Efeitos da radiação uv, temperatura e vapor aquecido nos compósitos poliméricos: monitoramento, instabilidade estrutural e fratura

The application of composite materials and in particular the fiber-reinforced plastics (FRP) has gradually conquered space from the so called conventional materials. However, challenges have arisen when their application occurs in equipment and mechanical structures which will be exposed to harsh environmental conditions, especially when there is the influence of environmental degradation due to temperature, UV radiation and moisture in the mechanical performance of these structures, causing irreversible structural damage such as loss of dimensional stability, interfacial degradation, loss of mass, loss of structural properties and changes in the damage mechanism. In this context, the objective of this thesis is the development of a process for monitoring and modeling structural degradation, and the study of the physical and mechanical properties in FRP when in the presence of adverse environmental conditions (ageing). The mechanism of ageing is characterized by controlled environmental conditions of heated steam and ultraviolet radiation. For the research, it was necessary to develop three polymer composites. The first was a lamina of polyester resin reinforced with a short glass-E fiber mat (representing the layer exposed to ageing), and the other two were laminates, both of seven layers of reinforcement, one being made up only of short fibers of glass-E, and the other a hybrid type reinforced with fibers of glass-E/ fibers of curaua. It should be noted that the two laminates have the lamina of short glass-E fibers as a layer of the ageing process incidence. The specimens were removed from the composites mentioned and submitted to environmental ageing accelerated by an ageing chamber. To study the monitoring and modeling of degradation, the ageing cycles to which the lamina was exposed were: alternating cycles of UV radiation and heated steam, a cycle only of UV radiation and a cycle only of heated steam, for a period defined by norm. The laminates have already undergone only the alternating cycle of UV and heated steam. At the end of the exposure period the specimens were subjected to a structural stability assessment by means of the developed measurement of thickness variation technique (MTVT) and the measurement of mass variation technique (MMVT). Then they were subjected to the mechanical tests of uniaxial tension for the lamina and all the laminates, besides the bending test on three points for the laminates. This study was followed by characterization of the fracture and the surface degradation. Finally, a model was developed for the composites called Ageing Zone Diagram (AZD) for monitoring and predicting the tensile strength after the ageing processes. From the results it was observed that the process of degradation occurs Abstract Raimundo Nonato Barbosa Felipe xiv differently for each composite studied, although all were affected in certain way and that the most aggressive ageing process was that of UV radiation, and that the hybrid laminated fibers of glass-E/curaua composite was most affected in its mechanical properties

Desenvolvimento de um sistema para análise de integridade estrutural de equipamentos estáticos baseado em cad vps micro cracks e ultrassom

In general, the designs of equipment takes into account the effects and processes of deterioration it will undergo and arrives at an approximate useful life. However, changes in operational processes and parameters, the action of external agents, the kind of maintenance conducted, the means of monitoring, and natural and accidental occurrences completely modify the desired performance of the equipment. The discontinuities that occur in anisotropic materials often and due to different factors evolve from being subcritical to critical acquiring the status of defect and compromising the physical integrity of the equipment. Increasingly sophisticated technological means of detection, monitoring and assessment of these discontinuities are required to respond ever more rapidly to the requirements of industry. This paper therefore presents a VPS (Virtual Pipe System) computational tool which uses the results of ultrasonic tests on equipment, plotting the discontinuities found in models created in the CAD and CAE systems, and then simulates the behavior of these defects in the structure to give an instantaneous view of the final behavior. This paper also presents an alternative method of conventional ultrasonic testing which correlates the integrity of an overlay (carbon steel and stainless steel attached by welding) and the reflection of ultrasonic waves coming from the interface between the two metals, thus making it possible to identify cracks in the casing and a shift of the overlay

Análise topológica experimental por perfilometria cíclica indutiva de superficies de paredes estruturais

To enhance the maintenance practices, Oil and Gas Pipelines are inspected from the inside by automated systems called PIG (Pipeline Inspection Gauge). The inspection and mapping of defects, as dents and holes, in the internal wall of these pipelines are increasingly put into service toward an overall Structural Integrity Policy. The residual life of these structures must be determined such that minimize its probability of failure. For this reason, the investigation on the detection limits of some basic topological features constituted by peaks or valleys disposed along a smooth surface is of great value for determining the sensitivity of the measurements of defects from some combinations of circumferential, axial and radial extent. In this investigation, it was analyzed an inductive profilometric sensor to scan three races, radius r1, r2, r3, in a circular surface of low carbon steel, equipped with eight consecutive defects simulated by bulges and holes by orbit, equally spaced at p/4 rad. A test rig and a methodology for testing in laboratory were developed to evaluate the sensor response and identify their dead zones and jumps due to fluctuations as a function of topological features and scanning velocity, four speeds different. The results are presented, analyzed and suggestions are made toward a new conception of sensor topologies, more sensible to detect these type of damage morphologies

