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By Gustavo Henrique Bolognesi Donato

O projeto e a operação de estruturas que podem vir a conter trincas demandam estudos de integridade estrutural suportados por propriedades mecânicas à fadiga e à fratura advindas de ensaios experimentais (p. ex.: curvas J-R ou da/dN vs. ?K), sendo tais experimentos altamente dependentes da medição instantânea do tamanho da trinca. Essa medição em muitos casos é realizada com base na variação da flexibilidade com o crescimento do defeito. O objetivo do presente trabalho é validar experimentalmente soluções numéricas recentes de flexibilidade elástica que descrevem o tamanho instantâneo de uma trinca em corpos de prova de geometria C(T) e SE(B) incorporando efeitos tridimensionais. Ainda, objetiva comparar tais soluções com as disponíveis nas normas ASTM vigentes. Corpos de prova C(T) e SE(B) foram usinados conforme as referidas normas e testados em máquina universal de ensaios MTS 810.25. Na sequência, os dados obtidos foram convertidos em valores de flexibilidade normalizada (µ), determinando-se o tamanho de trinca (a) esperado com base nos referidos equacionamentos. As previsões de tamanho de trinca geradas foram comparadas com medições reais da profundidade de trinca obtidas de fractografias das amostras após separação final. No geral, tanto as soluções da ASTM como de Moreira (2014) foram consideradas acuradas e com erros máximos abaixo de ~ ±1,5%. No entanto, os resultados mostram equivalente aderência experimental das soluções disponíveis nas normas ASTM com as de Moreira (2014) para amostras C(T), mas melhor desempenho das propostas de Moreira para amostras SE(B) de variadas geometrias e profundidades de defeitos.

Aug 17, 2017

By Carlos Bruno Eckstein, Cayo Vinicius da Silva Lima, Gabriela Ribeiro Pereira, Thiago Tôrres Matta Neves, Clara Johanna Pacheco, Laudemiro Nogueira Junior, Luiz Henrique de Almeida

Aços austeníticos HP atualmente são os materiais utilizados em tubos de fornos de reforma a vapor devido as suas propriedades superiores a altas temperaturas de operação. Por causa da exposição a ambientes oxidantes durante o serviço, na parede externa dos tubos é formada uma complexa camada de diferentes óxidos e, adjacente a esta, se forma região empobrecida de cromo. A presença de uma resposta magnética nesta região influencia diretamente o desenvolvimento de fermentas de inspeção não destrutiva para avaliação magnética da evolução microestrutural em fornos de reforma a vapor. Para caracterizar a resposta magnética desta camada transformada, foi utilizada uma amostra com estado de envelhecimento V utilizando-se a técnica de microscopia Kerr. Foram realizadas análises qualitativas por meio de imagens e análises quantitativas através do levantamento da curva de histerese. Os resultados permitiram identificar regiões com domínios magnéticos e correlacionar o seu comportamento com o valor do campo magnético aplicado.

Oct 29, 2019

By José Samuel Silva Freitas, Bruno Luiz Sperandeo, Gerson da Silva Almeida, Marcel Teixeira Vicente, Lucas Vilaronga Ramos, Bruno Gonçalez Ribeiro, Ricardo de Oliveira Almeida, Stephanie Pedroza Rodrigues, Matheus Antônio de Oliveira Ferreira

O presente trabalho abrange o estudo de um sistema de transporte de matéria prima para a produção de superfosfato granulado, composto por uma sequência de três transportadores de correia convencional e um elevador de canecas. Os componentes destes equipamentos são retratados separadamente, em seguida explica-se o funcionamento do conjunto. São expostos os problemas no desempenho do equipamento e as causas identificadas. Por este motivo, analisa-se a viabilidade econômica da substituição do equipamento atual por um transportador de correia tubular, sistema mais avançado que também é detalhado através da descrição de seus componentes e funcionamento. A análise inicia-se com o dimensionamento dos dois tipos de equipamento de acordo com a planta disponível. Então se compara o cenário atual com o proposto, considerando o desperdício de produto, tempo e custo de paradas para manutenção e custo de implantação do novo equipamento.

