{"id":119305,"date":"2023-01-20T10:00:30","date_gmt":"2023-01-20T09:00:30","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/o-que-e-fadiga-termica-definicao\/"},"modified":"2023-02-01T08:05:19","modified_gmt":"2023-02-01T07:05:19","slug":"o-que-e-fadiga-termica-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/pt-br\/o-que-e-fadiga-termica-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 Fadiga T\u00e9rmica &#8211; Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"<p><span><div class=\"su-quote su-quote-style-default\"><div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">A fadiga t\u00e9rmica \u00e9 um tipo espec\u00edfico de mecanismo de falha por fadiga que \u00e9 induzido por tens\u00f5es c\u00edclicas (expans\u00e3o e contra\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica) de flutua\u00e7\u00f5es repetitivas na temperatura (aquecimento e resfriamento) do equipamento.<\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<h2><span>Fadiga T\u00e9rmica<\/span><\/h2>\n<p><strong><span>A fadiga t\u00e9rmica<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00e9 um tipo espec\u00edfico de mecanismo de falha por\u00a0<\/span><strong><span>fadiga<\/span><\/strong><span>\u00a0que \u00e9 induzido por tens\u00f5es c\u00edclicas (expans\u00e3o e contra\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica) de flutua\u00e7\u00f5es repetitivas na temperatura (aquecimento e resfriamento) do equipamento.\u00a0Este tipo de fadiga \u00e9 muito importante especialmente na engenharia de energia, aeron\u00e1utica e engenharia automotiva.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/strength\/thermal-stress-materials\/\"><span>Tens\u00f5es t\u00e9rmicas<\/span><\/a> <span>surgem nos materiais quando eles s\u00e3o aquecidos ou resfriados.\u00a0As tens\u00f5es t\u00e9rmicas afetam a opera\u00e7\u00e3o das instala\u00e7\u00f5es, tanto por causa dos grandes componentes sujeitos a tens\u00f5es quanto porque s\u00e3o efetuadas pela maneira como a planta \u00e9 operada.\u00a0No resfriamento, tens\u00f5es de tra\u00e7\u00e3o residuais s\u00e3o produzidas se o metal for impedido de se mover (contrair) livremente.\u00a0As rachaduras de fadiga podem iniciar e crescer \u00e0 medida que o ciclo continua.\u00a0As concentra\u00e7\u00f5es de tens\u00e3o podem ser reduzidas por meio de altera\u00e7\u00f5es de projeto apropriadas que levem em considera\u00e7\u00e3o a expans\u00e3o e a contra\u00e7\u00e3o t\u00e9rmicas.\u00a0Por exemplo, loops de expans\u00e3o e foles em sistemas de tubula\u00e7\u00f5es e tubula\u00e7\u00f5es de temperatura elevada aproveitam esse princ\u00edpio.\u00a0Em usinas nucleares, os limites de taxa de aquecimento e esfriamento s\u00e3o baseados no impacto na futura vida de fadiga da usina.\u00a0Os limites de aquecimento e resfriamento garantem que a planta\u00a0s vida em fadiga \u00e9 igual ou maior que a vida operacional da planta.\u00a0Al\u00e9m disso, as modifica\u00e7\u00f5es do projeto da planta incluem, por exemplo, o aquecimento dos tanques ou reservat\u00f3rios de \u00e1gua do Sistema de Resfriamento Central de Emerg\u00eancia (ECCS) para reduzir a diferen\u00e7a de temperatura entre a \u00e1gua injetada e o material do RPV.<\/span><\/p>\n<p><span>Em\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><span>usinas nucleares<\/span><\/a><span>, os requisitos fundamentais durante o projeto e a fabrica\u00e7\u00e3o para evitar falhas por fadiga s\u00e3o diferentes para casos diferentes.