Autoclaves: Ensaios de materiais sob hidrogênio comprimido
O ensaio sob hidrogênio comprimido é um método importante para a pesquisa e desenvolvimento de materiais. Com o auxílio de uma autoclave é possível qualificar materiais sob alta pressão tanto a temperaturas elevadas quanto a temperaturas baixas. Isso é de importância especialmente no desenvolvimento de novos materiais para utilização em aplicações sujeitas a altos estresses.
A utilização de hidrogênio comprimido representa na tecnologia de ensaios um desafio especial. Hidrogênio produz em conexão com o teor de oxigênio no ar uma mistura inflamável conhecida como gás detonante. Por esse motivo é importante planejar cuidadosamente todos os sistemas de ensaio os quais trabalham com hidrogênio comprimido e projetá-los em conformidade com os regulamentos de segurança.
Princípio de funcionamento da autoclave Ensaios em autoclaves de hidrogênio pressurizado Vídeo Segurança & Manutenção Sistemas de ensaio Projetos interessantes de clientes
Princípio funcional da autoclave
- Uma autoclave é um recipiente de pressão hermeticamente fechado.
- A tecnologia de autoclave também é conhecida do segmento de esterilização por vapor de produtos alimentícios, do segmento médico ou na fabricação de materiais compósitos de fibra.
- No ensaio de materiais sob hidrogênio comprimido o ensaio é realizado na autoclave com adição de hidrogênio comprimido. Isso simula os estresses aos quais o material ou o componente está exposto durante a utilização.
Ensaios em autoclaves de hidrogênio comprimido
As autoclaves da ZwickRoell foram especialmente projetadas para o ensaio de materiais em atmosfera de hidrogênio comprimido. A autoclave assume a função do recipiente de pressão no qual o hidrogênio sob pressão atua sobre a superfície da amostra e a penetra. Em conjunto com a aplicação mecânica sobre a amostra por meio da máquina para ensaios de materiais são determinadas as características mecânicas da amostra sob a influência de hidrogênio.
Por meio dos valores característicos obtidos dos materiais pode ser determinada a resistência ao hidrogênio. Dessa forma é possível desenvolver materiais novos resistentes ao hidrogênio e analisar materiais existentes quanto à utilização com hidrogênio.
- Embutidos em uma máquina servo-hidráulica para ensaios de materiais podem ser realizados no recipientes de hidrogênio comprimido (autoclaves) diferentes ensaios como por ex. ensaios de resistência à fratura (ASTM E1820, ASTM E399, BS 8571, ASTM E647, ISO 11114-4), ensaios de fadiga e ensaios Slow Strain Rate em amostras roscadas, amostras roscadas com entalhe e amostras CT. Além do mais podem ser realizados com este sistema de ensaios também ensaios estáticos como por ex.ensaios de tração e ensaios de flexão no ambiente de hidrogênio comprimido.
- Embutidos em uma máquina para ensaios de fluência podem ser realizados nas autoclaves os ensaios cíclicos acima mencionados com frequências < 2 Hz assim como ensaios creep (ASTM E2714, ASTM E2760). Especialmente ensaios estáticos como ensaios de traçãoe ensaios Slow Strain Rate (ASTM G129, ASTM G142) são realizados com máxima precisão.
- Nas máquinas para ensaios de materiais estão integrados recipientes de hidrogênio comprimido padrão até 400 bar. Eles foram desenvolvidos pela ZwickRoell especialmente para utilização no ensaio de materiais e foram otimizados particularmente quanto à centralização, compensação de pressão e medição de força. Para modelos especiais 1.000 bar são possíveis. A pressurização do hidrogênio é feita por meio de um compressor de hidrogênio. A máquina para ensaios de materiais está equipada com uma unidade hidráulica de 40 l/min.
Ensaios em autoclaves de hidrogênio comprimido: Segurança e manutenção
- Para garantir a segurança na utilização de hidrogênio comprimido em autoclaves precauções de segurança rigorosas devem ser tomadas.
- Elas incluem por ex. a inspeção e manutenção periódicas das instalações, a utilização de equipamentos e dispositivos de segurança assim como o treinamento dos colaboradores quanto a métodos de trabalho seguros.