Mar 1, 2019

By Cássio Barbosa

O desenvolvimento da indústria metal-mecânica nos últimos anos tem levado à demanda de materiais com propriedades mecânicas e de resistência à corrosão cada vez melhores, com o objetivo de suportar severas condições de uso e assim garantir melhor desempenho para equipamentos e estruturas que utilizam os componentes fabricados com estes materiais. Neste contexto, é de fundamental importância conhecer bem a microestrutura destes materiais, que influencia consideravelmente suas propriedades. O propósito deste trabalho é realizar uma caracterização preliminar de ligas não ferrosas (de alumínio e de cobre) utilizadas na fabricação de componentes antifricção. Com esta finalidade, técnicas como microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), envolvendo análises de EDS e de EBSD, assim como ensaios de microdureza foram utilizadas para caracterizar a microestrutura do material (liga Cu-Sn-Bi). Os resultados obtidos neste estudo permitiram a identificação das fases presentes neste material.

Aug 16, 2017

By Rossana Bezerra de Azevedo Vasconcelos Seabra de Melo

O presente estudo apresenta um método de avaliação de desempenho de operadores nas análises químicas que caracterizam o minério de ferro. São eles: Ferro total (Fe), sílica (SiO2), alumina (Al2O3), manganês (Mn), fósforo (P) e perda por calcinação (PPC). O desempenho é avaliado em termos de precisão e veracidade. Estes dois indicadores primários são combinados num secundário denominado de indicador de “confiabilidade metrológica”. O método foi aplicado nos laboratórios da Mina (no estado do Pará) e do Porto (no estado do Maranhão) de uma empresa mineradora onde foi possível: 1) conhecer o desempenho de cada laboratório assim como conhecer o desempenho de cada operador; 2) identificar os pontos fortes (identificar o procedimento que leva a melhores desempenhos) e oportunidades de melhorias (atuar nas causas, capacitar); 3) equalizar a forma de executar cada uma das tarefas com as melhores práticas identificadas; 4) proporcionar oportunidade de desenvolvimento técnico dos profissionais envolvidos no processo. O desempenho neste indicador tornou-se critério avaliação de aptidão para executar análises.

Aug 2, 2018

By Dimas Henrique Barros Andrade, Victor Eric de Souza Moreira, Ana Karolina Menezes de Almeida, Jorge Luiz Baeta, Henrique Guilherme Lucas Bastos, Paulo Santos Assis

O alto-forno é um reator metalúrgico cujo principal produto é o ferro gusa. Práticas operacionais bem ajustadas, como a injeção de carvão mineral e gás natural, possibilitam menor consumo de coque, melhor produtividade e redução de custo. Um parâmetro importante na injeção de tais combustíveis é o potencial de oxidação da chama, chamado de Índice de Excesso de Oxigênio (IEO). Foi desenvolvida uma fórmula capaz de determinar o IEO para um alto-forno com injeção de carvão mineral baixo volátil e gás natural. Foi observado que, em média, o IEO e seu desvio padrão, para períodos com injeção de somente carvão mineral, foi maior que em períodos com co-injeção de carvão e gás natural. A otimização do IEO mostrou-se uma alternativa para melhorar o desempenho do alto-forno.

Oct 1, 2019

By Jovanir Francisqueto

O objetivo deste projeto foi elevar a produtividade do pátio de placas do Laminador de Tiras a Quente da ArcelorMittal Tubarão através da alteração do processo de sequenciamento do Laminador de Tiras a Quente com a criação do processo de realocação de placas após a formação da chance de laminação. O trabalho iniciouse com a definição de regras metalúrgicas de realocação de materiais e definição dos critérios operacionais e de atendimento a pedidos para posteriormente ser desenvolvido o software de otimização para a execução da realocação automática de placas na chance de laminação com foco na redução de movimentações no pátio do Laminador de Tiras a Quente. Com a implantação do processo/sistema espera-se conseguir uma redução de aproximadamente 60% nas movimentações de placas para formação da chance de laminação, conforme demonstrado nas simulações com dados reais e consequentemente reduzindo número de paradas de forno em função de problemas de produtividade do pátio de placas visando o aumento da produção do Laminador de Tiras a Quente em torno de 15 Kt/ano.

