Desenvolvimento de forno solar a partir de resíduos cerâmicos para secagem de eletrodos revestidos

Welding is a process widely used in the metallurgical, naval and aeronautical industries, one of the important steps in this process is the drying of the coated electrodes used to perform the welding by the Shielded Metal Arc Welding (SMAW), using electric ovens in this step. Currently, thinking mor...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Mendes, Emanuel Vieira
Outros Autores: Leite, Amanda Melissa Damião
Formato: Dissertação
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/44793
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Energia solar
Resíduo cerâmico
Argamassa
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Eletrodo revestido
Mendes, Emanuel Vieira
Desenvolvimento de forno solar a partir de resíduos cerâmicos para secagem de eletrodos revestidos
description Welding is a process widely used in the metallurgical, naval and aeronautical industries, one of the important steps in this process is the drying of the coated electrodes used to perform the welding by the Shielded Metal Arc Welding (SMAW), using electric ovens in this step. Currently, thinking more about clean energy, the development of solar ovens has emerged, being its main application in cooking food, however, there is already evidence of its use for other purposes, such as sterilization of hospital medical instruments and drying of fruit to produce flour. However, there is already evidence of its use for other purposes, such as sterilization of hospital medical instruments and drying of fruit to produce flours. However, in all applications of these ovens it is essential provide their thermal insulation, since they store thermal energy. Thus, this work aims to manufacture, assemble and operate a solar oven, produced in ceramic composite material from the processing of residues from potiguares ceramic industries, for the drying of coated electrodes used in SMWA. For this purpose, the characterization of the Red Ceramic Waste (RCW) was initially carried out with analyzes of chemical, mineralogical and specific mass composition, also analyzing the cement, sand and lime, used to obtain the ceramic composite - mortar with trace 1: 1: 6. The thermal conductivity and mechanical resistance of compression as well as the flexural tension were determined in the experimental tests of the mortars, afterwards, the manufactured of the solar oven and the tests in it will be carried out in order to evaluate the dryness of the coated electrodes. Finally, the mortar reached adequate consistency in all RCW contents, but the best thermal insulation was with a 30% RCW content, capable of being used in the manufacture of the solar oven, as a parameter to guide the levels of internal temperatures suitable for the removal of moisture from coated electrodes. Thus, the manufactured solar oven worked efficiently for drying the coated electrodes. In addition, inspection of the weld beads by visual test and by Penetrant Liquid did not detect any discontinuity, making this sustainable instrument a possible source of replacement for the electric ovens used for drying these types of electrodes.
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Currently, thinking more about clean energy, the development of solar ovens has emerged, being its main application in cooking food, however, there is already evidence of its use for other purposes, such as sterilization of hospital medical instruments and drying of fruit to produce flour. However, there is already evidence of its use for other purposes, such as sterilization of hospital medical instruments and drying of fruit to produce flours. However, in all applications of these ovens it is essential provide their thermal insulation, since they store thermal energy. Thus, this work aims to manufacture, assemble and operate a solar oven, produced in ceramic composite material from the processing of residues from potiguares ceramic industries, for the drying of coated electrodes used in SMWA. For this purpose, the characterization of the Red Ceramic Waste (RCW) was initially carried out with analyzes of chemical, mineralogical and specific mass composition, also analyzing the cement, sand and lime, used to obtain the ceramic composite - mortar with trace 1: 1: 6. The thermal conductivity and mechanical resistance of compression as well as the flexural tension were determined in the experimental tests of the mortars, afterwards, the manufactured of the solar oven and the tests in it will be carried out in order to evaluate the dryness of the coated electrodes. Finally, the mortar reached adequate consistency in all RCW contents, but the best thermal insulation was with a 30% RCW content, capable of being used in the manufacture of the solar oven, as a parameter to guide the levels of internal temperatures suitable for the removal of moisture from coated electrodes. Thus, the manufactured solar oven worked efficiently for drying the coated electrodes. In addition, inspection of the weld beads by visual test and by Penetrant Liquid did not detect any discontinuity, making this sustainable instrument a possible source of replacement for the electric ovens used for drying these types of electrodes. A soldagem é um processo amplamente utilizado nas indústrias metalúrgica, naval e aeronáutica, e um dos passos importantes nesse processo de união é a secagem dos eletrodos revestidos usados para realizar a solda via processo Shielded Metal Arc Welding (SMAW), sendo utilizados fornos elétricos. Atualmente, pensando cada vez mais em energia limpa, tem surgido o desenvolvimento de fornos solares, tendo como sua principal aplicação na cocção de alimentos, no entanto já há evidências de seu uso para outros fins, tais como esterilização de instrumentos médicos hospitalares e secagem de frutas para produção de farinhas. Porém, em todas as aplicações desses fornos é indispensável conferir isolamento térmico desse, já que eles armazenam energia térmica. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo a fabricação, montagem e operacionalidade de um forno solar, produzido em material compósito cerâmico oriundo do beneficiamento de resíduos das indústrias cerâmicas potiguares, para secagem de eletrodos revestidos utilizados no processo de soldagem SMAW. Para isso, foi realizada inicialmente a caracterização do material resíduo da cerâmica vermelha (RCV) com análises de composição química, granulometria e de massa específica, analisando-se, também, o cimento, areia e cal, utilizados na obtenção do compósito cerâmico – argamassa com traço 1:1:6. Foram determinadas a condutividade térmica e o índice de consistência das argamassas, posteriormente, foi realizada a fabricação do forno solar e os testes no mesmo com a finalidade de avaliar a secagem dos eletrodos revestidos. Por fim, a argamassa atingiu consistência adequada em todos os teores de RCV, porém o melhor isolamento térmico foi com o teor de 30% de RCV, capaz de ser utilizada na fabricação do forno solar, como parâmetro balizador dos níveis de temperaturas internas adequadas para a retirada de umidade de eletrodos revestidos. Dessa forma, o forno solar fabricado funcionou eficientemente para a secagem dos eletrodos revestidos. Além disso, inspeção dos cordões de solda por ensaio visual (EVS) e por líquido penetrante (LP) não detectou nenhuma descontinuidade, fazendo desse instrumento sustentável uma confiável fonte de substituição dos fornos elétricos utilizados para secagem desses tipos de eletrodos. 2021-11-04T23:19:16Z 2021-11-04T23:19:16Z 2021-08-13 masterThesis MENDES, Emanuel Vieira. Desenvolvimento de forno solar a partir de resíduos cerâmicos para secagem de eletrodos revestidos. 2021. 63f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/44793 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA