Avaliação da nitretação a plasma aplicada a esferas de aço inoxidável para válvulas industriais

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Sartori, Vagner
• Orientador(a): Rocha, Alexandre da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Válvulas (Engenharia); Nitretação a plasma; Ciclagem; Desgaste
• Palavras-chave em Inglês: Industrial valve; Plasma nitriding; Cycling; Wear
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/212835

Mudanças tecnológicas ocorrem a todo o momento, cada vez mais rápido e em todos os setores. Dessa forma, não seria diferente na exploração de petróleo. A busca por novos produtos ou simples mudanças que geram resultados significativos é um dos pilares de sustentação para a obtenção de ganhos em processos produtivos. Válvulas industriais desempenham um papel importante na indústria de exploração de petróleo, sendo um dos recursos tecnológicos sempre utilizados nas diferentes aplicações do setor. Estes dispositivos são responsáveis por realizar a abertura e fechamento para a passagem de fluidos em alta temperatura e pressão e são projetados para suportarem 20 anos de vida em serviço, seus componentes internos, construídos em aços inoxidáveis, necessitam apresentar propriedades como elevada resistência ao desgaste e corrosão. Tratamentos de nitretação são processos tecnológicos capazes de proporcionar em aços inoxidáveis o aumento de resistência ao desgaste e de dureza superficial, podendo proporcionar elevada vida útil dos componentes tratados. Desta forma, a proposta deste trabalho é realizar a nitretação a plasma nas esferas utilizadas nas válvulas com o intuito de obterem-se as melhorias desejadas. Para avaliar a influência dos tratamentos de nitretação foram realizados tratamentos em amostras cilíndricas e em esferas utilizadas nas válvulas industriais, as variáveis de processo foram temperatura de 400 °C e 500°C, mistura gasosa de 76% nitrogênio e 24% hidrogênio e tempo de tratamento de 5 horas. Nos corpos de prova foram realizados ensaios de microdureza superficial, corrosão, desgaste e perfil de microdureza. Nas esferas foram realizados ensaios de ciclagem. Os testes nos corpos de prova revelaram ganhos significativos em relação a desgaste e dureza. O material ASTM grau CA15 reduziu sua taxa de desgaste em 55%, o ASTM grau CF8 em 42% e o ASTM grau CF8M em 39%. Na dureza o acréscimo foi de 60% para o CA 15, 8% para o CF8 e 5% para o CF8M. Em contrapartida, a corrosão teve um leve aumento nos materiais nitretados, sendo de 12% para o CA15, 10% para o CF8 e 14% para o CF8M. Os ensaios de ciclagem demonstram resultados muito próximos do que os materiais de válvulas são submetidos em sua vida útil em serviço e, após 2000 ciclos, os materiais nitretados apresentam desempenho adequado para sua utilização em válvulas industriais.