Aug 16, 2017

By Luiz Alberto Pereira Campbell

No processo de laminação a quente um dos fatores que afetam sua produtividade são os arrebentamentos de tira que ocorre no trem acabador, provocando paradas de longa duração, desvios de material e exposição do homem ao risco de acidentes. Dentro das causas responsáveis pelo arrebentamento de tira está o lascamento de cilindros de trabalho que é causado por trinca geradas na superfície do cilindro durante o processo de laminação. O objetivo deste trabalho é identificar as possíveis causas dos lascamentos de cilindros de trabalho, propondo ações para reduzir as ocorrências utilizando o método solução de problemas. Após análise dos dados foi identificado que as ocorrências de falhas superficiais tinham forte correlação com as tensões de contato entre os cilindros de trabalho e o cilindro de encosto, foi realizado então um estudo com objetivo de verificar se as tensões de contato entre os dois cilindros poderiam estar relacionadas com os lascamentos. O método do estudo consistiu em simular diferentes perfis no cilindro de encosto (cilindro flat e com coroamento positivo) e diferentes caimentos (comprimento e altura) para obter os menores carregamentos possível. A condição de perfil e caimento com o menor carregamento foi testada no laminador para verificar na prática se houve a redução dos lascamentos. Os perfis e os caimentos testado permitiram uma redução significativa de ocorrência de lascamento de cilindros. A metodologia empregada para analise mostrou-se eficaz, podendo ser aplicada em outros laminadores para identificação de causas de falhas.

Aug 17, 2017

By Anderson de Farias Pereira

Estudos recentes sugerem que a produção de nanocompósitos de MgH2 com nanomateriais de morfologia 1D baseados em TiO2 produzidos via moagem reativa promovem aumento significativo na cinética de absorção-dessorção de hidrogênio deste material, o que favoreceria sua aplicação em tecnologias de armazenamento de hidrogênio em estado sólido. A proposta deste trabalho é avaliar o efeito da energia de moagem na integridade das nanopartículas e seu desdobramento nas cinéticas de sorção do material. Para tal, amostras de MgH2 com 5%p. de nanobastões de TiO2 (NR-550) foram produzidas em moinho de bolas planetário a 100, 200 e 300 rpm, respectivamente. Difração de Raios X (DRX) foi utilizada para caracterizar a estrutura cristalina e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) associada com EDS para analisar o tamanho e morfologia dos catalisadores em meio ao hidreto. Os resultados até o momento indicam que o processo de moagem a 100 rpm não ocasionou variação significativa na distribuição de tamanho e razão de aspecto comparado ao aditivo puro (com valor médio de 35 nm e 2,70 respectivamente). Ensaios de cinética de sorção de hidrogênio ainda estão em andamento.

Oct 30, 2017

By Priscila Graziela Melo Martins

O tamanho de grão austenítico é um parâmetro que influencia o desempenho de tratamentos térmicos em aços, assim como suas propriedades. Neste contexto, este trabalho investigou o uso de um reativo para ataque por imersão (240ml de água destilada, 2ml de HCl, 2g de ácido pícrico e 5 gotas de detergente neutro) para avaliar a influência da temperatura e do tempo de austenitização sobre o tamanho de grão austenítico de um aço ABNT1045 austenitizado nas temperaturas de 860ºC, 950ºC e 1100ºC por intervalos de tempo de 40, 90 e 180 minutos. As amostras austenitizadas foram temperadas em água, metalograficamente preparadas e atacadas com o reativo proposto com o objetivo de se revelar os antigos contornos de grãos austeníticos. Os tamanhos de grãos foram medidos com a utilização do software UMIAS de forma a possibilitar a determinação de distribuições estatísticas com quinhentas medidas para cada condição de tratamento. As amostras foram novamente preparadas e então atacadas com Nital 2%, sendo possível avaliar a influência do tamanho de grão austenítico sobre a morfologia da martensita. Pôde-se observar que, para o aço ABNT1045, a influência da temperatura de austenitização sobre o tamanho de grão austenítico é muito evidente e mais significativa do que a do tempo. Os valores de tamanho de grão se mostraram exponencialmente dependentes da temperatura, de forma que quanto maior o tamanho de grão austenítico, mais grosseira é a estrutura martensítica e menor é a dureza do material após a têmpera em água.

