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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Estudo da erosão por cinza volante em diferentes tipos de ligas de aço aplicadas em caldeira de grande porte
metadata.dc.creator: Bortoluzzi, Rodrigo Lucas
metadata.dc.contributor.advisor1: Ferreira, Cristiano Corrêa
metadata.dc.description.resumo: Esta pesquisa estudou o desgaste por erosão atuante nos tubos de troca térmica do economizador de uma caldeira por meio de testes in loco, testes em laboratório seguindo os padrões da norma (ASTM G76-95) e simulações computacionais. Durante as análises, foram avaliados os comportamentos das ligas de aço como: ASTM A213T2, ASTM A213T22, ASTM A213T91, ASTM A210C e ASTM A106B, em função das variáveis velocidades, concentração, composição da cinza volante, temperatura e erosão quando expostos às mesmas condições operacionais. Esta investigação objetivou fornecer subsídios às premissas de projeto e seleção de materiais, bem como aumentar o tempo de vida útil dos componentes quando submetidos a condições adversas na caldeira em função das variáveis observadas. O controle da erosão e desgaste dos tubos tem como propósito a contribuição para a redução dos custos de manutenção, verificando-se falhas nos tubos do economizador prematuras, que causam indisponibilidades forçadas da caldeira o que gera prejuízos de grande vulto. Utilizou-se difração de raio x para análise de composição mineralógica das cinzas volantes. Para auxiliar na escolha da região de estudo, foram realizados cálculos de simulação CFD com o propósito de verificar o local exato onde a ação da velocidade dos gases de exaustão mais prejudicam os dutos no interior do economizador da caldeira. A avaliação da erosão por cinza volante, oriunda da Caldeira 4, do Complexo Termelétrico de Candiota, ocorreu em duas etapas distintas. A primeira foi realizada em condições de processo e, a segunda, em testes de bancada. Os testes em condições de processo foram acompanhados por ensaios para avaliar a evolução do desgaste das ligas de aço, como, pesagem, medição de espessura por ultrassom, digitalização em scanner 3D e dureza. O teste de bancada utilizou, como referência, a norma ASTM G76-95, fornecendo parâmetros para a confecção das amostras, assim como a própria bancada de testes. Os ensaios foram fundamentais para quantificar os resultados, como, pesagem e digitalização em scanner 3D. Os resultados encontrados por meio deste estudo possibilitaram um maior conhecimento dos mecanismos de erosão nas ligas de aço com o uso das cinzas volantes. Dessa forma, foi possível encontrar soluções para melhorar as premissas de projeto, assim como identificar os limites de aplicação dos materiais estudados em um projeto dessa natureza.
Abstract: This research studied the erosion mechanism active in heat exchange tubes of a boiler by means of in site tests, laboratory tests following the standard (ASTM G76-95) and computer simulations. During the analysis, we evaluated the behavior of alloy steel such as: ASTM A213T2, ASTM A213T22, ASTM A213T91, ASTM A210C and ASTM A106B, in function on the variable speed, concentration, fly ash composition, temperature and erosion when exposed to the same conditions operational. This objective investigation to provide inputs on design assumptions and material selection, and increase the service life of components when subjected to adverse conditions in the boiler depending on the observed variables. Control of erosion and wear of the tubes are intended to contribute to the reduction of maintenance costs, checking for failures in premature economizer tubes, causing forced outages boiler which generates large-scale losses. It was used x ray diffraction for the analysis of mineralogical composition of fly ash. To auxiliary in choose the region the study, were performed CFD simulation studies with the purpose the verify the exact place where the action of the velocity of the exhaust gases more prejudice the ducts inside the boiler economizer. The assessment of erosion by fly ash, coming from the boiler 4, the Thermoelectric Complex Candiota, occurred in two distinct stages. The first was realized in process conditions and, the second in bench tests. The tests in process conditions were followed tests to assess the evolution of wear of alloy steel, as, weighing, measuring thickness by ultrasound, 3D scanner and hardness. The test bench utilize as a reference to ASTM G76-95, providing parameters for confection the samples, as well as own bench tests. The tests were fundamental to quantify the results, as, weighing and scanning 3D. The results found by means of this study allowed a more knowledge of erosion mechanisms in alloy steel with the use of fly ash. In this way, it is possible to find solutions to improve the design assumptions, as identify the application limits of the materials studied in a project of this nature.
Keywords: Erosion
Fly ash
Alloys steels
Boiler
Modeling and simulation
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
Publisher: Universidade Federal do Pampa
metadata.dc.publisher.department: Campus Bagé
metadata.dc.rights: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: http://hdl.handle.net/riu/1418
Issue Date: 21-Aug-2015
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia

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Dissertação_Rodrigo_Final_Impressão.pdfDissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade Federal do Pampa, como requisito parcial para obtenção do Título de Mestre em Engenharia2,53 MBAdobe PDFView/Open


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