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Tribocorrosão de revestimentos soldados de Stellite sobre aço inoxidável austenítico aplicados em homogeneizadores da indústria alimentícia

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Rodrigues, Thales Marcelo Pereira lattes
Orientador(a): Ferreira Filho, Demostenes lattes
Banca de defesa: Ferreira Filho, Demostenes, Costa, Henara Lillian, Alano, José Henrique, Souza, Daniel
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Goiás
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Departamento: Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RMG)
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13587
Resumo: In industrial processes, it is necessary to ensure the reliability of assets. In the tomato processing sector, during the last harvest seasons, several shutdowns occurred due to wear, compromising the economic gains of the sector. For tomato processing industries, the homogenizer is a critical piece of equipment that operates under compression. In this condition, a piston, sliding through a sleeve, forces the paste to pass through an orifice to break the macromolecules and bring the fibers closer together. When wear occurs, the reduction of the section causes the system to depressurize, leading to a loss of function. In addition to wear, corrosion may occur due to the composition of the tomato extract. By understanding the wear and corrosion that occur in this system, the application of a more resistant alloy coating is evaluated. Therefore, by characterizing the wear mechanisms that occur in practice, a Stellite alloy can be applied to the homogenizer piston through welding to make it more resistant. Thus, the general objective of this work is to evaluate the applicability of Stellite alloy coatings applied by welding in homogenizers. Using a band saw, samples were taken from the worn region of the cylinder. Subsequently, ultrasonic cleaning was performed, and the samples were analyzed under a microscope. Grooves, likely related to abrasive wear, were identified, as well as plastic deformation and delamination. At the end of this stage, it was possible to understand the morphology of the wear marks and their origin. To define the welding parameters used in the deposition of the Stellite coatings, six beads were applied based on the supplier's operating range. In this process, bead number 5 showed the best performance for the coating application. After the coating was applied to the test specimens, they were subjected to tribocorrosion wear tests. Then, a morphological analysis of the wear was performed (SEM, EDS, Profilometry). In the tribocorrosion test, it was found that Stellite did not acquire better resistance compared to AISI 316L, as, in the presence of chlorides, the cobalt alloy becomes more susceptible to corrosion, making the wear more severe, especially in the passive region.
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For tomato processing industries, the homogenizer is a critical piece of equipment that operates under compression. In this condition, a piston, sliding through a sleeve, forces the paste to pass through an orifice to break the macromolecules and bring the fibers closer together. When wear occurs, the reduction of the section causes the system to depressurize, leading to a loss of function. In addition to wear, corrosion may occur due to the composition of the tomato extract. By understanding the wear and corrosion that occur in this system, the application of a more resistant alloy coating is evaluated. Therefore, by characterizing the wear mechanisms that occur in practice, a Stellite alloy can be applied to the homogenizer piston through welding to make it more resistant. Thus, the general objective of this work is to evaluate the applicability of Stellite alloy coatings applied by welding in homogenizers. Using a band saw, samples were taken from the worn region of the cylinder. Subsequently, ultrasonic cleaning was performed, and the samples were analyzed under a microscope. Grooves, likely related to abrasive wear, were identified, as well as plastic deformation and delamination. At the end of this stage, it was possible to understand the morphology of the wear marks and their origin. To define the welding parameters used in the deposition of the Stellite coatings, six beads were applied based on the supplier's operating range. In this process, bead number 5 showed the best performance for the coating application. After the coating was applied to the test specimens, they were subjected to tribocorrosion wear tests. Then, a morphological analysis of the wear was performed (SEM, EDS, Profilometry). In the tribocorrosion test, it was found that Stellite did not acquire better resistance compared to AISI 316L, as, in the presence of chlorides, the cobalt alloy becomes more susceptible to corrosion, making the wear more severe, especially in the passive region.Em processos industriais, é necessário garantir a confiabilidade do ativo. No setor de processa- mento de tomate, nos últimos períodos de safra, ocorreram várias paradas causadas por desgaste que comprometeram o ganho econômico do setor. Para indústrias de processamento de tomate, o homogeneizador é um equipamento crítico que opera em regime de compressão. Nessa con- dição, um êmbolo, ao deslizar por uma camisa, força a pasta a passar por um orifício, a fim de quebrar as macromoléculas, aproximando as fibras. Quando ocorre desgaste, a redução da seção faz que o sistema entre em depressão, de forma que perde sua função. Além do desgaste, pode ocorrer corrosão em função da composição do extrato de tomate. Ao fundamentar o desgaste e a corrosão que ocorrem neste sistema, avalia-se a aplicação de revestimento de liga mais resis- tente. Portanto, ao caracterizar os mecanismos de desgaste que ocorrem na prática, poderá apli- car-se por soldagem uma liga de Stellite no êmbolo do homogeneizador, para torná-lo mais resistente. Assim, o objetivo geral deste trabalho é avaliar a aplicabilidade de revestimentos liga de Stellite realizado por soldagem em homogeneizadores. Utilizando uma serra de fita, foram retiradas amostras da região desgastada do cilindro. Posteriormente foi realizada limpeza por ultrassom e em seguida as amostras foram analisadas por microscopia. Foram identificadas marcas de sulcos, provavelmente relacionadas ao desgaste abrasivo, além de deformação plás- tica e delaminação. Ao final dessa etapa, foi possível conhecer a morfologia das marcas de desgaste e sua origem. Para definir os parâmetros de soldagem utilizados na deposição dos revestimentos de Stellite, foram aplicados seis cordões baseados na faixa de operação do for- necedor. Nesse processo, o cordão número 5 adquiriu melhor desempenho para a aplicação do revestimento. Após a aplicação do revestimento em corpos de prova, estes foram submetidos a ensaios de desgaste tribocorrosivo. Em seguida, foi realizada a análise morfológica do desgaste (MEV, EDS, Perfilometria). No ensaio de tribocorrosão, foi evidenciado que Stellite não ad- quiriu uma resistência melhor em relação ao AISI 316L, pois, na presença de cloretos, a liga de cobalto fica mais sucessível a corrosão, tornando o desgaste mais severo principalmente na região passiva.porUniversidade Federal de GoiásPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaUFGBrasilEscola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RMG)Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessTribocorrosãoInox 316LLiga de cobalto revestida por soldagemHomogeneizadorIndústria alimentíciaTribocorrosion316L Stainless SteelCobalt Alloy Coated by WeldingHomogenizerFood industryENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICATribocorrosão de revestimentos soldados de Stellite sobre aço inoxidável austenítico aplicados em homogeneizadores da indústria alimentíciaTribocorrosion of welded Stellite coatings on austenitic stainless steel applied in food industry homogenizersinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFGinstname:Universidade Federal de Goiás (UFG)instacron:UFGORIGINALDissertação - Thales Marcelo Pereira Rodrigues - 2024.pdfDissertação - Thales Marcelo Pereira Rodrigues - 2024.pdfapplication/pdf74914111http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/1c792620-8cac-4327-9480-a9609764f748/download70de8b505e8261c37076d559d1a7e049MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/4a877bb5-e228-4e74-8070-4d9cc0781329/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/47e0b740-d244-4c0f-9969-562a8cccb143/download4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347MD53tede/135872024-10-22 10:51:31.957http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalopen.accessoai:repositorio.bc.ufg.br:tede/13587http://repositorio.bc.ufg.br/tedeRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.bc.ufg.br/tedeserver/oai/requestgrt.bc@ufg.bropendoar:oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/12342024-10-22T13:51:31Repositório Institucional da UFG - Universidade Federal de Goiás (UFG)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