Aug 7, 2018

By Carlos Henrique Silveira Aguiar

O tubo formador de espiras é uma guia que está localizada no Laying Head, especificado de acordo com a norma ASTM 335P22, e tem por função conformar o fio-máquina na forma de espiras sobre o transportador Stelmor. O Laying Head gira continuamente, durante a operação normal, sendo que a cada revolução do tubo, uma espira é produzida, cujo diâmetro é determinado pelo raio final do tubo e pela velocidade do Laying Head, em relação à velocidade do Laminador. Estes tubos, durante a laminação dos aços BEXX, sofrem um desgaste acentuado, que é provocado pela carepa formada durante a passagem do fio máquina pelas caixas d’água, durante o processo de resfriamento. Desta forma, torna-se necessário trocá-los a cada 200t laminadas do referido aço, com tempo estimado de 30 minutos de parada. Além disso, há um desgaste físico acentuado na atividade de troca dos tubos, que coloca em risco a segurança dos funcionários. Outro efeito indesejável relaciona-se com o risco de ocorrência de sucata de linha, provocada pelo rasgamento do tubo, quando são fornecidos tubos cuja composição química se apresenta no limite inferior de especificação. Há programa de laminação que exige até 6 trocas diárias de tubo. Com a proposta de se incrementar a tonelagem laminada por canal dos discos de laminação do Bloco No Twist, tornou-se necessário desenvolver um tubo com insertos de metal duro, com vistas a aumentar a vida útil dos mesmos, como também a produtividade do Laminador 2.

Jul 30, 2018

By Thainá Silveira Garcia Mendes

A manutenção de monumentos e obras históricas deve ser executada com o uso de argamassa de cal, devido à sua maior permeabilidade e por preservar as características originais da obra. Entretanto, o uso de revestimento de tinta acrílica comercial sobre esta argamassa interfere na permeabilidade da construção como um todo, por vedar a superfície das paredes e tetos, internos e externos. Como uma alternativa que permite maior permeabilidade, tem-se a tinta à base de solo, constituída de água, cola branca e solo rico em silte e argila. O presente trabalho tem como objetivo quantificar e comparar as permeabilidades de amostras de argamassa de cal revestidas com tinta acrílica e com tinta de solo. Usou-se o método do tubo de Karsten para medir a permeabilidade dos dois revestimentos em comparação com a argamassa de cal sem revestimento. Os resultados dos ensaios indicaram que o revestimento de tinta à base de solo apresenta permeabilidade significativamente maior que a acrílica, sendo então mais indicada para o uso em restauro e manutenção de edificações históricas.

Oct 30, 2017

By Luis Bernardo Varela Jiménez

Amostras de aço inoxidável UNSS31803 duplex foram nitretadas sob plasma em atmosfera gasosa de 75% de nitrogênio e 25% de hidrogênio em temperatura de 400°C durante 20 horas. A microestrutura do material como recebido apresentava cordões de ferrita e austenita, alinhados no sentido da laminação, com aproximadamente 50% de cada uma das fases. A caracterização microestrutural foi feita por microscopia óptica, difração de raios X, MEV e EBSD. As propriedades mecânicas e tribológicas das superfícies tratadas foram avaliadas utilizando ensaios de microdureza e esclerometria linear instrumentada. As camadas obtidas na nitretação a plasma em baixa temperatura (LTPN) eram constituídas por ferrita expandida (aN) e austenita expandida (?N), com durezas de 1509 HV e de 1362 HV, respectivamente. Os ensaios de esclerometria linear mostraram que, num primeiro estágio, o indentador se movimenta sobre a camada nitretada, promovendo deformação plástica nas bordas do sulco, denotando a possibilidade de movimentação de discordância nas fases expandidas da camada nitretada. O coeficiente de atrito medido durante esse estágio ficou estável em torno de 0,05. Ao final do primeiro estágio houve início de formação de microtrincas, aumentando o coeficiente de atrito aparente. A transição para o 2º estágio ocorre com formação de microtrincas cuja densidade aumenta com o aumento da profundidade de risco. Nesse estágio o coeficiente de atrito cresce linearmente com o tempo e profundidade de risco, o número de microtrincas cresce e as microtrincas observadas são predominantemente transgranulares, típicas de falha coesiva da camada. Foram observadas, também, microtrincas intergranulares que causam o destacamento individual de pequenos grãos de ferrita e/ou austenita expandida. No terceiro estágio de riscamento o coeficiente de atrito aparente tende a se estabilizar em torno de 0,16. O ensaio de esclerometria linear realizado no aço como recebido apresenta coeficiente de atrito sempre crescente até atingir um valor em torno de 0,21.

