Investigação da erosividade de cinzas oriundas de combustível derivado de resíduo em aço AISI 310 e AISI 321 tratados termicamicamente

bibo.pageEnd97
dc.contributor.advisor1Scandian, Cherlio
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-4393-719X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8466752738430250
dc.contributor.authorCastro, Ricardo Nogueira de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-2588-0887
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7719402825314254
dc.contributor.referee1Tavares, Sérgio Souto Maior
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4320367144812616
dc.contributor.referee2Strey, Nathan Fantecelle
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-2568-116X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3613706957012460
dc.date.accessioned2024-05-30T00:50:17Z
dc.date.available2024-05-30T00:50:17Z
dc.date.issued2021-02-26
dc.description.abstractSociety currently faces two challenges: developing renewable and economically viable energy sources; and seek a sustainable destination for waste. The production of energy from fuel derived from waste can solve part of both problems. However, one must study the tribological system involved for this technology to make its increasingly profitable. Thus, some factors were investigated and resistance to erosive wear was compared under conditions close to those found in cyclones, by means of erosion tests on austenitic stainless steels, grades AISI 310 and AISI 321, after heat treatments, at air jet erosimeter standardized according to ASTM G76-18. The treatments were solubilization and aging in grades 310, and solubilization and stabilization in grades 321. The hardness, microstructure and surface roughness were evaluated before treatments. The test conditions were: at room temperature, at 30 g / min of particle flow for 10 minutes, at 30 ° and 90 ° of impact angle, with 50 µm alumina and ash (70% from 150 to 425 µm) from a thermochemical reactor for the production of fuel derived from waste. Ash erosivity was evaluated by testing samples of stainless steel 304 at 30 m/s and 70 m/s, which resulted in erosion rates close to those found with alumina in the standard. The analysis under scanning electron microscope found ductile mechanisms, such as microscracking and microcutting, with a predominance of the first when tested with ash and the second when tested with alumina. Wear rates were higher than ash in most conditions. When tested with alumina, it wears more at 30 °, however, when tested with ash, it wears more at 90 °. An increase in resistance against ash erosion at 90º of grade 310 was observed when aged, and an increase in resistance against erosion of alumina at 30º of grade 321 when stabilized. The micrographs revealed that the lower resistance of the steels treated by solubilization occurred due to the growth of grains.
dc.description.resumoA sociedade enfrenta atualmente dois desafios: desenvolver fontes de energia renováveis e economicamente viáveis; e buscar um destino sustentável para os resíduos. A produção de energia a partir de combustível derivado de resíduo pode solucionar parte de ambos problemas. Contudo, deve-se estudar o sistema tribológicos envolvido nessa tecnologia para torná-la cada vez mais rentável. Assim, investigaram alguns fatores e comparou-se a resistência ao desgaste erosivo em condições próximas àquelas encontradas nos ciclones, por meio de ensaios de erosão em amostras de aços inoxidáveis austeníticos, graus AISI 310 e AISI 321, após tratamentos térmicos, em erosímetro a jato de ar padronizado conforme ASTM G76- 18. Realizaram-se tratamentos de solubilização e envelhecimento nos graus 310, e de solubilização e de estabilização nos graus 321. Avaliaram-se a dureza, a microestrutura e a rugosidade superficial das amostras antes dos tratamentos. Executaram os ensaios nas seguintes condições: a temperatura ambiente, a 30 g/min de fluxo de partículas durante 10 minutos, a 30° e 90° de ângulo de impacto, com alumina 50 µm e com cinzas (70% de 150 à 425 µm) provenientes de um reator termoquímico destinado a produção de combustível derivado de resíduo. Avaliou-se a erosividade das cinzas por meio de ensaios em amostras de aço inoxidável 304 a 30 m/s e 70 m/s, dos quais resultaram em taxas de erosão próximas das encontradas com alumina na norma. A análise sob microscópio eletrônico de varredura encontrou mecanismos dúcteis, como microssulcamento e microcorte, com predominância do primeiro quando ensaiado com as cinzas e do segundo quando ensaiado com alumina. As taxas de desgaste foram maiores que as das cinzas na maioria das condições. Quando ensaiado com alumina, desgasta-se mais à 30°, contudo, quando ensaiado com cinzas, desgasta-se mais à 90°. Percebeu-se um aumento da resistência a erosão do grau 310 quando envelhecido contra cinzas a 90º, e um aumento da resistência a erosão do grau 321 quando estabilizado contra alumina a 30°. As micrografias revelaram que a menor resistência dos aços tratados por solubilização ocorreu devido ao crescimento de grãos.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/15296
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectErosão a jato de ar
dc.subjectcinzas
dc.subjectalumina
dc.subjectaço inoxidável austenítico
dc.subjectgrau AISI 310
dc.subjectgrau AISI 321
dc.subjecttratamento térmico
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.titleInvestigação da erosividade de cinzas oriundas de combustível derivado de resíduo em aço AISI 310 e AISI 321 tratados termicamicamente
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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