O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos dos parâmetros de tecimento e da velocidade de alimentação sobre a formação da primeira camada de amanteigamento com aço inoxidável austenítico, visando a otimização da operação no sentido de maximizar a relação entre espessura da camada e diluição. Os experimentos foram realizados pelo processo TIG com alimentação de arame, variando-se sistematicamente, e garantindo-se a ortogonalidade do planejamento experimental, a amplitude, o tempo de parada lateral e a velocidade de alimentação, permitindo se encontrar equações estocásticas de predições da geometria resultante do depósito. Através de um programa de otimização, procurou-se os parâmetros de regulagem que levassem a maior relação da área depositada pela área fundida. Escolheu-se como restritor a relação reforço por largura, evitando-se revestimentos com alta convexidade e possibilidade de formação de sobreposição lateral de cordão. Soldagens de validação mostraram a robustez e confirmaram a adequabilidade do método de otimização. Com a metodologia empregada foi possível demonstrar a necessidade, para a otimização do cordão de amanteigamento, de se usar a máxima velocidade de alimentação e o mínimo de tempo na parada lateral. A amplitude ideal é um balanço entre os efeitos sobre a área fundida e convexidade, mostrando uma tendência de adquirir um valor maior do que a faixa central.

The objective of the present work was to evaluate the effects of the weaving parameters and of the wire feed speed on the formation of a stainless steel buttering layer, aiming the process optimization by the layer height and dilution maximization. The experiments were carried out by the TIG process with wire feeding. Weaving amplitude, lateral dwell time and wire feed speed were systematically varied, through an orthogonal experimental planning, allowing finding stochastic predictive equations of the geometry resulting from the deposits. Through an optimization program, it was sought the tuning parameters to take the largest relationship between deposited and melted areas. It was chosen as restrictor the relationship bead reinforcement by bead width, avoiding deposits with high convexity and possibility of overlay formation. Welding of validation showed the robustness and confirmed the adequacy of the optimization approach. With the employed methodology, it was possible to demonstrate the need of using the fastest wire feed speed and the minimum dwell time for buttering bead optimization. The ideal amplitude is a balance between the effects of it on melted area and bead convexity, presenting a tendency for taking a value greater than the one in the middle of the central range.

As soldas dissimilares (dissimilar metal welds - DMWs) são utilizadas em diversos segmentos da indústria. No caso específico de usinas nucleares, tais soldas são necessárias para conectar tubulações de aço inoxidável com componentes fabricados em aços baixa liga. Os materiais de adição mais utilizados neste tipo de solda são as ligas de níquel 82 e 182. Este trabalho consistiu na soldagem de uma junta dissimilar de aço baixa liga ASTM A-508 G3 e aço inoxidável austenítico AISI 316L utilizando as ligas de níquel 82 e 182 como metais de adição. A soldagem foi realizada manualmente empregando os processos de soldagem ao arco SMAW (Shielded Metal Arc Welding) e GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Os corpos de prova foram caracterizados microestruturalmente utilizando-se microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura com microanálise por dispersão de energia de raios X (EDS) e ensaios de microdureza Vickers. Observou-se uma microestrutura constituída de dendritas de austenita com a presença de precipitados com formas e dimensões definidas pelo aporte térmico e pela direção de soldagem. Não houve variação significativa da dureza ao longo da junta soldada, demonstrando a adequação dos parâmetros de soldagem utilizados.

The dissimilar metal welds (DMWs) are used in several areas of the industries. In the nuclear power plant, this weld using nickel alloy welding wires is used to connect stainless steel pipes to low alloy steel components on the reactor pressured vessels. The filler materials commonly used in this type of weld are nickel alloys 82 and 182.. In this study, dissimilar metal welds composed of low alloy steel ASTM A-508 G3, nickel alloys 82 e 182 as weld metals, and austenitic stainless steel AISI 316L were prepared by manual shielded metal arc welding (SMAW) and gas tungsten arc welding techniques (GTAW). Samples were microstructural characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy using energy dispersive X ray microanalysis (EDS). It was noticed that there was a microstructure consisting of austenite dendrites with the presence of precipitates with shapes and dimensions set by the thermal contribution and direction of welding. There was no significant variation of hardness along the weld joint, demonstrating the suitability of the welding parameters used.

