Avaliação tribológica dos polímeros NBR, PTFE e PTFE gravitado em contato com aço AISI 52100

Low cost seals are made of NBR, Nitrile Butadiene Rubber, a family of unsaturated copolymers that is higher resistant to oils the more content of nitrile have in its composition, although lower its flexibility. In Petroleum Engineering, NBR seal wear can cause fluid leakage and environmental damages, promoting an increasing demand for academic knowledge about polymeric materials candidate to seals submitted to sliding contacts to metal surfaces. This investigation aimed to evaluate tribological responses of a commercial NBR, hardness 73 ± 5 Sh A, polytetrafluoroethylene (PTFE), hardness 60 ± 4 HRE and PTFE with graphite, 68 ± 6 HRE. The testings were performed on a sliding tribometer conceived to explore the tribological performance of stationary polymer plane coupons submitted to rotational cylinder contact surface of steel AISI 52100, 20 ± 1 HRC Hardness, under dry and lubricated (oil SAE 15W40) conditions. After screening testings, the normal load, relative velocity and sliding distance were 3.15 N, 0.8 m/s and 3.2 km, respectively. The temperatures were collected over distances of 3.0±0.5 mm and 750±50 mm far from the contact to evaluate the heating in this referential zone due to contact sliding friction by two thermocouples K type. The polymers were characterized through Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Dynamic Mechanical Analysis (DMA). The wear mechanisms of the polymer surfaces were analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and EDS (Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy). NBR referred to the higher values of heating, suggesting higher sliding friction. PTFE and PTFE with graphite showed lower heating, attributed to the delamination mechanism

Análise tribológica de um sistema de acionamento alternativo de pigs para a indústria do petróleo

It is analyzed through the concepts of tribology and mechanical contact and damage the suggestion of implementing a backup system for traction and passage of Pipeline Inspection Gauge (Pig) from the inside of pipelines. In order to verify the integrity of the pipelines, it is suggested the possibility of displacement of such equipment by pulling wires with steel wires. The physical and mechanical characteristics of this method were verified by accelerated tests in the laboratory in a tribological pair, wire versus a curve 90. It also considered the main mechanisms of wear of a sliding system with and without lubricant, in the absence and presence of contaminants. To try this, It was constructed a test bench able to reproduce a slip system, work on mode back-and-forth ("reciprocation"). It was used two kinds of wires, a galvanized steel and other stainless steel and the results achieved using the two kinds of steel cables were compared. For result comparative means, it was used steel cables with and without coating of Poly Vinyl Chloride (PVC). The wires and the curves of the products were characterized using metallographic analysis, microhardness Vickers tests, X-ray diffraction (XRD), X-Ray Refraction (XRF) and tensile tests. After the experiments were analyzed some parameters that have been measurable, it demonstrates to the impracticality of this proposed method, since the friction force and the concept of alternating request at the contact between the strands of wire and the inner curves that are part ducts caused severe wear. These types of wear are likely to cause possible failures in future products and cause fluid leaks

Avaliação do ciclo térmico de conformação por compressão de peças em poli(sulfeto de fenileno) reforçado com fibras contínuas de carbono

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fractography analysis and fatigue strength of carbon fiber/RTM6 laminates

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Experimental Study on the Impact Behaviour of Metal-fiber Laminates

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Evaluation of procera/porcelain interface in metal-free prosthesis

Prosthetic substructures for dental application are veneered by porcelain comprising a structure with different elastic modulus and thermal expansion coefficients layers. This structure may present residual stresses in different layers leading to crack propagation and delamination. Although veneering porcelain remains basically on same strength than standard feldspathic porcelains, new ceramic cores have been developed with higher mechanical properties overcoming metal substructures, improving esthetics and biocompatibility. The interface between the Procera dense sintered alumina core and the manufacturer recommended veneering porcelain (AllCeram-Degussa) were evaluated using SEM in coping shaped specimen simulating the standard dental preparation. There were neither crack presences at the interface nor porcelain delamination.

