Estudo da influência do tratamento de superfície na resistência de juntas coladas do tipo Single Lap Joints e em tubulação com furo
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | https://app.uff.br/riuff/handle/1/22672 http://dx.doi.org/10.22409/PGMEC.2020.d.11885854790 |
Resumo: | A utilização de juntas coladas é um processo bastante estudado nas literaturas. Por conseguinte, o emprego das mesmas vem sendo bastante explorado no meio industrial. Uma grande questão que pode ser considerada complexa e pode dar margem para discussões entre os maiores especialistas da área é que há diversas variáveis capazes de influenciar na respectiva eficiência. Entre eles, tem-se: diferentes métodos de tratamento de superfície, variação da temperatura de trabalho, espessura do adesivo empregado, comprimento de sobreposição, tempo de cura da resina, geometria das juntas, dentre outros. Desta forma, é necessário ampliar os resultados experimentais no tocante às variáveis citadas para validar a confiabilidade deste projeto. Para este trabalho será apresentado um estudo detalhado da influência do tratamento de superfície na resistência tanto de juntas coladas do tipo Single Lap Joints, obedecendo os preceitos da norma ASTM D 1002-01, quanto à pressão de falha em tubulação que apresenta furo transpassante e fora reparada com chapa colada. Três métodos distintos foram utilizados para o tratamento de superfície: aplicação de um primer para uma aderência em uma superfície já oxidada, máquina com jatos de cerdas sem uso de abrasivo e jateamento com abrasivo úmido. As juntas simples foram confeccionadas de metal SAE 1020. Os tubos e chapas foram feitos com aço carbono ASTM A106 Gr. B, diâmetro nominal de 4” e dano transpassante de 1” de diâmetro. A partir da avaliação dos resultados alcançados, foi possível observar que o preparo da superfície influencia diretamente na resistência ao cisalhamento das juntas coladas. Como resultado, afeta também a pressão de falha em tubulação com presença de furo que fora reparada com chapa colada submetido ao teste hidrostático. Para as juntas simples, o tratamento realizado com o jateamento abrasivo úmido apresentou maiores valores quanto a tensão de cisalhamento. Em se tratando dos tubos reparados com chapas, o tratamento feito com o jato de cerdas sem uso de abrasivos apresentou valores mais expressivos na obtenção da pressão de falha. |
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Estudo da influência do tratamento de superfície na resistência de juntas coladas do tipo Single Lap Joints e em tubulação com furoTratamento de superfícieJuntas coladasResistência ao cisalhamentoTubulaçãoPressão de falhaPolímerosTratamento de superfícieResistência ao cisalhamentoEngenharia mecânicaSurface treatmentLap JointsShear resistancePipingFailure pressure and polymersA utilização de juntas coladas é um processo bastante estudado nas literaturas. Por conseguinte, o emprego das mesmas vem sendo bastante explorado no meio industrial. Uma grande questão que pode ser considerada complexa e pode dar margem para discussões entre os maiores especialistas da área é que há diversas variáveis capazes de influenciar na respectiva eficiência. Entre eles, tem-se: diferentes métodos de tratamento de superfície, variação da temperatura de trabalho, espessura do adesivo empregado, comprimento de sobreposição, tempo de cura da resina, geometria das juntas, dentre outros. Desta forma, é necessário ampliar os resultados experimentais no tocante às variáveis citadas para validar a confiabilidade deste projeto. Para este trabalho será apresentado um estudo detalhado da influência do tratamento de superfície na resistência tanto de juntas coladas do tipo Single Lap Joints, obedecendo os preceitos da norma ASTM D 1002-01, quanto à pressão de falha em tubulação que apresenta furo transpassante e fora reparada com chapa colada. Três métodos distintos foram utilizados para o tratamento de superfície: aplicação de um primer para uma aderência em uma superfície já oxidada, máquina com jatos de cerdas sem uso de abrasivo e jateamento com abrasivo úmido. As juntas simples foram confeccionadas de metal SAE 1020. Os tubos e chapas foram feitos com aço carbono ASTM A106 Gr. B, diâmetro nominal de 4” e dano transpassante de 1” de diâmetro. A partir da avaliação dos resultados alcançados, foi possível observar que o preparo da superfície influencia diretamente na resistência ao cisalhamento das juntas coladas. Como resultado, afeta também a pressão de falha em tubulação com presença de furo que fora reparada com chapa colada submetido ao teste hidrostático. Para as juntas simples, o tratamento realizado com o jateamento abrasivo úmido apresentou maiores valores quanto a tensão de cisalhamento. Em se tratando dos tubos reparados com chapas, o tratamento feito com o jato de cerdas sem uso de abrasivos apresentou valores mais expressivos na obtenção da pressão de falha.The use of bonded joints is widely studied in literature and, therefore, it is greatly explored in the industrial sector. A big issue, however, that is very complex and gives room for discussion among the most knowledgeable specialists in the field is that its efficiency is influenced by several variables. Among them, we can mention the different surface preparation methods, change in operating temperature, adhesive thickness, overlap length, resin curing time, and joint geometry. There is a need to broaden the range of experimental results regarding the aforementioned variables to validate the reliability of this project. For this work, a detailed study of the first variable described above will be presented, that is, the influence that surface preparation methods have on the resistance of both bonded Single Lap Joints, complying with ASTM D 1002-01 standard, as well as the burst pressure in piping with a through-wall hole repaired via bonded plate. Three different methods were used for surface treatment: the application of a primer for adhesion on an oxidized surface, an abrasive-free rotating bristle machine, and wet abrasive blasting. The simple joints were made out of SAE 1020 metal. The pipes and plates were made out of ASTM A106 Gr. B carbon steel, with a nominal diameter of 4" and a 1" diameter through-wall defect. After careful evaluation of the data produced, it was possible to note that the surface preparation method directly influences the shear strength of bonded joints. As a result, it also affects the burst-pressure in piping with a hole repaired via bonded plate and submitted to a hydrostatic pressure test. For simple joints, the preparation performed with wet abrasive blasting showed higher values in terms of shear stress. In the case of pipes repaired with plates, the surface preparation done via abrasive-free rotating bristle machine showed higher failure pressure values.128f.Mattos, Heraldo Silva da CostaReis, João Marciano Laredo dosCosta, Maria Laura MartinsSilva, Antonio Henrique Monteiro da Fonseca Thomé daPacheco, Pedro Manuel Calas LopesAmorim, Felipe do Carmohttp://lattes.cnpq.br/1151449468725566http://lattes.cnpq.br/4223023515340697ttp://lattes.cnpq.br/1399058889534718http://lattes.cnpq.br/0460991389512568http://lattes.cnpq.br/5665422340857131http://lattes.cnpq.br/6755074188329784Oliveira, Maicon Jhoni de2021-07-19T13:09:25Z2021-07-19T13:09:25Z2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfOLIVEIRA, Maicon Jhoni de. Estudo da influência do tratamento de superfície na resistência de juntas coladas do tipo Single Lap Joints e em tubulação com furo. 2020. 128f. 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