Desenvolvimento e teste de um protótipo de reator de plasma com gaiola catódica rotatória para nitretação em lote de pequenas peças

The technique of ion nitriding, despite being fully consolidated in the industry, has great limitations when applied to the treatment of small parts. This is because effects that occur due to non-uniformity of the electric field, generate localized heating in parts, damaging the uniformity of nitrided layer. In addition, because the samples are treated static parts thereof are untreated. To expand the use of plasma nitriding, this work presents the development, assembly and testing of a prototype plasma reactor with rotatory cathodic cage [patent pending], able to meet these needs, giving the material a uniform treatment and opening doors to industrial scale production. The samples tested with hexagonal nuts are 6.0 mm in diameter, made of stainless steel AISI 304 nitrided at a pressure of 1 mbar in an atmosphere of 20% H2 + 80% N2 for 1 h. After treatment, testing visual inspection, optical microscopy and microhardness were carried out to check the effectiveness of the process for uniformity and hardness of the parts. All samples exhibited uniform color, and matte brownish, unlike the untreated samples, silver color and gloss. The hardness of the surface (top and sides) was 65% and even higher than the original hardness. The nitrided layer showed great uniformity in microstructure and thickness. It is concluded, therefore, that the unit was effective constructed for the purposes for which it was designed

Teste de condutividade elétrica em função do número de sementes e da quantidade de água para sementes de milheto

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

Método de preparo das sementes de mamoneira (Ricinus communis L.) para o teste de tetrazólio

O teste de tetrazólio é um método rápido e eficaz para avaliar a viabilidade e o vigor de sementes. O presente trabalho teve por objetivo padronizar o método de preparo das sementes de mamoneira (Ricinus communis L.) para a avaliação do potencial fisiológico pelo teste de tetrazólio. Foram testados os seguintes métodos de preparo das sementes: corte longitudinal mediano através do tegumento, endosperma e embrião; corte longitudinal diagonal sem atingir o eixo embrionário; remoção do tegumento; remoção do tegumento com corte longitudinal mediano através do endosperma e embrião; e remoção do tegumento com corte longitudinal mediano, paralelo aos cotilédones, através do endosperma e embrião. Antes dos preparos, as sementes foram pré-condicionadas entre papel toalha umedecido por 18 horas a 30ºC, e após os preparos, as sementes foram imersas na solução de tetrazólio na concentração de 0,5% e mantidas em câmara escura a 35ºC para o desenvolvimento da coloração. Avaliou-se a uniformidade da coloração das sementes após cada preparo, por meio da comparação entre eles. Para a avaliação do potencial fisiológico das sementes de mamoneira pelo teste de tetrazólio o método indicado de preparo é a remoção do tegumento, com posterior corte longitudinal e mediano, no sentido do comprimento, através do endosperma e embrião.

Concentração da solução de tetrazólio e período de coloração do teste para sementes de mamoneira

O objetivo do trabalho foi estudar a concentração da solução de tetrazólio e o período de coloração do teste para a avaliação do potencial fisiológico de sementes de mamoneira (Ricinus communis L.), padronizando a nomenclatura das cores observadas nas sementes após a coloração. Os tratamentos de concentração da solução de tetrazólio e períodos de coloração estudados foram: 0,075% e 0,1% por 120, 180 e 240 minutos, 0,2% por 60, 120 e 180 minutos, 0,5% por 60, 90 e 120 minutos e 1,0% por 30, 60 e 90 minutos. Os resultados foram comparados com os obtidos nos testes de germinação. A coloração das sementes após o teste de tetrazólio, em cada tratamento, foi avaliada mediante comparação com as fichas de cor do catálogo de Munsell, determinando-se a porcentagem de sementes observada em cada cor. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado e a comparação de médias realizada pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Para avaliar o potencial fisiológico pelo teste de tetrazólio, as sementes de mamoneira devem ser imersas na solução de tetrazólio na concentração de 0,2% por 120 minutos, a 35ºC. Nesse tratamento, as sementes viáveis após a coloração na solução de tetrazólio apresentaram predominantemente as cores rosa e rosa-escuro em suas estruturas essenciais, portanto essas podem ser consideradas como as cores características para o teste de tetrazólio em sementes de mamoneira.

