UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: Desenvovimento de recipiente interno para gás liquefeito de petróleo
Autor(es): CHOHFI, Felipe Moreton
Primeiro Orientador: GARCIA, Filiberto González
Resumo: Um recipiente interno para GLP sob pressão do tipo IV foi desenvolvido a partir de materiais poliméricos reforçado com material compósito utilizando diferentes processos tecnológicos tais como: moldagem por injeção, soldagem por placas quentes, enrolamento filamentar e moldagem por co-injeção a vácuo. O recipiente além de ser mais leve, resulta ecológico e com melhor resistência à corrosão. Os problemas deste recipiente que impedem a substituição do botijão metálico são a elevada permeação do gás e, o acúmulo de cargas eletrostáticas, estes são o objetivo principal deste trabalho. Inicialmente foram estudados: o poli(etileno) de alta densidade, PEAD; o poli(propileno), PP, o poli(etileno tereftalato), (PET) e uma poli(amida), PA para serem avaliadas suas propriedades mecânicas sob tração, transições térmicas, resistência ao n-pentano, permeabilidade ao gás oxigênio e seus custos e possibilidades de recuperação pós-consumo. Os resultados mecânicos demostraram que os dois PEADs se deformam a baixa tensão. Entretanto, o PET resultou ser um material rígido. Além disso, um dos PEAD manteve suas propriedades térmicas após ser submetido aos diferentes processamentos tecnológicos. O PP apresentou um aumento de massa após sua imersão ao n-pentano (12,48%), ou seja, um valor superior do permitido pela norma. Os cálculos de permeabilidade mostram que o PEAD selecionado para a fabricação do recipiente é permeável, pois apresenta um valor superior ao permitido. Desta maneira surgiu a ideia de utilizar um filme interno no recipiente que seja impermeável e desta maneira este atua como filme barreira. Ensaios funcionais foram realizados para avaliar a pressão na ruptura e cíclica, suporte à queda, incêndio e o ensaio eletrostático. O recipiente interno com filme barreira suportou os ensaios de pressão, queda e incêndio considerando os critérios das normas. Entretanto, após o ensaio de carregamento eletrostático foi evidente que existe uma transferência de carga reduzida localizada em toda a parte interna do recipiente onde se encontra o filme. Este comportamento foi eliminado pela inserção de uma válvula de escape diferente à tradicional e outras precauções de segurança.
Abstract: A pressure container for the storage of LPG of type IV was developed with polymeric reinforced with composite materials using different technological processes such as injection molding, hot plate welding, filament winding and vacuum co-injection molding. In addition to being light, the container is ecological and has better resistance to corrosion. A problem of this container is that it permits high levels of gas permeation and accumulation of electrostatic charge, problems that prevent the substitution of the metallic container. This is the main objective of this work. Initially different materials were studied: high density poly(ethylene), HDPE, poly(propylene), PP, poly(ethylene terephthalate), PET and poly(amide), PA to assess their mechanical properties in stress versus strain, thermal transitions, resistance to n-pentane, permeability to oxygen. The mechanical results showed that HDPEs deform at low stress, however PET is more rigid. In addition, the HDPEs maintained their thermal properties after being submitted to technological processes. In particular PP presented an increase in mass (13%) after immersion in n-pentane to a level above that permitted. The permeability calculations show that the HDPE that was selected to produce the container is permeable to gas, in a value above that allowed. In this way the idea of using an internal barrier film that is impermeable was proposed. Functional tests were performed with the container to assess the pressure in rupture and after pressure cycles, impact, fire and electrostatic discharge. The container with barrier film has taken the pressure cycles, impact and fire considering the criteria found in the norms. However, after the electrostatic discharge tests, a reduced charge transfer was found in the internal part of the container where the barrier film was placed. This behavior has been eliminated by inserting a pressure valve that fills the container differently from the traditional way.
Palavras-chave: Materiais compósitos
Materiais poliméricos
Tecnologias de polímeros
Permeabilidade ao GLP
Descargas eletrostáticas
Atmosferas inflamáveis
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS::POLÍMEROS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IFQ - Instituto de Física e Química
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Materiais para a Engenharia
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2253
Data do documento: 30-Jan-2020
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