Guilherme Quinderé Romano
Título
Interface aço-concreto refratário a altas temperaturas: Análise experimental e modelagem numérica
Resumo
O concreto refratário, utilizado para revestimentos de unidades de craqueamento catalítico fluido (UCCF), tem como principal função reduzir, ao longo de sua espessura, as temperaturas que, no interior destes vasos, podem ultrapassar a barreira dos 600 C. Sua aplicação é feita em toda a superfície interna destes equipamentos e são utilizadas ancoragens de aço inox para garantir a adesão do concreto refratário ao seu costado metálico. Existem ancoragens de diferentes tipos e a escolha da mais adequada depende de fatores como a espessura da camada de refratário a ser aplicada ou o tipo de refratário a ser utilizado. Neste cenário, surge o interesse pelo estudo da interface aço–concreto refratário, que é o objeto deste trabalho. Conhecer o comportamento dessa interface possibilita entender o papel desempenhado pelos grampos de ancoragem e assim considerá-lo na modelagem, construção e otimização. Neste trabalho, foram realizados ensaios para a caracterização do concreto refratário reforçado com fibras de aço com o objetivo de obter características físico-mecânicas, em temperatura ambiente e também a 210 C, que serão necessárias para alimentar modelos numéricos; foi desenvolvida, também, uma montagem experimental inédita, que permite avaliar a interface costado metálico-concreto refratário sob estas mesmas temperaturas. O programa computacional DIANA v.9.2 é utilizado para gerar modelos numéricos que, por meio de retroanálise dos resultados experimentais obtidos e sem modelar os grampos explicitamente, avalia a interface costado metálico-concreto refratário, possibilitando obter suas características.
Abstract
The refractory concrete lining used in FCC units has as its main function to generate a thermal gradient layer to reduce in the vessel steel wall the high inner temperatures that may exceed 600 C. This lining is applied as the entire inner surface of the vessel and stainless steel anchorages are used to assure the adhesion of the refractory concrete on the steel wall. There are different types of anchorages the most suitable choice depends on factors such as the thickness of the lining or the type of the refractory used. In this scenary comes out the interest to study the interface between the steel wall and this refractory concrete. The main objective of this research work, which is also of practical to understand interface behaviour serves to understand the role planned by the anchorages in order to consider them in modeling, and also in the construction and optimization of these FCC units. Tests were carried out for the numerical, physical and mechanical characterization of reinforced refractory concrete with stainless fibers in ambient temperatures and also at 210 C. These characteristics were taken into account in the used numerical models moreover it was developed an original experimental setup which permits to evaluate the interface between the steel plate and refractory concrete layer at the same test temperatures. The software DIANA v.9.2 was used to create models that through a feedback analysis of the obtained experimental results and without model the anchorages explicitily allows for obtaining the interface characteristics.