Aug 8, 2018

By Lorena Cristina Amorim Moura

As coquerias enfrentam um grande problema que é a oxidação do carvão. Este fenômeno as afeta diretamente, pois deterioram as propriedades coqueificante do material, impactando na síntese do coque metalúrgico. Portanto, gerando perda de valor econômico, uma vez que as propriedades coqueificantes são fatores que determinam a atratividade e o custo do carvão. Sendo assim, torna-se necessário o uso de medidas para retardar o efeito da oxidação, garantindo a menor perda possível, desde a extração do carvão mineral da mina, até o carregamento nos fornos de coqueificação. Neste estudo em particular, definiu-se uma equação para previsão do decaimento de fluidez, que é a principal propriedade afetada pela oxidação, e matéria volátil de carvões em pilhas a céu aberto. Foi também desenvolvido o estudo do efeito da aspersão de uma camada polimérica para minimizar os decaimentos de fluidez e matéria volátil.

Oct 30, 2017

By Maria Carolina Andrade Teles

Nas últimas décadas, questões ambientais estão motivando novos paradigmas para o desenvolvimento de nossa sociedade. Assim, os compósitos epoxídicos reforçados com fibras lignocelulósicas atraíram o interesse em várias áreas de engenharia devido ao seu baixo custo, baixo consumo de energia durante a fabricação em associação com várias aplicações possíveis. A fibra, que é avaliada no presente trabalho, é extraída da folha da planta do fique (Furcraea Andina), demonstra um grande potencial como reforço de compósitos poliméricos. Este trabalho avaliará o desempenho em ensaio de impacto Charpy, de compósitos com matriz epóxi associada a diferentes camadas de tecido de fibras de Fique. Os resultados mostraram um aumento notável na dureza do entalhe com a quantidade de camadas de tecido de Fique incorporadas. Isso pode ser atribuído a uma desvinculação preferencial da interface fibra / matriz, o que contribui para uma energia absorvida elevada.

Oct 30, 2017

By Debora Machado de Souza

O crescente aumento da produção do setor moveleiro tem fortemente contribuído para a economia do país. No entanto, o setor gera grande quantidade de resíduos sólidos. Este trabalho visa avaliar o resíduo em pó de MDF, com o intuito de identificar a melhor forma de valorização do mesmo. Para isso, realizou-se um diagnóstico ambiental de uma fábrica de móveis de pequeno porte, e procedeu-se a caracterização do resíduo de MDF na forma de pó. O diagnóstico ambiental identificou que o resíduo na forma de pó está presente em todas as etapas do processo. As etapas de maiores impactos ambientais são a de corte e acabamento/polimento, já que nestas ocorre a maior geração de resíduo sólido, bem como consumo de energia e geração de material particulado. A caracterização da amostra identificou o material com algumas limitações para aplicações em processos industriais, mas que podem ser atenuadas com algum tipo de beneficiamento, podendo o mesmo ser utilizado como carga de reforço em matriz polimérica.

Aug 17, 2017

By Cyro Takano

A tecnologia de autorredução apresenta um grande potencial por apresentar características de alta velocidade de redução e de eficiência energética, resultando em economia de energia e em alta produtividade na produção de metal primário. Têmse dois processos consolidados de aglomeração. A utilização de cimento como aglomerante, com cura a frio que formam hidratos que conferem resistência, apresenta problema principal de sofrer degradação às temperaturas na faixa de 800 a 1000 °C, devido à decomposição dos hidratos. O outro processo é o de utilização das propriedades do carvão de alta fluidez e tratá-lo termicamente para que sirva de redutor e aglomerante. Este processo não é o de cura a frio, porém diminui consideravelmente a quantidade de escória em comparação com a utilização de cimento. O objetivo deste trabalho é o de analisar, na literatura técnica, os aglomerantes alternativos e iniciar os ensaios para verificar os comportamentos de resistência mecânica, principalmente a quente. Em função dos resultados a etapa seguinte será a de projetar um processo que seja compatível com resistência mecânica a quente. A análise resultou em sugestões para os ensaios. Os resultados preliminares, com utilização de bentonita e ácido bórico estão indicando resistência a quente das pelotas melhores que as obtidas com a utilização de cimento.

