Desgaste e Corrosão

Materiais – as bases em ciência e engenharia dos materiais.

A exposição dos conteúdos é essencialmente efetuada no decurso das aulas teóricas, utilizando como principal suporte a projeção de diapositivos ou transparências. Na condução destas aulas, a participação dos alunos é frequentemente suscitada através da formulação de questões que os levem a refletir sobre os diferentes assuntos tratados e criando oportunidades para esclarecimento de dúvidas.

É reservada para as aulas teórico-práticas a apresentação e exploração de partes do programa que, pela sua natureza, propiciam uma abordagem de índole mais aplicada e simultaneamente mais interativa.

As aulas práticas são destinadas à realização de trabalhos com intervenção dos alunos, que além de permitirem a sua familiarização com métodos e equipamentos utilizados na caracterização de superfícies e do comportamento tribológico dos materiais, e observação e identificação dos vários tipos de corrosão, proporcionam ainda a aplicação e sedimentação dos conhecimentos teóricos adquiridos.

Esta unidade curricular tem como principal objetivo proporcionar a aquisição de competências que permitam compreender e controlar as diversas formas de ocorrência dos fenómenos de desgaste e corrosão dos materiais, enquanto processos responsáveis pela degradação e ruína de componentes e sistemas mecânicos. Procura-se ainda contribuir para que os alunos desenvolvam outras competências de natureza transversal, designadamente no que se refere à capacidade para fazer uso de diferentes equipamentos e técnicas laboratoriais bem como proceder à análise crítica e cientificamente fundamentada de resultados obtidos por via experimental.

1.Introdução à tribologia

Definição, origem e objetivos. Impacto económico.

2. Atrito e desgaste

Leis do atrito. As superfícies dos corpos: Adsorção; Topografia superficial. Teorias de atrito. Parâmetros que afetam o atrito. Valores do coeficiente de atrito. Energia dissipada por atrito. Mecanismos de desgaste: Desgaste por adesão; Desgaste por abrasão; Desgaste por erosão; Desgaste por fadiga; Outros mecanismos de desgaste. Leis do desgaste. Parâmetros que afetam as características do desgaste. Mapas de desgaste.

3. Materiais para aplicações tribológicas

Compatibilidades metalúrgica e tribológica. Materiais convencionais e novos materiais. Técnicas de preparação de superfícies para aplicações tribológicas. Revestimentos e tratamentos superficiais.

4.Lubrificação e lubrificantes

Conceitos e objetivos da lubrificação. Regimes de lubrificação: Lubrificação limite; Lubrificação mista; Lubrificação por película espessa. Lubrificação seca. Auto lubrificação. Tipos e aplicações de lubrificantes. Propriedades dos óleos lubrificantes. Viscosidade: Noção de viscosidade; Variação com a temperatura e com a pressão; Índice de viscosidade; Determinação da viscosidade. Classificação dos óleos minerais. Lubrificantes sintéticos. Aditivos. Lubrificantes sólidos. Lubrificantes gasosos. Massas lubrificantes. Transporte e aplicação dos lubrificantes.

5. Componentes para aplicações tribológicas

Componentes mecânicos – Chumaceiras: Chumaceiras radiais; Chumaceiras axiais; Chumaceiras porosas; Chumaceiras de rolamentos. Vedantes: Tipos e características; Vedantes estáticos; Vedantes parcialmente dinâmicos; Vedantes dinâmicos. Componentes eletromecânicos – transmissões e acionamentos.

6. Sistemas de lubrificação

Lubrificação de rolamentos. Lubrificação de engrenagens. Lubrificação de turbinas. Lubrificação de motores térmicos.

7. Ensaios tribológicos

Equipamentos e métodos de ensaios tribológicos. Ensaios padrão na investigação de contactos de superfícies. Normalização. Avaliação funcional em aplicações.

8. Introdução à corrosão dos metais

Custos da corrosão. Engenharia da corrosão. Meios corrosivos. Classificação da corrosão.

9. Fundamentos eletroquímicos da corrosão

Reações eletroquímicas. Potenciais de elétrodo padrão. Equação de Nernst. Pilhas eletroquímicas.

