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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36672| Título: | Avaliação do efeito anti-incrustante de revestimento de cobre depositado por diferentes técnicas de aspersão de alta velocidade |
| Título(s) alternativo(s): | Analysis of the antifouling effect of copper coating deposited by different high-speed spraying techniques |
| Autor(es): | Garcia, Jaqueline |
| Orientador(es): | Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda |
| Palavras-chave: | Revestimentos Preparação de superfícies Cobre - Corrosão Aspersão térmica Coatings Surface preparation Copper - Corrosion Metal spraying |
| Data do documento: | 16-Ago-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | GARCIA, Jaqueline. Avaliação do efeito anti-incrustante de revestimento de cobre depositado por diferentes técnicas de aspersão de alta velocidade. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2024. |
| Resumo: | Superfícies metálicas expostas à água natural ou marinha são suscetíveis à adesão de microrganismos vivos, processo denominado bioincrustação. Esses biofilmes aderidos à superfície alteram as características da superfície, reduzindo a eficiência hidrodinâmica e de troca térmica na tubulação e no trocador de calor, respectivamente, e acelerando o fenômeno de corrosão. O interesse dos estudiosos em estudar revestimentos antiincrustantes, ou antiincrustantes naturais, aumentou desde a proibição da toxicidade do tributilestanho (TBT). Neste trabalho, revestimentos de Cu puro foram depositados usando diferentes variações de HVOF (propano, querosene e etanol combustível) e uma técnica de spray frio, cold spray. As amostras foram expostas à interação com microrganismos para analisar a resposta da superfície metálica dos revestimentos de Cu pulverizados, comparando suas propriedades com o aço inoxidável 304. Os resultados indicam que o revestimento HVOF com propano apresentou a menor fração de óxidos e o melhor desempenho anti-incrustante (99,99%), porém com a maior taxa de corrosão de 0,069 mm/ano e a menor dureza Vickers (94 HV). O revestimento aspergido com etanol demonstrou uma dureza intermediária (137 HV) e uma taxa de corrosão de 0,033 mm/ano, associado a uma formação moderada de óxidos e bom desempenho anti-incrustante (99,98%). Já o revestimento com querosene apresentou a maior dureza (148 HV) e uma taxa de corrosão de 0,035 mm/ano, mas com maior formação de óxidos, o que impactou no seu desempenho anti-incrustante (49,39%), apesar do bom desempenho mecânico. O revestimento por cold spray, por sua vez, exibiu a menor porosidade e uma dureza de 109 HV, com uma taxa de corrosão de 0,051 mm/ano, destacando-se nos ensaios de corrosão, com desempenho anti-incrustante (99,97%). Estes resultados demonstram que os combustíveis utilizados no processo HVOF influenciam significativamente a microestrutura e as propriedades dos revestimentos, com o HVOF-propano se destacando como a opção de menor óxidos para o efeito antiincrustante, porém o HVOF-etanol e Cold Spray como resultados mais equilibrados entre dureza, corrosão eletroquímica e propriedades anti-incrustante. |
| Abstract: | Metal surfaces exposed to natural or marine water are susceptible to the adhesion of living microorganisms, a process known as biofouling. These biofilms adhered to the surface alter the characteristics of the surface, reducing hydrodynamic efficiency and thermal exchange in piping and heat exchangers, respectively, while accelerating the phenomenon of corrosion. The interest of researchers in studying antifouling coatings, or natural antifouling agents, has increased since the ban on the toxic substance tributyltin (TBT). In this work, pure Cu coatings were deposited using different variations of high-velocity oxy-fuel (HVOF) spraying (propane, kerosene, and ethanol fuel) and a cold spray technique. The samples were exposed to interactions with microorganisms to analyze the response of the metal surface of the sprayed Cu coatings, comparing their properties with those of stainless steel 304. The results indicate that the HVOF coating with propane exhibited the lowest oxide fraction and the best antifouling performance (99.99%) but had the highest corrosion rate of 0.069 mm/year and the lowest Vickers hardness (94 HV). The ethanol-sprayed coating demonstrated intermediate hardness (137 HV) and a corrosion rate of 0.033 mm/year, associated with moderate oxide formation and good antifouling performance (99.98%). The kerosene coating, in turn, showed the highest hardness (148 HV) and a corrosion rate of 0.035 mm/year, but with higher oxide formation, which impacted its antifouling performance (49.39%), despite its good mechanical performance. The cold spray coating exhibited the lowest porosity and a hardness of 109 HV, with a corrosion rate of 0.051 mm/year, standing out in corrosion tests with antifouling performance (99.97%). These results demonstrate that the fuels used in the HVOF process significantly influence the microstructure and properties of the coatings, with HVOFpropane standing out as the option with the lowest oxides for antifouling effect, while HVOF-ethanol and cold spray exhibited more balanced results in terms of hardness, electrochemical corrosion, and antifouling properties. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36672 |
| Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
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