Construção e aplicação de eletrodo de aço inoxidável UNS S31254 como eletrodo indicador em titulações condutimétricas

UNS S31254 SS electrodes have been built to substitute platinum in conductimetric titrations. The electrodes were tested in both acid-basic titration (chloridric acid and sodium hydroxide) and precipitation titration (sodium chloride and argentum nitrate as titrant). The practical application was exemplified from conductimetric tritations of HF ¾ HNO3 mixtures used in metalurgical industry to passivate stainless steels. The results were compared with those obtained using commercial platinum electrodes. The equivalent volumes obtained were comparable within 3% experimental error. Its application depends on the nature of electrolyte. These results have shown that stainless steel, less expensive than platinum (about three order of magnitude), can substitute platinum electrodes in routine analyses and didactic laboratories.

Adesão de linhagem selvagem de Streptococcus thermophilus em superfície de aço inoxidável e efeitos da higienização na sua remoção

Linhagem selvagem de Streptococcus thermophilus isolada de leite pasteurizado foi avaliada em modelo experimental quanto a adesão em superfície de aço inoxidável e comportamento frente à limpeza e sanificação. Em leite, a adesão do microrganismo em aço inoxidável foi estudada em 6h de contato a 45°C sob agitação e uma higienização com detergentes alcalino e ácido seguida de sanificação foi utilizada para avaliação do comportamento das células aderidas frente à higienização. Esse microrganismo aderiu a essa superfície produzindo uma carga de 10(4)UFC/cm². Após a limpeza alcalina não foram detectadas células aderidas; em seguida a limpeza ácida 6 UFC/cm² ainda foram detectadas. A sanificação com hipoclorito de sódio, após a limpeza, foi suficiente para reduzir a carga de S. thermophilus selvagem aderida ao aço inoxidável. O modelo experimental mostrou-se adequado para o estudo, indicando que a cultura selvagem de Streptococcus thermophilus é produtora de biofilme em superfície de aço inoxidável. A limpeza da superfície de aço inoxidável por detergência alcalina remove mais que 99,9% das células aderidas. Pequenos números de células remanescentes são removidos na detergência ácida o que demonstra a necessidade das diferentes etapas e tipos de detergentes para a eficiência da limpeza. Melhores resultados na remoção desse biofilme são alcançadas com detergência alcalina seguida de detergência ácida e mais eficientemente quando se utiliza uma sanificação complementar com hipoclorito de sódio.

Migração de minerais de panelas brasileiras de aço inoxidável, ferro fundido e pedra-sabão (esteatito) para simulantes de alimentos

Os utensílios culinários podem liberar alguns componentes inorgânicos durante a cocção de alimentos. A migração destes pode ser interessante desde que ocorra em quantidades adequadas às necessidades nutricionais do usuário ou não existam implicações toxicológicas. Foi avaliada a migração de metais (Fe, Mg, Mn, Cr, Ni, Ca, Zn, Pb, Cd e Hg) por espectrometria de emissão óptica, utilizando ácidos láctico e acético como simulantes do alimento em panelas de aço inoxidável (304), ferro fundido (GG-10) e pedra-sabão (esteatito), durante 15 cocções seqüenciais. O comportamento da migração durante cinco ciclos de estocagem a 22ºC também foi estudado. Análise de regressão dos dados revelou que, em função do uso, as panelas de inox apresentam redução da migração de metais de forma rápida, enquanto as de pedra-sabão mostram um declínio suave na migração, contrastando com as de ferro, que apresentam aumento na migração de Fe e Mn com o uso contínuo. Em nenhum utensílio foi observada a liberação de metais pesados, como Pb, Cd ou Hg.