Teste de condutividade elétrica em função do período e da temperatura de embebição para sementes de milheto

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

Teste de condutividade elétrica em sementes de amendoim

O teste de condutividade elétrica (CE) tem potencial para ser empregado no controle de qualidade pelas empresas produtoras de sementes, no entanto há fatores que podem afetar os resultados obtidos. Neste sentido, o trabalho teve como objetivo estudar os efeitos do tamanho da semente, do número de sementes da amostra e do período e temperatura de embebição que podem influenciar a interpretação dos resultados do teste de CE, em sementes de amendoim. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado em esquema fatorial 3 x 3: três lotes de semente, classificados em três tamanhos (peneiras 18, 20 e 22). Avaliou-se a CE em dez tempos de embebição (3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27 e 30 horas). O trabalho foi composto de quatro ensaios, onde se combinou número de sementes e temperatura de exposição das mesmas à embebição: a) quatro repetições de 25 sementes a 20ºC; b) quatro repetições de 50 sementes a 20ºC; c) quatro repetições de 25 sementes a 25ºC; d) quatro repetições de 50 sementes a 25ºC. A leitura da CE foi realizada por condutivímetro e os resultados expressos em µS.cm-1.g-1. O tamanho da semente afetou os resultados da CE; o tempo de embebição pode ser reduzido para até 3 horas; a temperatura de embebição de 25ºC mostrou-se mais promissora do que 20ºC, assim como a utilização de 50 sementes puras.

Teste de germinação com acondicionamento dos rolos de papel em sacos plásticos

O teste de germinação é realizado em laboratório, sob condições de ambiente controlado e favorável, visando a obtenção da mais completa e rápida germinação dos lotes de sementes. O substrato utilizado deve manter umidade suficiente para o processo de germinação, sendo que, muitas vezes os rolos de papel umedecidos necessitam ser acondicionados em sacos plásticos. O excesso de umidade também pode ser prejudicial à germinação, provocando atraso ou paralisação do desenvolvimento das plântulas. Essas alterações podem tornar o teste não representativo da verdadeira qualidade do lote. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito de embalagens plásticas, no acondicionamento dos conjuntos de rolo de papel mais sementes, durante o teste de germinação conduzido em germinadores de câmara vertical tipo B.O.D., visando a maximização dos resultados. Foram avaliadas duas espessuras (0,033 mm e 0,050 mm) e a presença ou a ausência de perfurações (128 furos de 5mm de diâmetro por face de 60 cm x 40 cm), nos sacos plásticos transparentes utilizados durante a realização do teste de germinação, para as seguintes espécies: milho doce (cv. 'Doce Cristal' e cv. 'Super Doce'), feijão (cv. 'Pérola' e cv. 'IAC-Carioca Tybatã') e soja (cv. 'Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA)-48' dois lotes). Para sementes de milho doce e feijão, os tratamentos plástico grosso ou fino perfurados e plástico fino inteiro promoveram os melhores resultados do teste de germinação. Concluiu-se que, a espessura do plástico e a presença ou ausência de perfurações são fatores que interferem nos resultados do teste de germinação conduzido em germinadores de câmara vertical tipo B.O.D.

Manutenção da umidade do substrato durante o teste de germinação de Brachiaria brizantha

