PMT 2100 - Slide Aula 15 - 2008

PMT 2100 - Slide Aula 15 - 2008

(Parte 1 de 4)

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais

PMT 2100 - Introdução à Ciência dos Materiais para Engenharia

PMT 2100 Introdução à Ciência dos Materiais para Engenharia EPUSP - 2008 (versão 2007)

2 CICLO DE VIDA DOS MATERIAIS DE ENGENHARIA

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3 Processos que determinam o “fim” dos materiais

•Corrosão e degradação

–Corrosão de metais –Corrosão de materiais cerâmicos

–Degradação de polímeros

•Desgaste mecânico (estudado pela Tribologia)

–Desgaste abrasivo – Erosão

– Cavitação

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4 Importância econômica

•custos diretos corretivos (Cdc) •custos diretos preventivos(Cdp)

•custos indiretos (Cin)

•Ctot = Cdc + Cdp + Cin

•Aumento de Cdp normalmente diminui o Ctot •Existe semelhança com os custos da saúde

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reposição de material

•CUSTOS PREVENTIVOS (Cdp)

revestimentos (pintura e outros) material resistente à corrosão

proteção catódica inibidores de corrosão

desumidificação de armazém

superdimensionamento

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6 CUSTOS INDIRETOS (Cin)

interrupção de produção perda de materiais

perda de eficiência

contaminação de produtos

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•Custos totais (Ct) de 3 a 4% do PNB

•Custos evitáveis: 15 30 % de Ct •no Brasil: PNB ∼ US$ 644 bilhões (em 2005)

•Ct = US$ 19 26 bilhões/ano •Custos evitáveis estimados: ∼ US$ 5 bilhões/ano

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8 IMPORTÂNCIA SOCIAL DA

•Acidentes (perda de vidas ou invalidez): queda de pontes e aviões, explosão de caldeiras, vazamento de oleodutos (Vila Socó).

•Contaminação (deterioração da saúde): canalizações de chumbo, alambiques de cobre.

•Insalubridade: umidade causada por vazamentos, vazamento de produtos tóxicos (p.ex.gás).

•Economia popular: produtos de consumo de durabilidade comprometida pela deterioração.

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9 Definições

•Corrosão ou degradação: Destruição ou inutilização para o uso de um material pela sua interação química ou eletroquímica com o meio em que se encontra

•Desgaste mecânico: Destruição ou inutilização para o uso de um material através de sua solicitação mecânica durante o seu emprego em equipamentos

•Obs.: Os dois processos acima podem ocorrer de forma simultânea e complementar, resultando num efeito sinérgico, isto é, o dano provocado será maior do que a soma dos danos que seriam provocados por cada um atuando separadamente

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10Corrosão e degradação dos materiais

Para os três tipos de materiais de engenharia, os mecanismos de deterioração são diferentes:

• Metais: a deterioração ocorre pela dissolução do material, com ou sem a formação de produtos sólidos (óxidos, sulfetos, hidróxidos). Esse fenômeno é denominado corrosão. A deterioração também pode ocorrer pela reação em atmosferas a alta temperatura, formando camadas de óxidos. Esse fenômeno se chama oxidação. Ambos são processos eletroquímicos.

•Cerâmicas: a deterioração (que também pode ser chamada corrosão) ocorre somente em temperaturas elevadas ou em ambientes muito agressivos. Estes materiais são muito resistentes à deterioração.

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