Weldability of powder bed fusion fabricated stainless steel 316L sheets to cold rolled sheet metal

Weldability of powder bed fusion (PBF) fabricated components has come to discussion in past two years due to resent developments in the PBF technology and limited size of the machines used in the fabrication process. This study concentrated on effects of energy input of welding on mechanical properties and microstructural features of welds between PBF fabricated stainless steel 316L sheets and cold rolled sheet metal of same composition by the means of destructive testing and microscopic analysis. Optical fiber diameter, laser power and welding speed were varied during the experiments that were executed following one variable at a time (OVAT) method. One of the problems of welded PBF fabricated components has been lower elongations at break comparing to conventionally manufactured components. Decreasing energy input of the laser keyhole welding decreased elongations at break of the welded specimens. Ultimate tensile strengths were not affected significantly by the energy input of the welding, but fracturing of the specimens welded using high energy input occurred from the weld metal. Fracturing of the lower energy input welds occurred from the PBF fabricated base metal. Energy input was found to be critical factor for mechanical properties of the welds. Multioriented grain growth and formation of neck at fusion zone boundary on the cold rolled side of the weld was detected and suspected to be result from weld pool flows caused by differences in molten weld pool behaviour between the PBF fabricated and cold rolled sides of the welds.

Influência da velocidade de circulação do leite na adesão de Pseudomonas aeruginosa sobre aço inoxidável

A influência da velocidade de circulação do leite na adesão bacteriana de Pseudomonas aeruginosa foi avaliada em teste de uso simulado por meio de um modelo de circuito de processamento de leite. O circuito é composto por uma tubulação de aço inoxidável AISI 304, com 1,9 cm de diâmetro e 5,8 m de comprimento, além de um tanque de 25 L, utilizado como reservatório do produto e das soluções sanitizantes. O reservatório foi acoplado a uma bomba centrífuga de ½ HP, para impulsionar o alimento ou soluções de higienização pelo sistema equipado com cupons de prova em aço inoxidável nas formas cilíndrica, cotovelo 90º e T. As velocidades de circulação foram de 0,5, 1,0 e 1,5 m.s-1, correspondentes a fluxo turbulento com número de Reynolds de 14.000, 28.000 e 42.000, respectivamente. Quando se utilizou velocidade de 0,5 m.s-1, permaneceram aderidas à superfície 10,7% das células. Já nas velocidades e 1,0 e 1,5 m.s-1 as porcentagens de adesão foram de 5,36 e 4,9%, respectivamente, o que demonstra uma menor remoção de células aderidas à medida que o fluxo diminui, permitindo assim que mais células permaneçam aderidas na linha de produção, o que pode favorecer a formação de biofilmes.

Formação de biofilme em aço inoxidável por Aeromonas hydrophila e Staphylococcus aureus usando leite e diferentes condições de cultivo

O objetivo desta pesquisa consistiu em avaliar a formação de biofilme em aço inoxidável por Aeromonas hydrophila e Staphylococcus aureus usando leite e diferentes condições de cultivo. As variáveis em estudo consistem no cultivo monoespécie e combinado, dos referidos microrganismos e nas temperaturas de 4, 7 e 18 °C. Recipientes contendo 1000 mL de leite, densidade populacional de 10(5) UFC.mL-1 de cada microrganismo e 10 cupons de aço inoxidável (10 × 20 mm) foram lacrados e armazenados, sob agitação de 60 rpm, por um período de 10 dias. As análises ocorreram a cada 48 horas. Células sésseis de A.hydrophila e S. aureus foram enumeradas através do plaqueamento seletivo em ágar m-Aeromonas selective e Baird-Parker, respectivamente. Estudos sobre o tempo de geração, enumeração de células planctônicas e observação dos cupons através da microscopia eletrônica de varredura foram conduzidos. S. aureus, em monocultivo, formou biofilme a 18 °C e a 7 °C. Para 4 °C, foi observado um processo de adesão. A presença de A. hydrophila reduziu o desempenho de S. aureus. Nesta condição de cultivo multiespécie houve formação de biofilme a 18 °C. A. hydrophila, tanto em monocultivo quanto em presença de S. aureus, formou biofilme em todas as condições pesquisadas.

Efecto del acabado superficial en la oxidación en alta temperatura de aceros inoxidables 316L por Rodrigo Contreras Carrillo

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) U.A.N.L.

