Utilização dos ensaios de ultrassom e correntes parasitas no acompanhamento da oxidação em revestimentos TBC com NiCrAl e YSZ sobre liga de Inconel 718 e Hastelloy X

• Autor(a) principal: Oliveira, Célio Roberto de Lima
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1977
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Revestimentos; Oxidação; Testes não-destrutivos; Ultrassom; Metalurgia; Engenharia mecânica; Coatings; Oxidation; Non-destructive testing; Ultrasonics; Metallurgy; Mechanical engineering

Este trabalho apresenta a utilização de métodos não destrutivos (ultrassom e correntes parasitas) no acompanhamento da vida útil de revestimentos de barreiras térmica (TBC). As amostras estudadas possuíam como metal de base as superligas de Inconel 718 e Hastelloy X, um revestimento de NiCrAl usado como metal de ligação e um revestimento superior de cerâmica YSZ usado com a finalidade de isolamento térmico. Estas amostras foram submetidas a ciclos térmicos simulando as condições térmicas de trabalho de componentes de turbinas a gás. Com o ensaio de ultrassom foi feita a caracterização da camada cerâmica, fazendo uma estimativa de sua porosidade através da velocidade de propagação do som no revestimento, conforme ciclagem térmica. O ensaio com correntes parasitas foi utilizado para caracterização elétrica dos materiais com revestimento, acompanhando as mudanças de condutividade elétrica através do monitoramento do ângulo de fase segundo seu ciclo de vida útil. Também com este método foram feitas medidas de espessuras dos revestimentos, acompanhando do crescimento da camada de óxido crescida termicamente e a sinterização da camada cerâmica. Para validação dos resultados obtidos pelos métodos não destrutivos adotados, estes resultados foram comparados com resultados de análises por micrografia das amostras utilizadas. Para avaliação da pré-oxidação nos revestimentos as amostras foram separadas em dois grupos, com metal de base Inconel 718 e com metal de base Hastelloy X. O grupo de amostras com Inconel 718 quando submetido ao ensaio de oxidação apresentou a formação de uma camada de alumina, isto até 30 ciclos do ensaio, com o decorrer dos ciclos foram formados óxidos de níquel e cromo que tiveram um rápido crescimento levando o revestimento ao desplacamento. As amostras com substrato Hastelloy X no ensaio de oxidação apresentaram predominantemente a alumina, formando até mais de uma camada deste mesmo óxido, não apresentou óxidos de níquel e cromo, sendo que nenhuma amostra ensaiada apresentou desplacamento de camada TBC. A utilização dos ensaios não destrutivos se mostrou eficiente para acompanhar o ciclo de vida dos revestimentos TBC, onde o acompanhamento das variações de espessuras mostrou pouca diferença de valor com relação a medições com método metalográfico. A leitura de condutividade elétrica através do ângulo de fases foi um bom indicativo da formação de óxidos prejudiciais, que foram os óxidos de níquel e cromo, os quais foram evidenciados por ensaios em MEV/EDS. Foi observado que a velocidade do ultrassom tem uma relação inversamente proporcional à porosidade da camada cerâmica, esta analisada com método metalográfico.