desgaste erosivo
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Aula 7, parte 2, do curso Introdução ao estudo do atrito e do desgaste. Realizado por INES, UCS e Simecs, na UCS em junho de 2009.TRANSCRIPT
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1) Erosão
Causas naturais
Fatores que afetam
Abrasivo
Ângulo de incidência
Velocidade
Material base
Seleção de materiais e exemplos
07 – Erosão e cavitação
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Desgaste erosivo: perda progresiva de material de uma superfície sólida devido a la interação mecânica con un fluído, um fluido multi-componente ou impacto (“impinging”) de líquido ou partículas sólidas.
Definição (ASTM G40)
Semelhança com desgaste abrasivo
Fatores: VELOCIDAD e ÂNGULO de incidência
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EROSÃO
Prof. Dr. Amilton Sinatora
Departamento de Engenharia Mecânica
Escola Politécnica
Universidade de São Paulo
São Paulo – Brasil
Novembro 2003
Prof. Dr. Giiuseppe Pintaúde
CEFET – Curitiba - Paraná
Prof. Dr. Alejandro Toro
Uiversidade Nacional -Medellín – Colombia
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½ ( mV2)
Impacto de meteoro
“Partícula” sólida
Restos de desgaste
11- 70Km/s
7http://www.igm.cl/Espanol/Art%EDculos/Articulo1.htm
Mecanismos de:
Dano
Perda de massa
Impacto de meteoro
“Partícula” sólida
8Amostra!
½ ( mV2)meteoro
Degradação
(perda de massa??)
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Fluído multi componente
K-T Event
Luiz Alvarez
Teoria do impacto a 65milhões de anos
Extinção dos dinossauros
180km de diâmetro Yucatan – México
Chicxulub structure de depósitos sedimentares (debris!?)
K-T Event (K is used to denote the Cretaceous period rather than C to avoid confusion with other periods such as the Cambrian).
Earth Impact Database, 2003. <http://www.unb.ca/passc/ImpactDatabase/> (Accessed: day/month/year)(25/10/03)
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Fluído multi componente
Meteoro Barringer
V ~11km/s
Deserto do Arizona
79000 anos
Dano por erosão! Erosão da Erosão
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Serra da Cangalha 12km < 300 milhões de anos S 8o 5´ W 46o52´
Dano por erosão! Erosão da Erosão
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Desgaste - Erosão – em arrecifes
ocasionada por movimento da água do mar e areia em suspensião
Pontal del Serrambi - Pernambuco Brasil
Atrito e desgaste fazem parte da natureza
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Erosão - em formações rochosas
ocasionada por erosião de
areia em suspensão no ar.
Vila Velha - Paraná
Atrito e desgaste fazem parte da natureza
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Erosão
E = k Vn f()
Paradigma: O desgaste erosivo depende da velocidade da partícula, do ângulo de incidência e (do abrasivo, material base, meio ambiente,...)
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E = k Vn f()
Velocidade
O efeito da velocidade se relaciona con o meio no qual a partícula se move
Notar que o expoente da velocidade pode ser maior do que 2 o que evidência a importância do controle da velocidade quando possível
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VelocidadeO efeito da velocidade se relaciona com o meio no qual a partícula se move
Depende do fluido e da associação com corrosão, por exemplo
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E = k Vn f()
Um problema difícil de resolver é determinar a velocidade real de impacto nos diferentes meios
Velocidade
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E = k Vn f()
Para materiais dúcteis a erosão é máxima para ângulos rasantes enquanto que para materiais frágeis ela é máxima para a incidência normal.
Ângulo X Material base
Na incidência normal o efeito de impacto é maior (requer maisða tenacidade do material base)
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E = k Vn f()
Ângulo X Material base
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E = k Vn f()
Tamanho do Abrasivo
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4.5 billion-year-old rock (meteorite ALH84001), that was discovered in Antartica and that is believed to have been dislodged from Mars by an impact about 16 million years ago and that fell to Earth 13,000 years ago
Tamanho do Abrasivo
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E = k Vn f()
TAMANHO – MASSA – ENERGÍA CINÉTICA
Tamanho do Abrasivo
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Inicio Fim ensaio
Taxas de erosâo decrescentes com tempo de ensaio
Silica and martensitic stainless steels tested in slurry composed by 0.5M H2SO4 + 3.5%
NaCl
MESA[2003]Geometria do Abrasivo
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E = k Vn f()
Mesa y Toro
420 - 38HRC
410N 47HRC
410SN 53HRC
La corrosión domina!!
Corrosão
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Analizar o sistema
Seleção de materiais
A severidade do desgaste determina as taxas
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Engenho ManuelitaCali – Colômbia (08-10-03) LFS – GTS – Depto. Eng. Mecânica – U. del Valle –Copersucar Colômbia – Colciências - Engenho Manuelita.
Erosão de pás de separador de detritos de colheitadeira da cana da açúcar.
Exemplo de dano 1
27Furo em duto de petróleo durante a montagem
Limpeza do tubo com jato de areia (sand blasting)
Exemplo de dano 3
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Arena
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Microcorte
(A + B)/C < 1
Eficiência da erosión
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Resina
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“Sulcamento”
Impressão
(A + B)/C = “1”
a b
c
Eficiência da erosión
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vacíos
Local de ruptura
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“Raindrops causing ripplesOn placid sand”
Haiku by Hatamoto
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LÓPEZ, D. CONGOTE, J.P. CANO, J.R. TORO, A. TSCHIPTSCHIN, A.P. Effect of particle velocity and impact angle on the corrosion-erosion of AISI 304 and 420 stainless steels. Wear, 259 (2005), 118-124.
D. H. MESA, A. TORO, A. SINATORA AND A. P. TSCHIPTSCHIN The effect of testing temperature on corrosion–erosion resistance of martensitic stainless steels, Wear, Volume 255, n. 1-6, August-September 2003, pp.139-145
AZEVEDO, C.R.F., SINATORA, A. Failure analisys of a gas pipeline Engineering Failure Analysis 11 (2004)387-400 .
Referências07 – Erosão