Caracterização de cinzas leves e de revestimento para caldeiras de central termelétrica brasileira

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gomes, Diego de Lima
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11747
Resumo: In thermoelectric power generation that uses mineral coal as fuel, the basic mechanism of deterioration of pipes and metallic equipment in boilers is formed by three combined factors: erosion-corrosion-high temperatures. This deterioration has technical-economic implications for power plants. The main erosion agent are the fly ash particles, composed by coal combustion products that collide with the surfaces of boiler components. The aim of this study consisted in the characterization of ashes generated by Brazilian mineral coal-fired and a metallic coating obtained by electric arc thermal sprayed process for the protection of pipes and other components of water tube steam boilers. Metallographic preparation techniques were used, evaluation of the pH of aqueous solutions, optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), semi-quantitative chemical analysis by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), transmission electron microscopy (TEM), quantitative chemical analysis by X-ray diffraction and quantitative determination of elements by gravimetry and atomic absorption spectrophotometry, Vickers microhardness tests (HV), quantitative stereology and digital image analysis. The ash particulate presented as a composition of oxides, basically of aluminum, iron and silicon, with essentially spherical shape, with alkaline characteristics and hardness of (825 ± 155) HV0,1. The proposed coating presented a volumetric fraction of defects of (5,20 ± 1,58) % including cracks and pores, 1,4 % of aluminum oxides, 0,2 % of silicon oxides and high hardness of (1115 ± 130) HV 0,1, which makes it a possible material for use as a coating for boiler applications.
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This deterioration has technical-economic implications for power plants. The main erosion agent are the fly ash particles, composed by coal combustion products that collide with the surfaces of boiler components. The aim of this study consisted in the characterization of ashes generated by Brazilian mineral coal-fired and a metallic coating obtained by electric arc thermal sprayed process for the protection of pipes and other components of water tube steam boilers. Metallographic preparation techniques were used, evaluation of the pH of aqueous solutions, optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), semi-quantitative chemical analysis by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), transmission electron microscopy (TEM), quantitative chemical analysis by X-ray diffraction and quantitative determination of elements by gravimetry and atomic absorption spectrophotometry, Vickers microhardness tests (HV), quantitative stereology and digital image analysis. The ash particulate presented as a composition of oxides, basically of aluminum, iron and silicon, with essentially spherical shape, with alkaline characteristics and hardness of (825 ± 155) HV0,1. The proposed coating presented a volumetric fraction of defects of (5,20 ± 1,58) % including cracks and pores, 1,4 % of aluminum oxides, 0,2 % of silicon oxides and high hardness of (1115 ± 130) HV 0,1, which makes it a possible material for use as a coating for boiler applications.Na geração de energia em centrais termelétricas que utilizam o carvão mineral como combustível, o mecanismo básico de deterioração de tubulações e equipamentos metálicos em caldeiras é formado por uma combinação de três fatores: erosão-corrosão-altas temperaturas. Esta deterioração tem implicações técnico-econômicas para as usinas de energia. O principal agente de erosão são as partículas de cinzas, resíduos sólidos gerados pela queima do carvão mineral que colidem com as superfícies dos componentes das caldeiras. O objetivo deste trabalho consistiu na caracterização das cinzas geradas pela queima de carvão mineral brasileiro e de um revestimento metálico obtido por aspersão térmica a arco elétrico para a proteção de tubulações e outros componentes de caldeiras aquatubulares. Foram utilizadas técnicas de preparação metalográfica, avaliação do pH em meio aquoso, microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise química semi-quantitativa por espectroscopia por dispersão de energia (EDS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), análise química quantitativa por difração de raios X e determinação quantitativa de elementos por gravimetria e espectrofotometria de absorção atômica, medidas de microdureza Vickers (HV), análise e processamento digital de imagens (PDI). O particulado das cinzas apresentou-se como uma composição de óxidos, basicamente de alumínio, ferro e silício, com formato essencialmente esférico, com características alcalinas e de dureza (825 ± 155) HV0,1. O revestimento proposto apresentou fração volumétrica de defeitos de (5,20 ± 1,58) % incluindo trincas e poros, 1,4 % de óxidos de alumínio, 0,2 % de óxidos de silício e dureza elevada (1.115 ± 130) HV0,1, o que o coloca dentro do esperado nestes requisitos para utilização como revestimento para aplicação em caldeiras.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:13:46Z No. of bitstreams: 1 Diego de Lima Gomes.pdf: 4391627 bytes, checksum: d6ba5b2a559f0b9d9698607558a31b87 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:13:46Z (GMT). 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