 e outras linhas com projetos semelhantes.

Aug 17, 2017

By Thokozani Lehae Hanes Malinga

O complexo Minas-Rio da Anglo American iniciou suas operações em agosto de 2014. A usina de tratamento produziu, em 2016, cerca de 15,5 milhões de toneladas secas de concentrado. O minério, explorado no município de Conceição do Mato Dentro (MG), passa pelas etapas de cominuição, classificação, concentração e separação sólido-líquido antes de ser bombeado por 529 km até o município de São João da Barra (RJ), onde é filtrado, estocado e embarcado para exportação. A lama e o rejeito da flotação são enviados para um espessador de 90 metros de diâmetro. Testes de sedimentação em bancada mostraram o efeito positivo da sedimentação dessa mistura de lamas e rejeito. A lama, composta predominantemente por partículas finas de hematita e argilo minerais, se adere a ao quartzo do rejeito, que possui maior diâmetro. Apesar dessa mistura aumentar a velocidade de sedimentação, ela propicia a formação de uma espuma com elevada estabilidade, devido a presença de finos da deslamagem e espumante da flotação. Foram feitos testes de bancada objetivando-se avaliar o efeito da retirada do rejeito da alimentação do espessador. A partir dos resultados foram traçados cenários com diferentes participações desse material e suas implicações no processo de sedimentação foram estimados.

Oct 30, 2017

By Claudeir Carvalho Silveira

Para produzir os aços bifásicos galvanizados com revestimento de Zn-Fe as tecnologias de galvanização foram adaptadas visando à produção de aços com alta resistência, resistentes à corrosão e boa conformabilidade. Desta forma, e considerando as deformações obtidas na estampagem tornou importante a caracterização em laboratório da influência do nível e do caminho de deformação na geração de trincas do revestimento com Zn-Fe aplicado a um aço bifásico. O presente trabalho avaliou o efeito dos caminhos de Deformação Uniaxial, Deformação Plana e Estiramento Biaxial Simétrico na evolução das trincas do revestimento Zinco-Ferro (Galvannealed-GA) e sua conectividade considerando o aço base Dual Phase 600. Foi observado que aumento da área composta por trincas ocorre com o aumento do nível de deformação para todos os caminhos avaliados. O Estiramento Biaxial Simétrico foi o caminho de deformação que mais influenciou no aumento da área com trincas na superfície do revestimento e na conexão destas trincas com o aço base. Isso ocorreu em função do estado de tensão (tração-tração) imposta à superfície e à seção dos revestimentos. Mesmo sendo observada a conectividade das trincas com o aço base não foi verificado visualmente defeitos de desplacamento do revestimento tais como Powdering e Flaking.

Aug 16, 2017

By Jeann Diniz Ferreira Lima

Este estudo avaliou a influência da adição de um composto inorgânico radiopacificador sobre as propriedades do cimento Portland Branco, a fim de viabilizar sua utilização como cimento endodôntico, semelhante ao MTA. Primeiramente, cimento Portland Branco foi caracterizado por difração de raios-X, os resultados mostram que a amostra possui composição semelhante ao MTA, com exceção de bismuto na composição do material. O bismuto, segundo a literatura, é o agente radiopacificador presente no cimento endodôntico na base de MTA. Posteriormente foi selecionado um composto inorgânico, devido seu potencial radiopacificador para continuação do estudo, sendo este o Carbonato de Bismuto (Bi2(CO3)). Neste estudo foram avaliadas as seguintes propriedades; Tempo de presa inicial, compressão dimensional, solubilidade e alteração diametral, sendo todos os ensaios seguindo de acordo com a norma ISO 6878:2001. Para a realização destes ensaios, foram utilizadas amostras contendo 15% de Carbonato de Bismuto em sua composição. Comparando os resultados obtidos neste estudo, foi verificado de acordo com a literatura, que cimento Portland Branco acrescido de 15% de Carbonato de Bismuto possui propriedades semelhantes às do MTA, sugerindo assim, a viabilidade de sua utilização como alternativa menos onerosa aos demais materiais comercializados.

Aug 16, 2017

By Leandro de Arruda Santos

O objetivo deste trabalho é contribuir no desenvolvimento de novas soluções para a terapia endodôntica através do uso da análise por elementos finitos para avaliar o comportamento mecânico de instrumentos endodônticos. Primeiramente comparou-se os resultados de testes de flexão e torção com simulações realizadas sob as mesmas condições para validação. Uma vez validada a metodologia, pôde-se avaliar o comportamento de uma lima de NiTi CM em comparação a outras duas de aço inoxidável e NiTi superelástico com mesma geometria. As geometrias de dois instrumentos endodônticos comercialmente disponíveis foram submetidas a microtomografia computadorizada para a construção de modelos 3D. A malha de elementos finitos em ABAQUS e as condições de contorno foram baseadas em ensaios experimentais de flexão e torção de limas. Os modelos constitutivos foram obtidos a partir de curvas tensão-deformação em fios de NiTi superelástco, NiTi CM e aço inoxidável. Os resultados mostraram uma boa concordância entre resultados experimentais e simulados. O instrumento de NiTi CM apresentou-se como o mais flexível em comparação aos instrumentos de NiTi superelástico e aço inoxidável.

Aug 16, 2017

By Mariana Cristina de Oliveira

O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência da deformação plástica na resistência à corrosão do aço API 5L X65, amplamente utilizado na fabricação de dutos destinados à indústria de petróleo e gás natural. Com esse propósito foi realizada análise metalográfica antes e após ensaios eletroquímicos de corrosão. Conclui-se que todas as condições 0%, 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0% e 2,5% de deformação sofreram corrosão generalizada e as velocidades de corrosão foram similares em solução NACE 177-A.

