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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26144| Título: | Efeito da radiação ultravioleta e da névoa salina na resistência ao riscamento de polietilenos usados em rolos de carga de transportadores de correia |
| Título(s) alternativo(s): | Effect of ultraviolet radiation and salt spray on scratch resistance of polyethylenes used in idler rollers of belt conveyors |
| Autor(es): | Kouketsu, Fernanda |
| Orientador(es): | Silva, Carlos Henrique da |
| Palavras-chave: | Desgaste mecânico Polímeros - Propriedades mecânicas Tribologia Polietileno Correias transportadoras Atrito Mechanical wear Polymers - Mechanical properties Tribology Polyethylene Conveyor belts Friction |
| Data do documento: | 27-Mai-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | KOUKETSU, Fernanda. Efeito da radiação ultravioleta e da névoa salina na resistência ao riscamento de polietilenos usados em rolos de carga de transportadores de correia. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
| Resumo: | Os transportadores de correia são compostos por diversos componentes, dentre eles os rolos, que têm como principais objetivos dar suporte à movimentação da correia e guiá-la na direção de trabalho. Geralmente fabricados com tubos de aço, que podem chegar a pesar até 70 Kg, atualmente, existem também os fabricados com tubos poliméricos, que são mais leves e, assim como os metálicos, estão sujeitos às intempéries (radiação UV / umidade), além do desgaste abrasivo. O presente trabalho busca avaliar o efeito da radiação ultravioleta e da névoa salina na resistência ao riscamento de quatro poliolefinas já empregadas nos tubos dos rolos comerciais: polietileno de alta densidade aditivado com negro de fumo (PEAD+NF) (2 fabricantes distintos), polietileno de alta densidade reforçado com fibra de vidro (PEAD+FV) e o polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM). Para tanto, esses materiais foram analisados em três condições: estado de fornecimento (EF), após envelhecimento acelerado por radiação ultravioleta (UV) e após exposição à névoa salina (NS). Também foi analisado um rolo que ficou em operação por 9 meses em campo (PEAD+NF). Foram realizados ensaios de tração, termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória Diferencial (DSC), análise dinâmico-mecânica (DMA), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), dureza e densidade relativa, a fim de caracterizar os materiais dos tubos. Os ensaios de riscamento foram realizados com carga constante de 5N, velocidade de 0,17 mm/s, com uma ferramenta de corte de metal duro. Análises dos riscos por rugosímetro 2D, microscopia eletrônica de varredura e interferometria por luz branca foram realizadas após os ensaios de riscamento, de modo a identificar e caracterizar os mecanismos de desgaste encontrados. Os resultados indicaram que a exposição às intempéries de alguma forma influenciou no comportamento tribológico dos materiais, sobretudo, a radiação ultravioleta, especialmente para o PEUAPM (que não possui aditivos para proteção UV ou material de reforço) elevando o coeficiente de atrito aparente e fragilizando a superfície. O micromecanismo de desgaste identificado para este material foi o microlascamento. Para os demais materiais, o microssulcamento e o microcorte foram os mecanismos de desgaste predominantes. |
| Abstract: | The conveyor belts consist of many parts, among them the idler rollers, which aims to support and guide the belt movement towards a specified direction. Usually made from steel tubes that can weight up to 70Kg, currently there are carrying idlers made from polymeric tubes, which are lighter, but, as well as the metallics, they are subject to the weather-conditions, such as UV radiation and humidity, as well as the abrasive wear. This work intends to evaluate the influence of the exposure to weatherconditions on the scratch resistance of four polyolefin used in commercial idler rollers: high-density polyethylene filled with carbon black (HDPE + 2-3% CB) (two different suppliers), high-density polyethylene filled with glass fiber (HDPE + 75% GF) and the ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE). For this purpose, these materials were analyzed under the original supplied condition, after artificial UV radiation aging and after salt spray exposure. An idler was also analyzed after 9 months of field work (HDPE + 2-3% CB). Were performed tensile tests, thermogravimetric analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), DynamicMechanical Analysis (DMA), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), hardness and relative density tests in order to evaluate the characteristics of each material. The scratch tests were carried out with a steady load of 5N, velocity of 0.17mm/s and a hardened metal cutting tool. The scratching measurement by rugosimeter 2D, scanning white light interferometry (SWLI) and the scanning electron microscopy (SEM) analysis were performed after the scratch tests, in order to identify and evaluate the wear mechanisms. The results indicated that the exposure to weather-conditions affected the tribological behavior of the materials, mainly after UV radiation exposure, particularly for the UHMWPE (which doesn’t possess additives for UV protection or reinforcement material), elevating the apparent friction coefficient and weakening the surface. The wear micro-mechanism identified for this material was micro-craking. For the other materials, micro-ploughing and micro-cutting were the predominant wear mechanisms. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26144 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
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