Aplicação da técnica de emissão acústica em ensaios de desgaste erosivo

• Main Author: Tiboni, Gustavo Borges
• Other Authors: Silva, Carlos Henrique da
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2013
• Subjects: Emissão acústica; Desgaste mecânico; Aço-carbono; Resistência de materiais; Engenharia mecânica; Acoustic emission; Mechanical wear; Carbon steel; Strength of materials; Mechanical engineering
• Online Access: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/390

O desgaste erosivo provocado pelo impacto de partículas sólidas contra uma superfície é um fenômeno tribológico presente em muitos segmentos da indústria, como o de transporte, o aeronáutico, o de mineração, de geração de energia, entre outros. A metodologia mais usual para a determinação da taxa de desgaste é através da medição da perda de massa do material. Com o objetivo de aplicar uma técnica com potencial para a determinação da taxa de desgaste, este trabalho desenvolveu um equipamento dedicado e realizou ensaios preliminares de desgaste erosivo monitorados pela técnica de ensaio não destrutivo de emissão acústica (EA). Esta pode ser definida como uma técnica capaz de detectar ondas mecânicas geradas pela liberação de energia elástica acumulada no material. Foram realizados ensaios de desgaste erosivo com o objetivo de avaliar a capacidade do equipamento coletar os dados de EA e de correlacionar estes dados com o desgaste dos corpos de prova. Amostras de aço com baixo teor de carbono foram desgastadas pelo impacto de partículas angulares de óxido de alumínio suspensas em ar comprimido a três velocidades diferentes: 45, 57 e 67 m/s. O ângulo de impacto entre as partículas e a amostra foi ajustado em 30 graus e a temperatura de ensaio em aproximadamente 20°C. A taxa de desgaste apresentou variação com a velocidade de impacto em concordância com a energia cinética das partículas erodentes e o parâmetro RMS de EA mostrou sensibilidade à variação da velocidade de impacto das partículas e ao desgaste da amostra erodida. A taxa de sinais de EA coletados no tempo apresentou correlação com o fluxo de partículas colidindo com a amostra, bem como os parâmetros de energia, tempo de subida e duração do sinal. === The erosive wear caused by impact of solid particles against a surface is a tribological phenomenon present in many segments of the industry, such as transportation, aerospace, mining, power generation, among others. The most usual method to set the wear rate is by measuring the mass loss of the material. In order to apply one technique with potential to determine the rate of erosion wear, this study developed a dedicated equipment and conducted preliminary erosion tests monitored by nondestructive testing known as acoustic emission technique (AE). This can be defined as a technique able to detect mechanical waves generated by the release of elastic energy accumulated in the material. Erosion testes were performed in order to evaluate the ability of equipment to collect data from AE and to correlate these data with the wear of the specimens. Samples of low carbon steel eroded by the impact of angular aluminum oxide particles suspended in air at three different velocities: 45, 57 and 67 m/s. The impact angle between the particles and the sample was set at 30 degrees and the test temperature at approximately 20°C. The wear rate has changed with the velocity in accordance with the kinetic energy of the particles and the AE parameter RMS showed sensitivity to the variation of particle impact velocity and to the wear of the sample eroded. The rate of AE signals collected over time correlated with the flow of particles striking the sample, and with the parameters of energy, rise time and duration of the signal.