Caracterização da incorporação da escória de aço inoxidável em materiais cerâmicos quanto a imobilização de cromo

O volume de escória de aço inoxidável produzida a partir do forno elétrico a arco é elevado, e trazendo este fato para dentro do desenvolvimento sustentável, surge a necessidade de estudar a sua reciclagem e reutilização como instrumento de fundamental importância para o controle e minimização dos problemas ambientais, e deste modo resolver o seu problema de armazenagem. O objetivo deste trabalho foi analisar a mobilidade de cromo presente na composição da escória de aço inoxidável, quando esta é utilizada como matéria-prima para a confecção de material cerâmico, afim de avaliar o risco de contaminação ambiental que estes novos materiais podem causar durante o seu ciclo de vida. Houve a necessidade do estudo, principalmente, porque a escória apresenta cromo em sua composição, e em função disto envolve toda a problemática ambiental que resíduos de cromo provocam. As ferramentas utilizadas para este estudo foram os ensaios de lixiviação e solubilização baseados nas Normas Brasileiras para material granular, NBR 10005 e NBR 10006, respectivamente, e ensaio baseado na Norma Holandesa para material monolítico, NEN 7345, para corpos cerâmicos com percentuais de escória de 10%, 20% e 30% em peso. Os parâmetros utilizados para avaliação do comportamento deste material foram as diferentes granulometrias da amostra e diferentes soluções acidificantes. As diferentes granulometrias foram obtidas através de quebra aleatória ou cortes em local pré-determinado. Este parâmetro de avaliação foi aplicado nos ensaios baseados nas Normas Brasileiras As diferentes soluções acidificantes, ácido nítrico ou ácido acético, foram utilizadas como parâmetro de avaliação no ensaio baseado na Norma Holandesa. A periculosidade do resíduo foi determinada através da análise química dos extratos resultantes dos ensaios e posterior comparação com a concentração máxima dos componentes estabelecida na NBR 10004. Os resultados mostraram que a escória de aço inoxidável é resíduo não-inerte; o cromo presente na escória está na forma trivalente, podendo ser parcialmente oxidado a cromo hexavalente durante o processamento cerâmico; a granulometria, e conseqüente área superficial, é fator determinante para os ensaios de lixiviação e solubilização; e os dois ácidos utilizados apresentam grandes diferenças na extração dos constituintes, o que indica que os resultados são diferentes conforme a norma de lixiviação utilizada para a avaliação da mobilidade dos constituintes do resíduo.

Nitretação a plasma em aço inoxidável 17-4 PH

Este trabalho tem por objetivo otimizar os parâmetros de nitretação a plasma para a formação de camadas nitretadas com propriedades tribológicas adequadas para a utilização em ponteiras de conexão utilizadas em “risers” de completação de poços de petróleo. Para atingir este objetivo, amostras de aço inoxidável endurecível por precipitação 17-4 PH foram nitretadas a plasma em um reator com mistura gasosa de 76%N2 e 24%H2 durante 4 horas. As temperaturas utilizadas no processo foram 400, 450, 480 e 550°C. As camadas nitretadas produzidas foram avaliadas quanto à morfologia, espessura, composição, dureza, resistência à corrosão e resistência ao desgaste. Os resultados demonstraram que as condições de nitretação utilizadas foram eficientes no endurecimento superficial das amostras. A utilização de temperatura elevada (550°C) não é adequada para a nitretação de aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação 17-4 PH. A amostra nitretada a 450°C apresentou a melhor combinação de propriedades para aplicação nas ponteiras de “risers” de completação.