Aços carbono de baixa liga e aços inoxidáveis são amplamente utilizados nos circuitos primários de reatores nucleares do tipo PWR (Pressurized Water Reactor). Ligas de níquel são empregadas na soldagem destes materiais devido a características como elevadas resistências mecânica e à corrosão, coeficiente de expansão térmica adequado, etc. Nos últimos 30 anos, a corrosão sob tensão (CST) tem sido observada principalmente nas regiões das soldas entre materiais dissimilares existentes nestes reatores. Este trabalho teve como objetivo avaliar, por comparação, a suscetibilidade à corrosão sob tensão da zona afetada pelo calor (ZAC) do aço inoxidável austenítico AISI 316L quando submetida a um ambiente similar ao do circuito primário de um reator nuclear PWR nas temperaturas de 303ºC e 325ºC. Para esta avaliação empregou-se o ensaio de taxa de deformação lenta - SSRT (Slow Strain Rate Test). Os resultados indicaram que a CST é ativada termicamente e que a 325ºC pode-se observar a presença mais significativa de fratura frágil decorrente do processo de corrosão sob tensão.

In pressurized water reactors (PWRs), low alloy carbon steels and stainless steel are widely used in the primary water circuits. In most cases, Ni alloys are used to joint these materials and form dissimilar welds. These alloys are known to accommodate the differences in composition and thermal expansion of the two materials. Stress corrosion cracking of metals and alloys is caused by synergistic effects of environment, material condition and stress. Over the last thirty years, CST has been observed in dissimilar metal welds. This study presents a comparative work between the CST in the HAZ (Heat Affected Zone) of the AISI 316L in two different temperatures (303ºC and 325ºC). The susceptibility to stress corrosion cracking was assessed using the slow strain rate tensile (SSRT) test. The results of the SSRT tests indicated that CST is a thermally-activated mechanism and that brittle fracture caused by the corrosion process was observed at 325ºC.

This paper describes the separation of CO2 from a gas mixture containing 25% CO2, 4% O2 and 71% N2 using the pressure swing adsorption (PSA) technique. The adsorbent selected was the zeolite 13X due to its great adsorption capacity for CO2 and selectivity towards the other components of the gas mixture. The experimental technique was designed to identify the most important variables for the process and to optimize it. It is shown that the PSA technique can be used to separate CO2 from O2 and N2 to obtain an effluent containing 2% CO2 with 99% separation efficiency.

This paper describes an experimental design technique, known as variables search, developed to expose the critical variables and screen out the irrelevant ones. It is easy to learn and use and clearly dissociates the main and interactions effects from each other. An example of air separation process by pressure swing adsorption was used to demonstrate how the variables search technique works. The phases of identification of the critical variables is shown, step by step,.

A caracterização de meios porosos é muito importante em áreas científicas e tecnológicas envolvendo materiais e processos químicos. Processos de transferência de calor e massa em meios porosos dependem, além de suas propriedades métricas, das propriedades topológicas e topográficas. No entanto, essas propriedades são de difícil acesso experimental, razão pela qual torna-se necessária, algumas vezes, a utilização de técnicas de simulação para auxiliar nas suas determinações. Este trabalho apresenta os resultados de simulação de leitos adsorvedores utilizando zeólitas 5A comerciais. Os modelos de compactação de partículas esféricas dos leitos adsorvedores são ajustados para que suas propriedades métricas, como fração volumétrica e área superficial de poros, se aproximem daquelas determinadas para os leitos reais. A partir dos modelos ajustados, os parâmetros topográficos e topológicos, como a distribuição radial da porosidade e a conectividade de poros, são estimados e comparados com valores obtidos para os leitos reais através de métodos indiretos.

The characterization of porous bed is of crucial importance in many scientific and technological areas related to materials and chemical processes. Mass and heat transfer in a porous media depend on metric, topological and topographical properties. Because the difficulties of experimental access to topological and topographical properties sometimes it is practical the use of computer simulation techniques to evaluate those parameters. This paper presents the simulation results of adsorbing beds using commercial 5A zeolites. The sphere packing models applied to adsorbing beds are adjusted through the comparison of metric properties, such as volumetric fraction and specific area of pores, evaluated for simulated and real beds. Starting from adjusted models, the topological and topographical properties, like radial distribution of porosity and pore connectivity are estimated and compared with those parameters obtained for real beds through the use of indirect methods.