Para avaliar procedimentos para a manutenção da umidade do substrato durante o teste de germinação de Brachiaria brizantha. Estudou-se o efeito da posição das caixas plásticas na câmara de germinação sobre a perda de água semanal, testando-se nove posições verticais (bandejas) e três posições horizontais (porta, meio e fundo do germinador). Foi também avaliado o efeito de procedimentos para manter a umidade do substrato, sobre a germinação, a perda de água semanal e o tempo despendido para a instalação do teste. Os procedimentos testados foram: (a) vedação da caixa plástica com vaselina, (b) vedação com saco plástico dobrado em quatro e colocado entre a tampa e a caixa, (c) colocação da caixa tampada dentro de saco plástico, (d) espuma sob o papel de germinação e (e) testemunha, caixa apenas tampada. Concluiu-se que a câmara de germinação promove a desidratação desigual do substrato conforme a posição das caixas; aquelas localizadas na primeira bandeja superior são as mais prejudicadas. Entre os procedimentos, a vedação com vaselina, a colocação da caixa dentro de saco plástico e a vedação com saco plástico dobrado em quatro entre a tampa e a caixa são eficientes na manutenção da umidade do substrato em taxas que não alteram os resultados do teste de germinação de B. brizantha; os dois últimos procedimentos são os mais rápidos e práticos, adaptando-se à rotina de um laboratório de análise de sementes.

Duração do teste de germinação de Brachiaria brizantha cv. marandu (Hochst. ex A. Rich.) Stapf

O presente trabalho objetivou determinar o tempo mínimo necessário à realização do teste de germinação para sementes de B. brizantha cv. Marandu, o método de superação de dormência e a condição de temperatura que proporcionem a maior germinação no menor tempo. Numa primeira etapa, realizou-se o teste de germinação em trinta lotes de sementes, sob duas condições de temperaturas (15-35ºC e 20-35ºC), avaliadas em conjunto com três métodos para a superação de dormência (H2SO4, KNO3 e Controle), constituindo seis tratamentos. Realizaram-se contagens diárias da germinação para a determinação da data mais apropriada para o término do teste. Na segunda etapa, realizaram-se testes de germinação em oito lotes de diferentes níveis de vigor, utilizando-se os mesmos seis tratamentos e com encerramento do teste nas datas definidas na primeira etapa. Conclui-se que, para o teste de germinação de B. brizantha, a escarificação com H2SO4 e a temperatura de 20-35ºC são tratamentos que resultam na maior germinação em um menor tempo, possibilitando o encerramento do teste aos 11 dias após a semeadura.

Teste de envelhecimento acelerado em sementes de aveia preta

Objetivou-se com este trabalho, estudar o teste de envelhecimento acelerado tradicional (com água), em sementes de aveia preta com e sem tratamento fungicida, e o envelhecimento acelerado com solução saturada de cloreto de sódio (NaCl), visando identificar o período de exposição e a temperatura para a classificação dos níveis de vigor de lotes dessas sementes. Foram utilizados cinco lotes de sementes, nos quais foram realizados testes para a caracterização da qualidade inicial de lotes (germinação, emergência de plântulas, condutividade elétrica, o comprimento de plântulas normais e massa de 1000 sementes), e estudado o envelhecimento acelerado tradicional (com água), com e sem tratamento fungicida, e o envelhecimento acelerado com solução saturada de sal (NaCl) por períodos de 24, 48, 72, 96 e 120 horas de condicionamento às temperaturas de 40, 43 e 45ºC. O teste de envelhecimento acelerado é adequado para estimar o vigor de sementes de aveia preta pelo procedimento tradicional (com e sem tratamento fungicida) ou com solução saturada de sal, ambos a temperatura de 40ºC por 24 horas.

Avaliação da qualidade fisiológica de sementes de mamoneira (Ricinus communis L.) pelo teste de tetrazólio

Objetivou-se com esse trabalho estabelecer parâmetros para a avaliação da qualidade fisiológica de sementes de mamoneira (Ricinus communis L.) pelo teste de tetrazólio. Avaliaram-se cinco lotes de sementes quanto à viabilidade e ao vigor pelo teste de tetrazólio e os resultados comparados aos obtidos nos testes de germinação em areia, germinação em papel, primeira contagem da germinação em papel, emergência de plântulas em campo, índice de velocidade de emergência, classificação do vigor de plântulas, comprimento das plântulas, massa da matéria seca de plântulas e envelhecimento acelerado. O delineamento experimental empregado foi o inteiramente casualizado, e a comparação de médias realizada pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Os resultados de viabilidade do teste de tetrazólio se correlacionaram com o teste de germinação em areia, com a emergência em campo e com o comprimento de plântulas, e os de vigor do teste de tetrazólio com a classificação do vigor de plântulas. Concluiu-se que os parâmetros estabelecidos são eficientes para a avaliação da viabilidade e promissores para a avaliação do vigor de sementes de mamoneira pelo teste de tetrazólio.

Duração do teste de germinação do capim-tanzânia

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