Aug 17, 2017

By Murillo Romero da Silva

Ligas com memória de forma (LMFs) são ligas metálicas capazes de recuperar o seu formato e tamanho original após deformação plástica quando aquecidas acima de uma temperatura crítica. Diversos casos de possíveis aplicações paras as LMF têm sido justificados no campo científico, com alguns poucos casos identificados para aplicação em massa, existindo uma ausência na literatura de uma análise crítica da aplicabilidade das mesmas que leve em consideração aspectos industriais e de mercado. Dessa forma, se faz necessário um estudo mais aprofundado que correlacione as ideias científicas geradas com a produção industrial e com a comercialização de LMFs. Nesse contexto, o trabalho visa através de levantamento e análise de patentes e artigos científicos, assim como por contatos industriais, estabelecer uma relação entre o desenvolvimento científico e o comercial das LMFs. Mais de 11 mil artigos e mais de 7 mil patentes foram produzidos nos últimos 16 anos, sendo observado uma tendência crescente da criação de conhecimento de LMF, o qual já vem sendo aplicado na indústria, justificando assim os esforços observados no campo científico. A área biomédica se destaca como a mais bem estabelecida no campo das LMF, com destaque para a utilização das ligas a base de NiTi.

Aug 17, 2017

By Bruno Vidal de Almeida

A campanha dos refratários à base de carbono aplicados como revestimento de trabalho de diversos equipamentos siderúrgicos depende da soma de diversos fatores como resistência à corrosão, resistência à oxidação do carbono, estabilidade termomecânica, entre outros. Durante a etapa de aquecimento inicial de revestimentos refratários novos ocorre a oxidação prematura do carbono presente no revestimento refratário, reduzindo a vida útil do revestimento precocemente. Para reduzir a oxidação precoce do carbono foi desenvolvido um novo coating cerâmico que atua como uma eficiente barreira física, reduzindo o contato do oxigênio da atmosfera de aquecimento com o carbono presente no refratário. O coating desenvolvido possui uma fase ligante com pega química ativada termicamente e possui como carga refratária um composto sílico-aluminoso com elevada estabilidade térmica. Os resultados laboratoriais de avaliação de desempenho revelaram que com a aplicação do novo coating desenvolvido reduz-se a oxidação prematura do carbono em até 77% e elevase a vida útil do revestimento em alguns casos em até 15%. O coating desenvolvido revelou possuir excelente desempenho quanto a proteção do refratário MgO-C contra a oxidação do carbono que ocorre durante a etapa de aquecimento de equipamentos com refratários novos, comprovando sua aplicabilidade em diversos equipamentos siderúrgicos que possuem revestimentos refratários à base de carbono.

Aug 17, 2017

By Marcos Paulo Kohler Caldas

Após a edição da RoHS Directive 2002/95/EC, diretiva que entrou em vigor em 1º de julho 2006 proibindo a utilização de seis substâncias perigosas: chumbo, mercúrio, cádmio, cromo hexavalente, bifenilos polibromados e éteres difenil-polibromados, fabricantes de equipamentos eletroeletrônicos passaram a utilizar soldas livres de chumbo (lead free) para montagem de suas placas de circuito impresso. A SAC 305 é um tipo de solda muito utilizada pelas empresas fabricantes de placas de circuito impresso. O presente trabalho visa caracterizar este tipo de solda verificando sua composição e identificar se a mesma se encontra livre de elementos perigosos ao ambiente. Avaliou-se a extração de metais como Ag e Sn através de digestão ácida em água-régia e rota HNO3 a temperatura ambiente. A composição do licor lixiviado foi caracterizada por espectrometria de emissão óptica com acoplamento de plasma induzido (ICP-OES). Os resultados indicam que a solda SAC 305 atende a RoHS, possui 2,7% Ag, 96,4% Sn e 0,9% de outros metais e a melhor rota para extração de Ag foi a HNO3 e para Sn foi a água-régia.

Aug 7, 2018