Caracterização para o beneficiamento gravimétrico de escória de aço inoxidável com a utilização de concentrador Mozley laboratorial

A formação de escória representa uma das maiores fontes de geração de resíduos na produção de aços inoxidáveis. Ao contrário da escória oriunda de alto-forno, as quais são amplamente estudadas e reutilizadas, a escória de aço inoxidável oriunda do processo FEA (forno elétrico a arco) é objeto de poucos estudos visando a recuperação dos materiais de valor presentes neste resíduo. Este resíduo é normalmente disposto, em grandes áreas, sem tratamento prévio. Esta prática pode representar um perigo à saúde humana devido aos materiais constituintes da escória, como metais tóxicos como, por exemplo, o cromo. Apesar disto, poucas tentativas de eliminar estes contaminantes têm sido feitas. Porém, é possível tratar este resíduo de forma a extrair os metais de valor agregado, como no caso do cromo. Sob um aspecto econômico, processos gravimétricos podem ser aplicáveis a estes tipos de resíduos. Sendo este o objetivo deste trabalho, é mostrado que, com a utilização de um separador mineral laboratorial Mozley, foi possível obter um concentrado contendo cromo, o qual pode ser tratado adequadamente para ser reutilizado, por exemplo, no processo de fabricação de aço.

Análise da viabilidade da aplicação do aço inoxidável na Ilha da Madeira

A grande maioria das estruturas existentes atualmente contém aço na sua constituição, seja na forma de aço estrutural, seja na forma de armaduras de betão armado. A deterioração precoce do aço destas estruturas é um fenómeno muito comum e que tem acarretado grandes custos em reabilitações e reparações. O principal fator para essa deterioração precoce é o contacto de agentes agressivos, como os cloretos, com o aço que originam a sua corrosão. Na Ilha da Madeira alguns desses agentes agressivos estão presentes em grandes quantidades, promovendo a súbita corrosão do aço, fazendo com que os custos de manutenção sejam elevados. Uma das formas de evitar a corrosão do aço é através da utilização do aço inoxidável reduzindo assim os custos com manutenções ao longo da sua vida útil. Nesta dissertação pretende-se avaliar se a utilização do aço inoxidável em vez do aço carbono na Ilha da Madeira é economicamente mais vantajosa a longo prazo. Para esse fim foram elaboradas diversas tarefas. Numa fase inicial foi realizada uma análise comparativa entre o aço carbono e o aço inoxidável em termos de propriedades gerais, comportamento mecânico e regulamentação, mas também uma pesquisa sobre as aplicações e os tipos de aço inoxidável. Numa fase seguinte foram abordados mecanismos de degradação e métodos de reparação para a corrosão. Para além disso, foram determinados os tempos de vida útil de projeto, através de modelos de degradação, e estimados cenários de degradação e manutenção. Posteriormente foram dimensionados dois tipos de estruturas (betão armado e estrutura metálica) e para dois tipos de aço (aço carbono e aço inoxidável) por forma a determinar o peso dos materiais das estruturas para apurar o seu custo. Em seguida foram realizadas as análises económicas das estruturas mencionadas anteriormente face aos cenários de manutenção anteriormente realizados. As análises recaíram sobre os custos inicias das estruturas e os custos a longo prazo, para um período de vida útil de 50 anos. Em função da análise realizada pode concluir-se que na Ilha da Madeira a utilização do aço inoxidável nas estruturas metálicas, por enquanto, não é vantajosa em termos económicos. Para as estruturas de betão armado, verificou-se também que na maioria dos casos a utilização do aço carbono é a melhor opção económica a longo prazo, exceto nas estruturas perto do mar com cimentos do tipo CEM I ou CEM II/A, em que o aço inoxidável é a melhor opção, pois embora este apresente um custo inicial superior ao do aço carbono, o seu custo total a longo prazo incluindo as reparações é inferior.

Estudo da viabilidade técnica para obtenção de superfície duplex em aço inoxidável martensítico AISI 410 através do processo de deposição a plasma por gaiola catódica