10. Cinética da corrosão

Taxa de corrosão. Lei de Faraday. Polarização. Passivação. Influência do oxigénio e agentes oxidantes. Influência da agitação do meio corrosivo. Influência da temperatura. Influência da concentração do meio corrosivo. Efeito da formação de pares galvânicos. Diagramas de Pourbaix.

11. Tipos de corrosão

Corrosão uniforme. Corrosão galvânica. Corrosão intersticial. Corrosão por picadas. Corrosão intergranular. Corrosão seletiva. Corrosão com erosão. Corrosão sob tensão.

12. Proteção contra a corrosão

Seleção de materiais. Modificação do meio corrosivo. Projeto. Revestimentos metálicos. Revestimentos não metálicos inorgânicos. Revestimentos não metálicos orgânicos. Proteção catódica e proteção anódica.

Método de Avaliação

A avaliação de conhecimentos compreende as seguintes componentes:

- Exame final;

- Relatório dos trabalhos do módulo de desgaste (trabalhos laboratoriais ou trabalhos de pesquisa/desenvolvimento no âmbito dos assuntos abordados nas aulas práticas ou de laboratório).

- Prova escrita de avaliação (teste prático) no final da componente prática do módulo de corrosão.

A aceitação do relatório dos trabalhos do módulo de desgaste pressupõe a presença em pelo menos 75% das aulas práticas. Por alternativa a este relatório pode, oralmente, ser feita a projeção e apresentação do tema com discussão/defesa. No ano letivo, se o número de alunos das sucessivas fases de matrícula comprometer ou dificultar os trabalhos laboratoriais por alunos/grupos para uma única turma P prevista, ou ao justo impedimento do respetivo docente, pode este mesmo trabalho passar a uma questão final nesse âmbito, e assim suplementar, na prova escrita de avaliação desse ano, e que substituirá o trabalho e o seu valor na classificação final – e não realizando os alunos direta e individualmente essa prática laboratorial, mas assistindo à execução da mesma, ou sendo-lhes apenas lecionada a técnica experimental se ocorrer alguma indisponibilidade casual de algum equipamento de laboratório e/ou mesmo o docente.

Cada uma das componentes de avaliação é classificada por atribuição de uma nota na escala de 0 a 20 valores, sendo utilizada para determinação da classificação final uma ponderação de 75% para a nota obtida em exame, 12,5% para a nota obtida no relatório dos trabalhos do módulo de desgaste e 12,5% para o teste prático do módulo de corrosão a realizar até ao exame da época normal.

A aprovação na disciplina requer uma classificação final de pelo menos 10 valores (em 20) e está condicionada à obtenção de uma nota mínima de 9 valores (em 20) na prova de exame final.

Os alunos inscritos ao abrigo de estatutos especiais, nomeadamente os trabalhadores-estudantes, caso estejam impossibilitados de frequentar as aulas práticas, em lugar da entrega do relatório dos trabalhos laboratoriais deverão entregar e discutir um trabalho individual sobre os assuntos abordados nestas aulas. Os alunos Erasmus podem ser avaliados por lições suplementares, direcionadas e em inglês, seja em desgaste ou corrosão por acordo do docente respetivo e em substituição dessa componente na prova escrita final, onde desenvolvem um trabalho ou projeto num tema predefinido, com defesa final por apresentação e discussão.

Nos casos em que o relatório dos trabalhos do módulo de desgaste e o teste prático do módulo de corrosão, já tenham sido classificados em anos letivos anteriores, os alunos poderão optar por uma avaliação que consista apenas na realização de prova de exame, sendo a classificação final determinada de acordo com a ponderação anteriormente definida.

Condições de Acesso a Exame

Não estão previstas quaisquer condições especiais de acesso a exame.

Condições de Obtenção e Dispensa de Frequência

É condição de obtenção de frequência às aulas práticas, a presença em pelo menos 75% destas aulas. Os alunos que tenham obtido frequência às aulas práticas ou de laboratório em anos letivos anteriores estão dispensados da presença nestas aulas.

Condições de Melhoria de Classificação

A melhoria de classificação poderá ter lugar mediante a realização de nova prova de exame.

NAO