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.

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Desgaste erosivo

  1. 1. <ul><li>1) Erosão </li></ul><ul><ul><li>Causas naturais </li></ul></ul><ul><ul><li>Fatores que afetam </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Abrasivo </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ângulo de incidência </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Velocidade </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Material base </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Seleção de materiais e exemplos </li></ul></ul>07 – Erosão e cavitação
  2. 4. Definição (ASTM G40)‏ 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 . <ul><li>Semelhança com desgaste abrasivo </li></ul><ul><li>Fatores: VELOCIDAD e ÂNGULO de incidência </li></ul>
  3. 5. 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
  4. 6. ½ ( mV 2 )‏  Impacto de meteoro “ Partícula” sólida Restos de desgaste 11- 70Km/s
  5. 7. http://www.igm.cl/Espanol/Art%EDculos/Articulo1.htm Mecanismos de: Dano Perda de massa Impacto de meteoro “ Partícula” sólida
  6. 8. Amostra ! ½ ( mV 2 )‏ meteoro Degradação (perda de massa??)‏
  7. 9. 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)‏
  8. 10. Fluído multi componente Meteoro Barringer V ~11km/s Deserto do Arizona 79000 anos Dano por erosão! Erosão da Erosão
  9. 11. Serra da Cangalha 12km < 300 milhões de anos S 8 o 5´ W 46 o 52´ Dano por erosão! Erosão da Erosão
  10. 12. 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
  11. 13. Erosão - em formações rochosas ocasionada por erosião de areia em suspensão no ar. Vila Velha - Paraná Atrito e desgaste fazem parte da natureza
  12. 14. Erosão E = k V n f(  )‏ Paradigma: O desgaste erosivo depende da velocidade da partícula , do ângulo de incidência e (do abrasivo, material base, meio ambiente,...)‏
  13. 15. E = k V n 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
  14. 16. Velocidade O efeito da velocidade se relaciona com o meio no qual a partícula se move Depende do fluido e da associação com corrosão, por exemplo
  15. 17. E = k V n f(  )‏ Um problema difícil de resolver é determinar a velocidade real de impacto nos diferentes meios Velocidade
  16. 18. E = k V n 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)‏
  17. 19. E = k V n f(  )‏ Ângulo X Material base
  18. 20. E = k V n f(  )‏ Tamanho do Abrasivo
  19. 21. 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
  20. 22. E = k V n f(  )‏ TAMANHO – MASSA – ENERGÍA CINÉTICA Tamanho do Abrasivo
  21. 23. Inicio Fim ensaio Taxas de erosâo decrescentes com tempo de ensaio Silica and martensitic stainless steels tested in slurry composed by 0.5M H 2 SO 4 + 3.5% NaCl MESA[2003] Geometria do Abrasivo
  22. 24. E = k V n f(  )‏ Mesa y Toro 420 - 38HRC 410N 47HRC 410SN 53HRC La corrosión domina!! Corrosão
  23. 25. Analizar o sistema Seleção de materiais A severidade do desgaste determina as taxas
  24. 26. Engenho Manuelita Cali – 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
  25. 27. Furo em duto de petróleo durante a montagem Limpeza do tubo com jato de areia ( sand blasting )‏ Exemplo de dano 3
  26. 28. Arena
  27. 29.
  28. 30. Microcorte (A + B)/C < 1 Eficiência da erosión
  29. 31. Resina
  30. 32.
  31. 33. “ Sulcamento” Impressão (A + B)/C = “1” Eficiência da erosión a b c
  32. 34. vacíos Local de ruptura
  33. 35. “ Raindrops causing ripples On placid sand” Haiku         by         Hatamoto
  34. 36. Referências 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 . 07 – Erosão

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