Estudi d'impedància electroquímica en recobriments orgànics per aplicacions anticorrosives

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Università degli studi di Trento, Italia, entre maig i agost del 2007. S’ha estudiat la influència de l’addicció de polímers conductors a una sèrie de pintures marines o revestiments de naturalesa orgànica amb la finalitat de millorar les seves propietats anticorrosives.

L'anoditzat d'alumini com a eina per a la fabricació de nanomaterials 1D

El projecte se centra en la fabricació de nanomaterials 1D mitjançant una estratègia sintètica, basada en la combinació de metodologies top-down i bottom-up: la deposició de materials diversos a l’interior de l’estructura porosa de l’alúmina anòdica. En una primera etapa del treball, es desenvolupa el procés de fabricació de les membranes poroses, conegut com anoditzat de l’alumini. S’analitzen diversos aspectes del procés per tal d’optimitzar-lo i aconseguir la fabricació de capes poroses d’elevada qualitat de manera controlada, reproduïble i utilitzant un alumini de baixa puresa. Posteriorment, s’avalua la versatilitat de les membranes com a plantilla per a l’obtenció de nanomaterials amb geometria 1D (nanofils i nanotubs) mitjançant tècniques diverses. D’una banda es fabriquen nanofils de níquel magnètics mitjançant tècniques electroquímiques de deposició, amb la novetat que la formació del dipòsit té lloc directament a través del sistema alumini – alúmina. D’altra banda, s’obtenen nanotubs d’òxid de ferro magnètic (Fe3O4) mitjançant la tècnica de deposició per capes atòmiques. Les dues tècniques permeten un alt control de tots els paràmetres estructurals. Finalment, s’inclou un estudi sobre la preparació de membranes poroses d’alúmina anòdica avançades. La principal característica d’aquestes membranes és la modulació a voluntat del diàmetre de porus, resultant en pseudo-nanoestructures 1D.

Behavior study of pipes after forming, coating and bending

A study of the main types of coatings and its processes that modern industry commonly apply to prevent to the corrosion due to the environmental effects to energetic market pipelines have been done. Extracting main time and temperature range values, coating heat treatment recreation have been applied to x65 pipelines steel grade samples obtained from a pipe which was formed using UOE forming process. Experimental tensile tests and Charpy V‐Notch Impact test have been carried out for a deeply knowledge of the influence on the steel once this recreations are applied. The Yield Strength and toughness have been improved despite lower values in rupture strain and ductile‐brittle temperature transition have been obtained. Finite Element Method have been applied to simulate the entirely pipe cold bending process to predict the mechanical properties and behaviour of the pipe made from x65 steel grade under different conditions.

Assaigs Stress Corrosion Cracking (SCC)

En aquest projecte es presenta la realització d’un sistema d’assaig de la corrosió sota tensió (stress corrosion cracking, SCC) i un estudi de l’efecte de l’SCC sobre dos acers d’eina per matrius d’estampació en calent. L’SCC és la formació i propagació d’esquerdes en un material degut a la interacció de tres factors: un medi corrosiu, un material susceptible i una tensió estàtica aplicada. Aquestes esquerdes són difícils de detectar i poden provocar fallades catastròfiques inesperades i, en concret, s’ha detectat aquest fenomen en matrius refrigerades d’estampació en calent. Es pretén dissenyar i construir un dispositiu d’assaig SCC per tal d’utilitzar-lo per l’estudi dels materials 1.2367 i 1.2343 en condicions d’aigua de xarxa, aigua destil·lada i inhibidor. Aquests assaigs es realitzen a les temperatures de 40 i 80ºC ja que un estudi previ ha simulat les condicions de temperatura als canals de refrigeració de les matrius d’estampació en calent i s’ha vist que aquestes són les temperatures assolides. La raó d’estudiar aquests materials és perquè són dos acers d’eina per treball en calent convencionals, usats en l’àmbit de les matrius refrigerades d’estampació en calent i en general en processos de conformat en calent (forja, moldeig). S’estudia el comportament a tracció d’aquests materials en aquestes condicions comparant-lo amb el mateix assaig però en condicions en aire, i s’avaluen les diferències en la tensió màxima, la ductilitat, el mecanisme de fractura o l’esquerdament sofert. Es fa un estudi fractogràfic de les mostres mitjançant microscòpia electrònica de rastreig (SEM) i un estudi de les superfícies laterals i del secondary cracking mitjançant microscòpia òptica. Es comparen els diferents resultats obtinguts i es determina en quines condicions s’ha desenvolupat SCC i en quines no, en quina intensitat i quines opcions hi ha per evitar-lo.

Hormigón armado: durabilidad. Medidas de potenciales de corrosión como elemento de control del estado de las armaduras

Como sabemos, el hormigón armado es uno de los mejores materiales de construcción por dos motivos principales: su resistencia y su durabilidad en el tiempo. A pesar de ello son muchas las patologías que puede sufrir y muchas las agresiones ambientales a las que está sometido. Para mantener las estructuras en buen estado de conservación, es necesario conocer el estado real de las mismas. Así, este proyecto plantea como objetivo principal evaluar la conveniencia o no de introducir en los trabajos de inspección, la medida de potenciales de corrosión por el método de media pila.

