Jorivaldo Medeiros
Título
Refratários de Elevada Tenacidade para uso em Aplicações Críticas na Indústria do Refino de Petróleo
Resumo
Este trabalho visa avaliar a tenacidade na tração,compressão e flexão e a durabilidade a choques térmicos de matriz refratária, para aplicação por fluência livre,
reforçada com frações 4, 6, 8 e 10% em massa de fibras metálicas de aço inoxidável austenítico. Os compósitos reforçados foram caracterizados através de ensaios físicos e
mecânicos, a temperatura ambiente, após exposição das amostras à secagem a 110°C e queima a 600°C. Os ensaios mecânicos também foram realizados a 110°C. A
durabilidade a choques térmicos foi estudada submetendo-se as amostras a 80 ciclos térmicos entre 600ºC e 24ºC. Durante a ciclagem, avaliou-se a influência do reforço
fibroso na evolução do processo de fratura da matriz. Ensaios de flexão foram realizados nas amostras para obtenção da resistência à flexão e tenacidade residuais. Por
fim, com base nos resultados experimentais obtidos,foi realizada uma análise crítica das diferentes metodologias disponíveis na literatura para o cálculo da tenacidade de
concretos reforçados com fibras visando estabelecerum procedimento para avaliação dessa propriedade em materiais refratários com altas frações de fibras. O procedimento
que se apresentou mais adequado para estabelecer critérios de projeto para a seleção de misturas que garantam melhor desempenho ao revestimento refratário em regiões
críticas foi o da norma ASTM C1609. Os resultados experimentais comprovam a melhora nas propriedades mecânicas, indicando a mistura com 6% de fibras como
viável para um teste industrial, enquanto as demaisapresentaram tenacidade elevada mas necessitam de análises complementares para melhoria da trabalhabilidade.
Abstract
This work aims to evaluate the toughness in tension, compression and flexure and the durability to thermal shock of a refractorymatrix reinforced with 4, 6, 8 and
10% in weight of austenitic stainless steel fibers.Reinforced composite were characterized through physical and mechanical testsat room temperature after exposed
dry-out at 110°C and burned at 600°C. The mechanical tests were also performed at a 110°C. The durability to thermal shocks were evaluated after the specimens was
submitted to 80 thermal cycles from 600°C up to 24°C. During the thermal cycles it was evaluated the influence of the fiber additions in controlling the cracking evolution
process in the fracture of the matrix. Four point bending tests were carried out on the specimens submitted to the thermal shocks and the residual bending strength and
flexural toughness were determined. Finally, based on the experimental results, a critical analysis of the different methodologies available in the literature for toughness
evaluation of fiber reinforced concrete was carriedout to establish a procedure to evaluate this property in highly reinforced refractory materials. The procedure that best
represent the thoughness properties was the one in ASTM C1609. The experimental results demonstrate the improvement in mechanical and toughness, indicating that the
6% by weight mixture is ready for an industrial test while the others require additional evaluation to improve trabalhability properties.
