Reparo induzido pela técnica de emissão de pulsos elétricos (electropulsing) na liga AA5083 utilizada da indústria do petróleo

The electrical pulse processing technique (EPT) on a material can be considered an effective alternative for promoting self-repair mechanisms. This technology can favor the prevention of nucleation, coalescence and propagation of microstructural defects in metallic materials used in several applicat...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Leite, Maria Monique de Brito
Outros Autores: Nascimento, Rubens Maribondo do
Formato: Dissertação
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
pulsos elétricos
autorreparo em metais
indústria do petróleo
ligas de alumínio
série 5xxx
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55034
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Leite, Maria Monique de Brito
Reparo induzido pela técnica de emissão de pulsos elétricos (electropulsing) na liga AA5083 utilizada da indústria do petróleo
description The electrical pulse processing technique (EPT) on a material can be considered an effective alternative for promoting self-repair mechanisms. This technology can favor the prevention of nucleation, coalescence and propagation of microstructural defects in metallic materials used in several applications in the oil industry. This occurs because through microstructural regeneration promoted by the acceleration of atomic diffusion, movement of dislocations and, in some cases, nucleation and recrystallization mechanisms, the reduction and/or closure of defects in the microstructure are achieved. This research was based on the analysis of the influence of the application of electrical pulses on specimens (CP) of the AA5083. These were submitted to tensile tests to evaluate the mechanical behavior and to promote microstructural defects that could be repaired later. The CPs were separated into six groups according to the cross-sectional area (15mm2 and 6mm2 ) and the type of treatment (No emission of electrical pulses, 7s of electrical pulses and 15s of electrical pulses). The electropulsing treatment (EPT) were carried out via a closed circuit between the CP and a source with a peak current of 400A and base current of 0A. Thus, the current densities reached were 26.67A/mm2 and 66.67A/mm2. The information obtained from the tensile tests proved that there was an electroplastic effect on the CPs subjected to EPT, as there was a significant increase in the ductility of the materials and a reduction in the maximum and yield stresses. The analysis of residual stresses showed that there was a stress relief of the materials subjected to EPT. And, with images obtained by Scanning Electron Microscopy (SEM) in the modes of secondary electrons (SE) and backscattered electrons (BSE) of the surface, it was possible to verify the reduction of a crack using the EPT technique
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This technology can favor the prevention of nucleation, coalescence and propagation of microstructural defects in metallic materials used in several applications in the oil industry. This occurs because through microstructural regeneration promoted by the acceleration of atomic diffusion, movement of dislocations and, in some cases, nucleation and recrystallization mechanisms, the reduction and/or closure of defects in the microstructure are achieved. This research was based on the analysis of the influence of the application of electrical pulses on specimens (CP) of the AA5083. These were submitted to tensile tests to evaluate the mechanical behavior and to promote microstructural defects that could be repaired later. The CPs were separated into six groups according to the cross-sectional area (15mm2 and 6mm2 ) and the type of treatment (No emission of electrical pulses, 7s of electrical pulses and 15s of electrical pulses). The electropulsing treatment (EPT) were carried out via a closed circuit between the CP and a source with a peak current of 400A and base current of 0A. Thus, the current densities reached were 26.67A/mm2 and 66.67A/mm2. The information obtained from the tensile tests proved that there was an electroplastic effect on the CPs subjected to EPT, as there was a significant increase in the ductility of the materials and a reduction in the maximum and yield stresses. The analysis of residual stresses showed that there was a stress relief of the materials subjected to EPT. And, with images obtained by Scanning Electron Microscopy (SEM) in the modes of secondary electrons (SE) and backscattered electrons (BSE) of the surface, it was possible to verify the reduction of a crack using the EPT technique A técnica de emissão de pulsos elétricos no interior de um material pode ser considerada uma alternativa eficaz para promoção de mecanismos de autorreparo. Essa tecnologia pode favorecer a prevenção de nucleação, coalescência e propagação de defeitos microestruturais em materiais metálicos utilizados em diversas aplicações da indústria do petróleo. Isso ocorre porque através da regeneração microestrutural promovida pela aceleração da difusão atômica, movimentação de discordâncias e, em alguns casos, mecanismos de nucleação e recristalização, a redução e/ou fechamento de defeitos na microestrutura são alcançados. Desta forma, esta pesquisa baseou-se em realizar análises da influência da aplicação de pulsos elétricos em corpos de prova (cp) da liga AA5083-H112 com largura de 3mm e espessura de 5mm na seção transversal. Esses foram submetidos a ensaios de tração (velocidade de 1mm/min) para inserir defeitos microestruturais, que posteriormente, pudessem ser reparados. Além disso, esse ensaio também foi utilizado para verificar o comportamento mecânico. Os cp no estado de origem apresentaram uma deformação média total (εrupt) de 21,4%. Novos cp foram pré-deformados a 80% do εrupt e divididos em: grupos A (corpos de prova 7 e 10) e B (corpos de prova 8 e 19) foram submetidos à emissão de pulsos elétricos em ciclos de 7s e 15s, respectivamente. No grupo C (provas 18 e 21) não foram realizados ensaios de EPR, para que um comparativo entre o material no estado de origem e o material com EPR pudesse ser feito. A emissão dos pulsos foi realizada em circuito fechado entre o cp e um equipamento de soldagem modelo DigiPlus A7 600 em modo TIG pulsado. No software do equipamento, a corrente de pico foi definida como 400A durante um tempo de 0,1s e a corrente de base como 0A durante um tempo de 0,1s. O tempo completo de emissão do pulso variou de 7s a 15s. Ao final, todos os CP foram submetidos a mais um ensaio de tração até o rompimento do material. Com o uso dos equipamentos de aquisição SAP e SAT, verificou-se que houve pulsação de corrente e que foi obtido efeito térmico com o uso de pulsos elétricos por 7s e 15s. A análise dos resultados indicou que os pulsos elétricos realizados com densidade de corrente de 26,67 A/mm2 foram eficazes em promover o aumento da ductilidade. Os grupos A e B apresentaram média de 9,02% e 11,02% de deformação plástica; enquanto o grupo C 7,6%. A caracterização microestrutural via microscopia eletrônica de varredura (MEV) nos modos elétrons retroespalhados e elétrons secundário corroboraram para a comprovação da efetividade dessa técnica para redução dos defeitos observados no material. 2023-10-19T20:51:20Z 2023-10-19T20:51:20Z 2023-07-31 masterThesis LEITE, Maria Monique de Brito. Reparo induzido pela técnica de emissão de pulsos elétricos (electropulsing) na liga AA5083 utilizada da indústria do petróleo. 2023. 80 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55034 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais

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