Reforç d’un element estructural mitjançant l’adhesió de làmines de compòsits reforçats amb fibres (FRP)

Aquest treball final de carrera és un estudi del reforç d’un element estructural de formigó per mitjà de fibres FRP. Podem assimilar-lo a una guia pràctica per tal que un enginyer ambconeixements de construcció, pugui reforçar un membre que ha sofert danys produïts peraguantar càrregues, oscil·lacions, etc.per les que no havia estat dissenyat. El projecte conté teoria del FRP per tal de conèixer el material que utilitzarem pel nostre reforç, les normatives i prenormatives que s’utilitzen per fer el disseny, i un exemple pràctic de càlcul del reforç d’una biga sotmesa a flexió i el confinament d’un pilar, que són les dues opcions més utilitzades per reforçar amb FRP. El reforç d’estructures de formigó és el camp de la construcció on més ràpidament i amb major èxit s’estan aplicant els reforços amb FRP, degut a les propietats tant avantatjoses que presenten, entre altres, resistència a la corrosió i lleugeresa, que es tradueix en estalvi de transport i posada en obra

Anàlisi cinètica experimental d'una recuita de recuperació mitjançant una tècnica de calorimetria diferencial (DSC)

En l’àmbit de la indústria metal·lúrgica és molt freqüent l’ús de tècniques de conformació per deformació (treball en fred o en calent) per tal de donar forma, a metalls o aliatges metàl·lics. Mecànicament, el treball en fred provoca l’increment de la duresa i de la resistència a la tensió i, per contra, la reducció de la ductilitat, de la conductivitat elèctrica i de la resistència a la corrosió. Per tal de millorar les propietats mecàniques afectades per la reducció és on pren rellevància l’ús de la recuita. La recuita és un tractament tèrmic format per tres etapes: la recuperació, la recristal·lització i el creixement del gra. En el present projecte analitzem en detall la recuperació. El projecte té com a objectiu fer l’estudi experimental de la cinètica, durant la recuita de recuperació, d’un aliatge mecànic. Aquest estudi permetrà determinar els paràmetres més rellevants per tal de descriure com evolucionen l’estructura i les propietats del metall durant un tractament tèrmic, en funció del temps de tractament i la temperatura

Estudio sobre la resistencia quimica de baldosas ceramicas no-esmaltadas para pavimentos industriales

The chemical resistance of ceramic tiles is the subject of the European Standard UNE-EN ISO 10545-13. In order to evaluate the effect of aqueous solutions of several chemicals agents on the aspect of the tile surface, this standard establishes a series of tests at room temperature followed by visual inspection. According to this standard the tiles of this study are classified as being of maximum resistance (UHA). However operating conditions can be more aggressive than those detailed in the standard. So, a systematic study has been undertaken. In the present work, the effect of aqueous solutions of several organic and inorganic acids on the tile surface is evaluated. Samples immersed in different solutions are subjected to the following conditions: T= 60º C; pH=2 and to agitation processes. Visual analysis, as well as optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) were performed in order to determine the possible variation of the superficial aspect of tiles. Moreover, atomic absorption spectrophotometry has been used in order to obtain quantitative information concerning the solubility of system M (III)-L (M= Fe; L= H2O or L= ligand). The results obtained show, in all cases, a progressive dissolution of iron oxide precipitates presents in the ceramic body

Structural characterization of laser-treated Cr3C2-NiCr coatings

The interconnected porosity of the Cr3C2-NiCr coatings obtained by high-velocity oxy fuel spraying is detrimental in corrosion and wear resistance applications. Laser treatments allow sealing of their surfaces through melting and resolidification of a thin superficial layer. A Nd:YAG laser beam was used to irradiate Cr3C2-NiCr coatings either in the continuous wave mode or at different repetition rates in the pulsed one. Results indicated that high peak and low mean laser irradiances are not good, since samples presented deep grooves and an extensive crack network. At low peak and higher mean laser irradiances the surface was molten, and only a few shallow cracks were observed. The interconnected porosity was completely eliminated in a layer up to 80 m thick, formed by large Cr7C3 grains imbedded in a NiCr matrix.

Development of laser-fired contacts for amorphous silicon layers obtained by Hot-Wire CVD

In this work we study aluminium laser-fired contacts for intrinsic amorphous silicon layers deposited by Hot-Wire CVD. This structure could be used as an alternative low temperature back contact for rear passivated heterojunction solar cells. An infrared Nd:YAG laser (1064 nm) has been used to locally fire the aluminium through the thin amorphous silicon layers. Under optimized laser firing parameters, very low specific contact resistances (ρc ∼ 10 mΩ cm2) have been obtained on 2.8 Ω cm p-type c-Si wafers. This investigation focuses on maintaining the passivation quality of the interface without an excessive increase in the series resistance of the device.

Structural characterization of laser-treated Cr3C2-NiCr coatings

The interconnected porosity of the Cr3C2-NiCr coatings obtained by high-velocity oxy fuel spraying is detrimental in corrosion and wear resistance applications. Laser treatments allow sealing of their surfaces through melting and resolidification of a thin superficial layer. A Nd:YAG laser beam was used to irradiate Cr3C2-NiCr coatings either in the continuous wave mode or at different repetition rates in the pulsed one. Results indicated that high peak and low mean laser irradiances are not good, since samples presented deep grooves and an extensive crack network. At low peak and higher mean laser irradiances the surface was molten, and only a few shallow cracks were observed. The interconnected porosity was completely eliminated in a layer up to 80 m thick, formed by large Cr7C3 grains imbedded in a NiCr matrix.

Caracterizacion quimica de la vidriera historica de Sant Pere i Sant Jaume (segundo cuarto del s. XIV, Monestir de Pedralbes, Barcelona)

Se han caracterizado químicamente diferentes tipos de vidrios arquitectónicos originales de la iglesia del Monestir de Pedralbes, Barcelona (realizados hacia 1330). Esta nota expone los resultados obtenidos mediante el empleo de microsonda electrónica en vidrios de varios colores (blanco, verde, rosado, azul, amarillo, rojo) de la vidriera de Sant Pere y Sant Jaume. Corresponden esencialmente a vidrios sódicos (dentro del rango 13-19 % de Na2O) de coloración y composición homogénea, con elementos que actúan como colorante (p.e., CuO en rango 1.6-6 % en los vidrios verdes). El vidrio rojo, potásico, es una excepción notable (16.5 % K2O, 14 % CaO), tecnológicamente diferente (vidrio"plaqué" blanco con una intercalación roja de composición análoga pero sensiblemente más rica en CuO). Los vidrios sódicos no aparecen substancialmente dañados, los vidrios potásicos presentan corrosiones (moderadas) y pérdida parcial de transparencia. El predominio en esta vidriera de vidrios sódicos (inusuales para la época por lo que conocemos) ha permitido una excelente conservación. La composición química es una característica que permite diagnosticar precozmente el estado de deterioro y evaluar los costes de restauración en una vidriera, independientemente de los recubrimientos, pátinas y morteros que ésta presente.

Materials selection for superheater tubes in municipal solid waste incineration plants

Corrosion reduces the lifetime of municipal solid waste incineration (MSWI) superheater tubes more than any other cause. It can be minimized by the careful selection of those materials that are most resistant to corrosion under operating conditions. Since thousands of different materials are already known and many more are developed every year, here the selection methodology developed by Prof. Ashby of the University of Cambridge was used to evaluate the performance of different materials to be used as MSWI superheater tubes. The proposed materials can operate at steam pressures and temperatures over 40 bars and 400ºC, respectively. Two case studies are presented: one makes a balanced selection between mechanical properties and cost per thermal unit; and the other focuses on increasing tube lifetime. The balanced selection showed that AISI 410 martensitic stainless steel (wrought, hard tempered) is the best candidate with a good combination of corrosion resistance, a relatively low price (0.83-0.92 e/kg) and a good thermal conductivity (23-27 W/m K). Meanwhile, Nitronic 50/XM-19 stainless steel is the most promising candidate for longterm selection, as it presents high corrosion resistance with a relatively low price (4.86-5.14 e/kg) compared to Ni-alloys.

Aplicacions de la fibra òptica a la monitorització d'estructures

Davant la gran necessitat que es té per reduir al mínim els costs relacionats amb el manteniment, prevenció i seguretat, la monitorització en el camp de les estructures civils és una activitat que ha anat adquirint un paper cada cop més important. Dins el camp de l’enginyeria civil, la instrumentació d’estructures d’edificació i obra civil ha experimentat una profunda expansió. Les aplicacions més habituals en aquest tipus d’ activitat, solen estar associades a l’avaluació d’esforços en estructures existents, i/o el seguiment de l’estat tenso-deformacional durant el procés de construcció. Hi ha una gran diversitat de dispositius de mesura que permeten realitzar aquest seguiment. Els sistemes basats en la tecnologia de fibra òptica ja ho permeten. La resistència a la corrosió i a la fatiga, la immunitat a les interferències electromagnètiques o la possibilitat de prendre mesures discretes al llarg del temps, podent referir-les en tot moment a l’origen, són alguns dels seus avantatges. Tot i els múltiples avantatges, aquest sistema també té els seus inconvenients. En tota seguretat el més important és l’influencia de la temperatura en els valors mesurats. El projecte es centre en aquest últim punt , concretament en les mesures de deformació. Els objectius que s’han dut a terme al llarg de la durada del treball han estat els següents: - Aprendre les bases teòriques d’aquesta tecnologia. - Determinar en quin grau, la temperatura afecta a les mesures adquirides mitjançant sensors de fibra òptica. - Establir els mecanismes adients per quantificar, corregir o minimitzar aquests efectes. - Comparar la fiabilitat d’aquest tipus de mesura respecte a la dels sensors basats en extensometria