Estudo do efeito da nitretação a plasma do desempenho tribológico de rolamentos de aerogeradores

dc.contributor.advisorAlves, Salete Martins
dc.contributor.authorAbreu, Arthur Cid de
dc.date.accessioned2025-01-24T14:29:04Z
dc.date.available2025-01-24T14:29:04Z
dc.date.issued2025-01-15
dc.description.abstractIn Brazil, the wind industry set the first record for instantaneous wind generation in 2022, producing 14,167 Megawatts (MW) of energy, which is enough to supply the entire Northeast region for one minute and still have a surplus of more than 23.3% of the total energy produced, according to the National System Operator (ONS). Therefore, this generation ends up being profitable for investors, as it is a more viable source of green and sustainable energy, which means there is a tendency to generate an expansion of these wind farms in the coming years in the country. A major concern in this sector is damage to mechanical components and energy losses caused by repeated friction and wear, which lead to reduced efficiency and useful life of these components, as well as increased maintenance costs. The use of thermochemical surface treatment by Plasma Nitriding promises to enable these components to achieve anti-wear properties and a friction reduction capacity greater than those already presented by the material, which can make it of utmost importance, ensuring an improvement in the useful life as well as the improvement of the efficiency of these mechanical devices. In view of this, two types of plasma nitriding treatment were performed on SAE 52100 steel bearing balls, with different gas proportion conditions (20% Ar + 80% N2 and 20% H2 and 80% N2), in order to evaluate the behavior of these created surface layers, in relation to the objective of improving their mechanical characteristics. With the thermochemically treated balls, they were placed to perform a wear test, using a pin tribometer on the disc, and for this, the tribological pair chosen to perform these tests were polished discs of SAE 1045 steel, which is a medium carbon steel with properties that required satisfactory work for the balls. These wear tests were carried out under two different conditions, with and without the presence of a lubricant as an intermediary agent, and to verify the behavior of the layers, with the aid of equipment capable of scanning the surface, analyses were carried out of the tracks formed by the wear caused to the discs, as well as the hardness of the treated spheres using a microhardness tester.pt_BR
dc.description.resumoNo Brasil, a indústria eólica registrou em 2022 o primeiro recorde de geração eólica instantânea, responsável por produzir 14.167 Megawatts (MW) de energia, que é suficiente para atender toda a região Nordeste durante um minuto e ainda restar um excedente de mais de 23,3% total de energia produzida segundo Operador Nacional do Sistema (ONS). Sendo assim, essa geração acaba sendo rentável aos investidores, por ser uma fonte de energia verde e sustentável mais viáveis, com isso há uma tendência de gerar uma ampliação desses parques eólicos nos próximos anos no país. Uma grande preocupação deste setor são os danos aos componentes mecânicos e as perdas de energia causadas por fricção e desgaste repetidos, que levam à redução da eficiência e vida útil desses componentes, assim como o aumento dos custos de manutenção. O uso do tratamento superficial termoquímico de Nitretação a Plasma promete fazer com que esses componentes consigam alcançar propriedades antidesgaste, e uma capacidade de redução do atrito, maiores que aquelas que eles o material já apresenta, podendo torna-lo de suma importância, garantindo uma melhora na vida útil assim como a melhoria da eficiência desses dispositivos mecânicos. Diante disso, foi realizado dois tipos de tratamento à nitretação a plasma em esferas de rolamentos de aço SAE 52100, com condições de proporção de gases diferentes (20%Ar + 80%N2 e 20%H2 e 80%N2), afim de avaliar o comportamento dessas camadas superficiais criadas, em relação ao objetivo de melhorar suas características mecânicas. Com as esferas tratadas termoquimicamente, elas foram colocadas para realizar um trabalho de desgaste, utilizado um tribômetro pino sobre o disco, e para isso, o par tribológico escolhido para a realização desses ensaios foram discos polidos de aço SAE 1045, que é aço médio carbono com propriedades que exigiram um trabalho satisfatório para as esferas. Esses ensaios de desgastes foram realizados à duas condições diferentes, com e sem a presença de um lubrificante como agente intermediador, e para averiguar o comportamento das camadas, com o auxílio de equipamentos capazes de fazer varreduras de superfície, foram realizadas análises das trilhas formadas pelos desgastes realizados nos discos, assim como pela dureza das esferas tratadas utilizando um microdurometro.pt_BR
dc.identifier.citationAbreu, Arthur Cid de. Estudo do efeito da nitretação a plasma do desempenho tribológico de rolamentos de aerogeradores. 2025. 38 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/61924
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentEngenharia Mecânicapt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programEngenharia Mecânicapt_BR
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/*
dc.subjectAerogeradorespt_BR
dc.subjectWind turbinespt_BR
dc.subjectTratamento Superficialpt_BR
dc.subjectAço SAE 52100pt_BR
dc.subjectNitretação a Plasmapt_BR
dc.subjectSurface Treatmentpt_BR
dc.subjectSteel SAE 52100pt_BR
dc.subjectPlasma Nitridingpt_BR
dc.titleEstudo do efeito da nitretação a plasma do desempenho tribológico de rolamentos de aerogeradorespt_BR
dc.title.alternativeStudy of the Effect of Plasma Nitriding on the Tribological Performance of Wind Generator Bearingspt_BR
dc.typebachelorThesispt_BR

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