1

1) Erosão

Causas naturais

Fatores que afetam

Abrasivo

Ângulo de incidência

Velocidade

Material base

Seleção de materiais e exemplos

07 – Erosão e cavitação

4

Desgaste erosivo: perda progresiva de material de uma superfície sólida devido a la interação mecânica con un fluído, um fluido multi-componente ou impacto (“impinging”) de líquido ou partículas sólidas.

Definição (ASTM G40)

Semelhança com desgaste abrasivo

Fatores: VELOCIDAD e ÂNGULO de incidência

5

EROSÃO

Prof. Dr. Amilton Sinatora

Departamento de Engenharia Mecânica

Escola Politécnica

Universidade de São Paulo

São Paulo – Brasil

Novembro 2003

Prof. Dr. Giiuseppe Pintaúde

CEFET – Curitiba - Paraná

Prof. Dr. Alejandro Toro

Uiversidade Nacional -Medellín – Colombia

6

½ ( mV2)

Impacto de meteoro

“Partícula” sólida

Restos de desgaste

11- 70Km/s

7http://www.igm.cl/Espanol/Art%EDculos/Articulo1.htm

Mecanismos de:

Dano

Perda de massa

Impacto de meteoro

“Partícula” sólida

8Amostra!

½ ( mV2)meteoro

Degradação

(perda de massa??)

9

Fluído multi componente

K-T Event

Luiz Alvarez

Teoria do impacto a 65milhões de anos

Extinção dos dinossauros

180km de diâmetro Yucatan – México

Chicxulub structure de depósitos sedimentares (debris!?)

K-T Event (K is used to denote the Cretaceous period rather than C to avoid confusion with other periods such as the Cambrian).

Earth Impact Database, 2003. <http://www.unb.ca/passc/ImpactDatabase/> (Accessed: day/month/year)(25/10/03)

10

Fluído multi componente

Meteoro Barringer

V ~11km/s

Deserto do Arizona

79000 anos

Dano por erosão! Erosão da Erosão

11

Serra da Cangalha 12km < 300 milhões de anos S 8o 5´ W 46o52´

Dano por erosão! Erosão da Erosão

12

Desgaste - Erosão – em arrecifes

ocasionada por movimento da água do mar e areia em suspensião

Pontal del Serrambi - Pernambuco Brasil

Atrito e desgaste fazem parte da natureza

13

Erosão - em formações rochosas

ocasionada por erosião de

areia em suspensão no ar.

Vila Velha - Paraná

Atrito e desgaste fazem parte da natureza

14

Erosão

E = k Vn f()

Paradigma: O desgaste erosivo depende da velocidade da partícula, do ângulo de incidência e (do abrasivo, material base, meio ambiente,...)

15

E = k Vn f()

Velocidade

O efeito da velocidade se relaciona con o meio no qual a partícula se move

Notar que o expoente da velocidade pode ser maior do que 2 o que evidência a importância do controle da velocidade quando possível

16

VelocidadeO efeito da velocidade se relaciona com o meio no qual a partícula se move

Depende do fluido e da associação com corrosão, por exemplo

17

E = k Vn f()

Um problema difícil de resolver é determinar a velocidade real de impacto nos diferentes meios

Velocidade

18

E = k Vn f()

Para materiais dúcteis a erosão é máxima para ângulos rasantes enquanto que para materiais frágeis ela é máxima para a incidência normal.

Ângulo X Material base

Na incidência normal o efeito de impacto é maior (requer maisða tenacidade do material base)

19

E = k Vn f()

Ângulo X Material base

20

E = k Vn f()

Tamanho do Abrasivo

21

4.5 billion-year-old rock (meteorite ALH84001), that was discovered in Antartica and that is believed to have been dislodged from Mars by an impact about 16 million years ago and that fell to Earth 13,000 years ago

Tamanho do Abrasivo

22

E = k Vn f()

TAMANHO – MASSA – ENERGÍA CINÉTICA

Tamanho do Abrasivo

23

Inicio Fim ensaio

Taxas de erosâo decrescentes com tempo de ensaio

Silica and martensitic stainless steels tested in slurry composed by 0.5M H2SO4 + 3.5%

NaCl

MESA[2003]Geometria do Abrasivo

24

E = k Vn f()

Mesa y Toro

420 - 38HRC

410N 47HRC

410SN 53HRC

La corrosión domina!!

Corrosão

25

Analizar o sistema

Seleção de materiais

A severidade do desgaste determina as taxas

26

Engenho ManuelitaCali – Colômbia (08-10-03) LFS – GTS – Depto. Eng. Mecânica – U. del Valle –Copersucar Colômbia – Colciências - Engenho Manuelita.

Erosão de pás de separador de detritos de colheitadeira da cana da açúcar.

Exemplo de dano 1

27Furo em duto de petróleo durante a montagem

Limpeza do tubo com jato de areia (sand blasting)

Exemplo de dano 3

28

Arena

29

30

Microcorte

(A + B)/C < 1

Eficiência da erosión

31

Resina

32

33

“Sulcamento”

Impressão

(A + B)/C = “1”

a b

c

Eficiência da erosión

34

vacíos

Local de ruptura

35

“Raindrops causing ripplesOn placid sand”

Haiku        by        Hatamoto

36

LÓPEZ, D. CONGOTE, J.P. CANO, J.R. TORO, A. TSCHIPTSCHIN, A.P. Effect of particle velocity and impact angle on the corrosion-erosion of AISI 304 and 420 stainless steels. Wear, 259 (2005), 118-124.

D. H. MESA, A. TORO, A. SINATORA AND A. P. TSCHIPTSCHIN The effect of testing temperature on corrosion–erosion resistance of martensitic stainless steels, Wear, Volume 255, n. 1-6, August-September 2003, pp.139-145

AZEVEDO, C.R.F., SINATORA, A. Failure analisys of a gas pipeline Engineering Failure Analysis 11 (2004)387-400 .

Referências07 – Erosão