Oct 30, 2017

By José Rogério de Oliveira Júnior

Neste trabalho foi determinada a influência do tamanho e da densidade de partículas sobre a perda magnética de um aço silício de grão não orientado (GNO) contendo 2%Si. Amostras provenientes de bobinas laminadas a frio após recozimento final, com dimensões de 305x30x0,54mm e teores de carbono 32 ppm e 46 ppm, foram submetidas a tratamentos de envelhecimento de 100 até 225ºC. A evolução da perda magnética durante o tratamento térmico de envelhecimento foi determinada interrompendo-se o tratamento em intervalos de tempo variados e realizando-se os testes magnéticos. Completado o ciclo de envelhecimento, todas as amostras foram avaliadas no microscópio eletrônico de varredura (MEV) para caracterização dos precipitados. Os resultados determinaram que o aumento da perda magnética ao longo do tempo, para uma dada temperatura, está associado à precipitação de carbonetos. O maior aumento da perda magnética encontrado correspondeu a uma distribuição de precipitados com tamanho médio entre 1,1 µm e 1,3 µm e a uma densidade de partículas de 0,025 partículas/µm2.

Aug 7, 2018

By Bianka Nani Venturelli

Estudou-se o efeito do tamanho de grão austenítico nas propriedades de tração do aço Hadfield refinado com Hf. Estas propriedades foram comparadas com as de um aço Hadfield sem refino, ambos com a composição química de acordo com a norma ASTM A128 – grau B2. Adicionalmente, foram usadas técnicas de caracterização macroestrutural, microestrutural e fractográfica. A caracterização macroestrutural mostrou que o aço Hadfield com adição de Hf apresentou tamanho do grão austenítico (600 ?m) aproximadamente cinco vezes menor do que o do aço Hadfield sem refino (3000 ?m). Os resultados do ensaio de tração mostraram um pequeno aumento (~6%) no valor do limite de escoamento com o refino do grão, em acordo com a Equação de Hall-Petch para materiais austeníticos. No entanto, os resultados dos ensaios de tração do aço Hadfield refinado mostraram aumentos que não foram previstos para as propriedades de resistência à tração (~37%), alongamento (~53%) e tenacidade (~88%). O exame fractográfico dos corpos de prova de tração indicou predominância do mecanismo de fratura dúctil para o aço Hadfield sem refino, enquanto que o aço Hadfield refinado apresentou predominância do mecanismo de fratura intergranular dúctil.

Oct 30, 2017

By Artur Camposo Pereira

As fibras naturais foram estudadas como um material de reforço alternativo para substituir o uso de fibras sintéticas. Com o objetivo de melhorar as propriedades dos compostos de fibras naturais, é investigado o uso de tecidos de fibras naturais, uma vez que proporcionam reforço multidirecional e permite a introdução de uma fração de volume de fibra maior. Neste trabalho, investigou-se o comportamento de tração de compósitos de matriz epóxi reforçados com diferentes frações de volume de tecido feito de rami, uma fibra lignocelulósica altamente resistente. Os espécimes foram feitos pressionando o tecido com resina epóxi para garantir a impregnação total, e depois cortando o tecido no formato do molde. Finalmente, as camadas de tecido foram colocadas no molde com a resina líquida e o catalisador. O material foi curado durante 24 horas e testado. Os resultados revelaram um aumento na resistência à tração e quase nenhum efeito no módulo de elasticidade com o aumento da fração do volume do tecido.

Oct 30, 2017

By Pablo Reis Dias

A necessidade da aplicação dos aços de alta dureza é recorrente nas indústrias de mineração, visto que esses equipamentos são submetidos continuamente a esforços mecânicos. Por isso o objetivo deste trabalho é caracterizar uma amostra de aço Hardox 450 HB soldada pela técnica undermatching com a finalidade de se avaliar a sua soldabilidade, dureza e microestrutura, qualificando a sua predisposição para o uso fabril. Realizou-se o ensaio de composição química, o ensaio metalográfico e o de microdureza afim de se comparar com os dados de fabricantes deste aço e avaliando com os parâmetros de soldagem aplicados a sua susceptibilidade à propagação de trincas. Observou-se que a microestrutura revelada é a martensita com conformação de grãos mais refinados entre o metal de base e o metal de adição. Através da análise química percebeu-se que de acordo com o valor do carbono equivalente, este aço possui média soldabilidade.

Oct 30, 2017

By Antonio Augusto Gorni

O posicionamento de bobinas a quente com seu eixo na direção horizontal protege suas bordas, mas restringe sua área de apoio sobre o solo. Logo, é inevitável que a bobina sofra algum grau de ovalização pela ação de seu próprio peso, o qual se torna particularmente acentuado em algumas situações, como no caso de aços com médio e alto teor de carbono após bobinamento sob temperaturas relativamente altas. O objetivo desse trabalho foi identificar as possíveis contramedidas para minimizar o grau de ovalização das bobinas a quente. Foi constatado que a ocorrência desse problema é crítica para bobinas mais finas, com maior peso e com menor tensionamento entre as espiras, bem como quando seu bobinamento termina antes da transformação total da austenita, particularmente no caso de aços com alto carbono equivalente. Por outro lado, o posicionamento das bobinas em berços com ângulos otimizados contribui para minimizar a ovalização. A seleção das medidas a ser adotadas para reduzir esse problema deve ser ponderada caso a caso, pois elas podem eventualmente interferir com as características finais do produto solicitadas pelo cliente.

Jul 30, 2018