The technique of plasma nitriding by the cathode cage mainly stands out for its ability to produce uniform layers, even on parts with complex geometries. In this study, it was investigated the efficiency of this technique for obtaining duplex surface, when used, simultaneously, to nitriding treatment and thin film deposition at temperatures below 500°C. For this, were used samples of AISI 41 0 Martensitic Stainless Steel and performed plasma treatment, combining nitriding and deposition of thin films of Ti and/or TiN in a plasma atmosphere containing N2-H2. It was used a cathodic cage of titanium pure grade II, cylindrical with 70 mm diameter and 34 mm height. Samples were treated at temperature 420ºC for 2 and 12 hours in different working pressures. Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM) with micro-analysis by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-Ray Diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM) and analysis of Vickers Microhardness were used to investigate coating properties such as homogeneity and surface topography, chemical composition, layer thickness, crystalline phase, roughness and surface microhardness. The results showed there is a direct proportionality between the presence of H2 in plasma atmosphere and the quantity of titanium in surface chemical composition. It was also observed that the plasma treatment at lowpressure is more effective in formation of TiN thin film

Avaliação da molhabilidade de soluções de tensoativos em aço inoxidável

With the increasing industrialization of the planet caused by globalization, it has become increasingly common to search for highly resistant and durable materials for many diverse branches of activities. Thus, production and demand for materials that meet these requirements have constantly increased with time. In view of this, stainless steel is presented as one of the materials which are suitable applications, due to many features that are interesting for several segments of the industry. Concerns of oil companies over heavy oil reservoirs have grown steadily for the last decades. Rheological properties of these oils impair their transport in conventional flow systems. This problem has created the need to develop technologies to improve flow and transport, reducing operation costs so as to enable oil production in the reservoir. Therefore, surfactant-based chemical systems are proposed to optimize transport conditions, effected by reduction of interfacial tensions, thereby enhancing the flow of oil in ducts and reducing load losses by friction. In order to examine such interactions, a study on the wettability of metallic surfaces has been undertaken, represented by measuring of contact angle of surfactant solutions onto flat plates of 304 stainless steel. Aqueous solutions of KCl, surfactants and mixtures of surfactants, with linear and aromatic hydrocarbon chain and ethoxylation degrees ranging between 20 to 100, have been tested. The wettability was assessed by means of a DSA 100 krüss goniometer. The influence of roughness on the wettability was also investigated by machining and polished the stainless steel plates with sandpapers of references ranging between 100 of 1200. The results showed that sanding and polishing plates result in decrease of wettability. As for the solutions, they have provided better wettability of the stainless steel than the KCl solutions tested. It was also been concluded that surfactant mixtures is an option to be considered, since they promote interactions that generate satisfactory contact angles for a good wettability on the stainless steel plate. Another conclusion refers to the influence of the ethoxylation degree of the nonionic surfactant molecules on wettability. It has been observed that contact angles decrease with decreasing ethoxylation degrees. This leads us to conclude that molecules with higher ethoxylation degree, being more hydrophobic, decrease the interaction of water with the ducts, thereby reducing friction and improving the flow

Comportamento plástico do aço inoxidável austenítico em baixa temperatura

Ensaios de tração uniaxiais foram empregados para deformar aços inoxidáveis austeníticos do tipo 304, em diferentes temperaturas abaixo da ambiente (de 77 K a 300 K). A relação entre a estabilidade da austenita e o encruamento, em função da temperatura de teste, é discutida quanto à transformação martensítica induzida por deformação e ao deslizamento de discordâncias na austenita. em curvas tensão-deformação que assumem a equação de Ludwik sigma = sigmao + képsilonn, na qual sigma é a tensão verdadeira e e a elongação plástica verdadeira, um modo conveniente para analisar o encruamento é por meio do diagrama log dsigma / dépsilon versus log épsilon. O aspecto significativo é a variação da taxa de encruamento dsigma / dépsilon com a elongação plástica verdadeira nas diferentes temperaturas. As mudanças no comportamento do encruamento motivando até três estágios de deformação são associadas a diferentes processos microestruturais. A transformação martensítica pode ser considerada como um processo de deformação que compete com o processo usual de deslizamento. A investigação desses estágios, na região plástica, produz uma referência qualitativa de como diferentes fatores, tais como o grau de deformação, temperatura e composição química da austenita, afetam a transformação austenita-martensita.

Pulsed Nd:YAG laser seam welding of AISI 316L stainless steel thin foils

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)