Avaliação das propriedades mecânicas e corrosivas em um elemento de fixação utilizado em turbinas eólicas

Abstract

Nos últimos anos a humanidade vem se conscientizando sobre os impactos que o meioambientetemsofridodevidoaoseumaueexcessivouso.Nessecontexto,tem-seintensificada a busca de fontes alternativas de geração de energia, em especial as fontes renováveis, onde destacamos a energia eólica. Com a evolução do setor de energia eólica, o aumento das dimensões dos aerogeradores, a indústria se depara com defeitos em componentes essenciais, resultando no incremento dos gastos associados à operação e à manutenção (O&M).Umadasfalhasmaisrecorrentesqueocorremnessesetorsãoasfalhasemparafusos, principalmente os que são utilizados na conexão entre cubo (hub) e pás. Nesse contexto, esse trabalho investigou as propriedades mecânicas e corrosivas de um parafuso prisioneiro empregue nessa aplicação, sendo relatadas falhas e rupturas causadas por fadiga. Para isto, foi identificada a microestrutura do componente e foi realizado um tratamento térmico de têmpera e revenimento, avaliando as propriedades mecânicas e corrosivas do material antes e após esse tratamento, propondo melhoria a empresa que possui a problemática da fratura com seu elemento de fixação. A microestrutura do material é constituída de ferrita com uma granulação muito pequena e levemente alongada. É possível que também exista perlita, algo característico de um aço hipoeutetóide. Após o processo dos tratamentos de têmpera e revenimento, foi possível observar a presença de uma estrutura martensítica com morfologia de ripas. Com relação às propriedades mecânicas, após o tratamento térmico, o aço apresentou um valor de 1400 MPa, 463 HV e 37,9 J, para o Limite de Resistência a Tração, Microdureza e Energia absorvida para Fratura, respectivamente. Esses valores representam um aumento de 33% no valor de LRT, de 25% no valor de Microdureza Vickers e uma diminuição de 29% na Energia absorvida quando comparada com a condição inicial. Com relação aos ensaios eletroquímicos, pelo ensaio de Polarização Potenciodinâmica Cíclica (PPC), foi possível observar que a passivação da camada não foi efetiva em ambas as condições de estudo, uma vez que a densidade de corrente na região de passivação é elevada e apresenta variação de acordo com o valor de potencial aplicado. Assim, analisando os resultados obtidos no ensaio de PPC, é verificado que a aplicação dos ensaios térmicos de têmpera e revenimento não resultou em um aumento da reatividade química do material, obtendo resultados eletroquímicos semelhantes. No ensaio de Espectroscopia