Lamb mode diversity imaging for non-destructive testing of plate-like structures

Several Lamb wave modes can be coupled to a particular structure, depending on its geometry and transducer used to generate the guided waves. Each Lamb mode interacts in a particular form with different types of defects, like notches, delamination, surface defects, resulting in different information which can be used to improve damage detection and characterization. An image compounding technique that uses the information obtained from different propagation modes of Lamb waves for non-destructive testing of plate-like structures is proposed. A linear array consisting of 16 piezoelectric elements is attached to a 1 mm thickness aluminum plate, coupling the fundamental A0 and S0 modes at the frequencies of 100 kHz and 360 kHz, respectively. For each mode two images are obtained from amplitude and phase information: one image using the Total Focusing Method (TFM) and one phase image obtained from the Sign Coherence Factor (SCF). Each TFM image is multiplied by the SCF image of the respective mode to improve contrast and reduce side and grating lobes effects. The high dispersive characteristic of the A0 mode is compensated for adequate defect detection. The information in the SCF images is used to select one of the TFM mode images, at each pixel, to obtain the compounded image. As a result, dead zone is reduced, resolution and contrast are improved, enhancing damage detection when compared to the use of only one mode. © 2013 Elsevier Ltd.

Influência das microestruturas bainítica e martensítica nas propriedades tribológicas do par aço AISI/SAE 4340 e liga bronze-alumínio 630

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Estudo e caracterização do processo de usinagem do compóstio GLARE

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Energia específica de corte e integridade superficial no microfresamento do ABNT 1045

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Adsorção de molibdato em minerais de argilas naturais e modificadas com ácido sulfúrico, ácido húmico e uréia

Sedimentos argilosos provenientes do município Assis Brasil, Acre, foram lixiviados com soluções de ácido sulfúrico, ácido húmico e uréia, visando avaliar a capacidade de retenção de molibdato nesses materiais e investigar a viabilidade do processo de adsorção na interface sólido-solução. Os materiais foram caracterizados a partir de dados de difração de raios X, espectros FTIR, cargas superficiais e composição química. Os modelos de isotermas de Langmuir, Freundlich e Sips foram usados no ajuste dos dados experimentais de adsorção. Os minerais identificados nos sedimentos argilosos foram esmectita, caulinita, ilita, quartzo, albita, microclineo e calcita. A modificação química promoveu a amorfização da amostra modificada com ácido sulfúrico e delaminação ao longo do plano 001 da amostra modificada com uréia. Os ajustes matemáticos definidos pelos parâmetros (K_L,K_f) das isotermas de adsorção, avaliação de C_e vs. Q_e, pH vs. Q_e ,Qmáx (sips) e Kd indicaram que a amostra S10H15 é a mais eficiente na adsorção de MoO₄^2-, com q_Max = 6,83 mg.L^-1.

Síntese e caracterização de materiais híbridos (PCHs e Organoargilas) com aplicabilidade na adsorção de fenol, benzeno e tolueno

