Estudo da erosão por cinza volante em diferentes tipos de ligas de aço aplicadas em caldeira de grande porte

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Bortoluzzi, Rodrigo Lucas
• Orientador(a): Ferreira, Cristiano Corrêa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pampa
• Departamento: Campus Bagé
• Palavras-chave em Inglês: Erosion; Fly ash; Alloys steels; Boiler; Modeling and simulation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/1418

Esta pesquisa estudou o desgaste por erosão atuante nos tubos de troca térmica do economizador de uma caldeira por meio de testes in loco, testes em laboratório seguindo os padrões da norma (ASTM G76-95) e simulações computacionais. Durante as análises, foram avaliados os comportamentos das ligas de aço como: ASTM A213T2, ASTM A213T22, ASTM A213T91, ASTM A210C e ASTM A106B, em função das variáveis velocidades, concentração, composição da cinza volante, temperatura e erosão quando expostos às mesmas condições operacionais. Esta investigação objetivou fornecer subsídios às premissas de projeto e seleção de materiais, bem como aumentar o tempo de vida útil dos componentes quando submetidos a condições adversas na caldeira em função das variáveis observadas. O controle da erosão e desgaste dos tubos tem como propósito a contribuição para a redução dos custos de manutenção, verificando-se falhas nos tubos do economizador prematuras, que causam indisponibilidades forçadas da caldeira o que gera prejuízos de grande vulto. Utilizou-se difração de raio x para análise de composição mineralógica das cinzas volantes. Para auxiliar na escolha da região de estudo, foram realizados cálculos de simulação CFD com o propósito de verificar o local exato onde a ação da velocidade dos gases de exaustão mais prejudicam os dutos no interior do economizador da caldeira. A avaliação da erosão por cinza volante, oriunda da Caldeira 4, do Complexo Termelétrico de Candiota, ocorreu em duas etapas distintas. A primeira foi realizada em condições de processo e, a segunda, em testes de bancada. Os testes em condições de processo foram acompanhados por ensaios para avaliar a evolução do desgaste das ligas de aço, como, pesagem, medição de espessura por ultrassom, digitalização em scanner 3D e dureza. O teste de bancada utilizou, como referência, a norma ASTM G76-95, fornecendo parâmetros para a confecção das amostras, assim como a própria bancada de testes. Os ensaios foram fundamentais para quantificar os resultados, como, pesagem e digitalização em scanner 3D. Os resultados encontrados por meio deste estudo possibilitaram um maior conhecimento dos mecanismos de erosão nas ligas de aço com o uso das cinzas volantes. Dessa forma, foi possível encontrar soluções para melhorar as premissas de projeto, assim como identificar os limites de aplicação dos materiais estudados em um projeto dessa natureza.