Este estudo avalia o uso de argila do Estado do Acre de natureza esmectítica (argila original) como precursora na síntese de PCHs (Porous Clay Heterostructure) e na organofuncionalização com mercaptopropiltrimetoxisilano (MPTS-Arg) e aplicabilidade desses materiais como adsorventes de fenol, benzeno e tolueno em fase líquida. A síntese de PCHs envolve as seguintes etapas: preparação de organoargila com hexadeciltrimetilamônio (HDTMA-Argila); aumento do espaçamento basal (d₀₀₁) da organoargila usando o cosurfactante octilamina e adição concomitante de uma fonte de Si, como o tetraetilortosilicato (TEOS); lavagens com etanol em HCl, secagem a 60 o C (PCH-60 A e B); calcinação a 500 o C e 700 º C (PCH 500 A/B e PCH 700), com a remoção do surfatante/co-surfactante e consequente substituição destas substâncias orgânicas por prótons que permanecem nas paredes das galerias de pilares de SiO₂ até novo tratamento porventura realizado no PCH. O material MPTS-Arg foi obtido a partir da intercalação de mercaptopropiltrimetoxisilano na argila original sob agitação durante 1 h (Arg-MPTS 1) e na argila original previamente tratada com HCl 1 mol L^-1 e sob agitação durante 2 h (Arg-MPOS 2). Os materiais (argila original, HDTMA-Argila, PCH-60, PCH-500/700 e MPTS-Arg) foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura acoplado a espectroscopia de raios X por dispersão de energia (MEV/ EDS), espectroscopia de absorção molecular IV com transformada de Fourier (FTIR), técnicas de análises térmicas (DTA_TG) e análises texturais, como as medidas de área superficial específica (ASEBET, ASE_Langmuir), volume total de poros (VTP) e diâmetro médio de poros (DMP). Caracterização complementar por ressonância nuclear magnética no estado sólido acoplada a espectrometria de massa (RMN-M AS) foi realizada para o PCH-500 A. Nos experimentos de adsorção de fenol, benzeno e tolueno foram utilizadas suspensões aquosas dos adsorventes contendo separadamente os adsorvatos. As concentrações de equilíbrio de fenol, tolueno e benzeno foram medidas por espectroscopia de absorção molecular na região ultravioleta, conforme método aceito e aplicado em outros estudos de adsorção. Foram obtidos os seguintes resultados: identificação do argilomineral esmectita na argila natural com espaçamento basal de 1,25nm; intercalação do HDTMA e do MPTS com expansão do d(001) para 1,95nm (HDTMA-Arg 5) e 2,1nm (MPTS-Argila 1h). Após a modificação observou-se através da análise de EDS um decréscimo das concentrações dos elementos Na, Si e Al (%) nas posições interlamelares e aumento na concentração de C. O espectro ²⁹Si MAS NMR do PCH-500 A apresentou sinais químicos dos centro Q₃ Si(OSi)₃OH e Q₄ Si(OSi)₄ que indicam a formação de sílica em sua estrutura. Os PCHs (60 e 500 A) foram classificados como mesoporosos, apresentando ASE_BET entre 417 a 446 m² g^-1 e volume total de poros (cm³ g^-1) = 0,367 - 0,369. O aumento da temperatura de calcinação do PCH 500 para 700 o C (PCH 700) propiciou decréscimos em SBET (305 m² g^-1) e diâmetro médio de poros (0.976 nm). Foi verificado a partir da avaliação das medidas dos diâmetro de poros em PCH 700 que 46% das medidas correspondem a microporos. No estudo do equilíbrio de adsorção foram obtidos os valores de K_L (L mg^-1), K_F (L mg^-1) e q_Max (mg g^-1) nos seguintes processos: (i) adsorção de fenol (1.40; 2.26 e 3.80) e tolueno (145, 7.18 e 135) em PCH-500 A; (ii) adsorção de benzeno (0.33, 41.49 e 69.81) em PCH 500 B; (iii) na adsorção de tolueno em argila-MPOS 1 (1.06, 118.9 e 146) e argila-MPOS 2 (2.1, 92 e 97); (iv) na adsorção de fenol (0.07, 0.48 e 4.44) e benzeno (0.11, 4.95 e 35.8) em HDTA-Arg 5, respectivamente. Os dados obtidos sobre a caracterização dos materiais indicaram que a formação dos PCHs propiciou grande aumento nas concentrações de Si e decréscimo nas concentrações de Al, Fe e outros elementos, devido à delaminação- exfoliação da esmectita original. Foi verificado que os materiais são mais adequados para adsorção de tolueno e benzeno do que fenol.

Relação desgaste-acabamento superficial em ferramentas de metal duro com revestimento triplo no torneamento de aços

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Adsorção de fenol e benzeno em montmorilonita modificada com brometo de hexadeciltrimetilamônio

Este estudo avalia a intercalação de esmectita dioctahédrica do Estado Acre com o sal quaternário de amônio brometo de hexadeciltrimetilamônio (HDTMA) em concentrações compreendidas entre 1 a 5 vezes ao valor de CTC da argila original e sua aplicabilidade na adsorção de fenol e benzeno em fase líquida. Os materiais foram caracterizados por microanálises de difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura/espectroscopia com dispersão de energia e espectroscopia na região do infravermelho. Os processos de adsorção foram realizados em sistemas simples e as medidas das concentrações do fenol e benzeno foram efetuadas por espectrofotometria na região ultravioleta. Os resultados indicaram que a intercalação da esmectita com HDTMA propiciou cerca de 78,8% de expansão (variação de d₀₀₁: 1,47 nm para 1,91 nm) e decréscimo acentuado dos elementos das posições interlamelares, como Na, Ca, Mg e K, acompanhado pela delaminação/esfoliação da argila original. Nos processos de adsorção do fenol e benzeno em HDTMA-arg 5 foram obtidos os seguintes resultados: q_Max= 4,44 e 35,8 mg.g^-1; K_L= 0,076 e 0,115 L.g-1; ΔGº = -16,85 e -18,38 kJ.mol^-1, respectivamente. Estes dados indicaram que os processos de adsorção do benzeno e fenol em fase líquida na organoargila HDTMA-arg 5 foram favoráveis, espontâneos e com interações físicas.

Ultrasonic non-destructive testing of plate-like structures using piezoelectric array transducers

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)