<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/pressurizer\/\"><strong><span>Pressurizador<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0<\/span><strong><span>A press\u00e3o no circuito prim\u00e1rio<\/span><\/strong><span>\u00a0dos PWRs \u00e9 mantida por um<\/span><strong><span> pressurizador<\/span><\/strong><span>, um vaso separado que \u00e9 conectado ao circuito prim\u00e1rio (hot leg) e parcialmente preenchido com \u00e1gua que \u00e9 aquecida at\u00e9 a<\/span><strong><span>\u00a0temperatura de satura\u00e7\u00e3o<\/span><\/strong><span>\u00a0(ponto de ebuli\u00e7\u00e3o) para a press\u00e3o desejada por meio de<\/span><strong><span>\u00a0eletricidade submersa\u00a0aquecedores<\/span><\/strong><span>.\u00a0Para um pressurizador, as varia\u00e7\u00f5es de carga s\u00e3o bastante baixas, mas a frequ\u00eancia do ciclo \u00e9 alta.\u00a0Portanto, um a\u00e7o de alta resist\u00eancia \u00e0 fadiga e de alta resist\u00eancia \u00e0 tra\u00e7\u00e3o \u00e9 desej\u00e1vel.<\/span><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/reactor-pressure-vessel\/\"><strong><span>Vaso de press\u00e3o do reator<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0O corpo do vaso do reator \u00e9 constru\u00eddo<\/span><strong><span>\u00a0em a\u00e7o carbono de baixa liga de alta qualidade<\/span><\/strong><span>\u00a0e todas as superf\u00edcies que entram em contato com o refrigerante do reator<\/span><strong><span>\u00a0s\u00e3o revestidas<\/span><\/strong><span>\u00a0com um m\u00ednimo de cerca de 3 a 10 mm de<\/span><strong><span> a\u00e7o inoxid\u00e1vel austen\u00edtico\u00a0<\/span><\/strong><span>para minimizar a corros\u00e3o.\u00a0O vaso de press\u00e3o do reator e a tubula\u00e7\u00e3o, ao contr\u00e1rio, est\u00e3o sujeitos a grandes varia\u00e7\u00f5es de carga, mas a frequ\u00eancia do ciclo \u00e9 baixa;\u00a0portanto, alta ductilidade \u00e9 o principal requisito para o a\u00e7o.\u00a0Mangas t\u00e9rmicas s\u00e3o usadas em alguns casos, como bicos de pulveriza\u00e7\u00e3o e linhas de aumento, para minimizar tens\u00f5es t\u00e9rmicas.\u00a0Os limites de taxa de aquecimento e esfriamento s\u00e3o baseados no impacto na futura vida de fadiga da planta.\u00a0Os limites de aquecimento e resfriamento garantem que a vida de fadiga da planta seja igual ou maior que a vida operacional da planta.\u00a0Al\u00e9m disso, as modifica\u00e7\u00f5es do projeto da planta incluem, por exemplo, o aquecimento dos tanques ou reservat\u00f3rios de \u00e1gua do Sistema de Resfriamento Central de Emerg\u00eancia (ECCS) para reduzir a diferen\u00e7a de temperatura entre a \u00e1gua injetada e o material do RPV.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Tubula\u00e7\u00e3o Prim\u00e1ria<\/span><\/strong><span>.\u00a0A maioria das falhas por fadiga mec\u00e2nica em tubula\u00e7\u00f5es s\u00e3o resultado de vibra\u00e7\u00f5es que n\u00e3o s\u00e3o ocorr\u00eancias incomuns.\u00a0Praticamente todo sistema de tubula\u00e7\u00e3o que cont\u00e9m um fluido fluindo exibe algum grau de vibra\u00e7\u00e3o.\u00a0A causa da vibra\u00e7\u00e3o pode ser diferente.\u00a0Pulsa\u00e7\u00f5es de press\u00e3o e movimento de equipamentos rotativos conectados est\u00e3o entre as causas mais comuns de vibra\u00e7\u00e3o em sistemas de tubula\u00e7\u00e3o.<\/span><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/steam-generator\/\"><strong><span>Geradores de Vapor<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0Geradores de vapor s\u00e3o<\/span><strong><span>\u00a0trocadores de calor<\/span><\/strong><span>\u00a0usados \u200b\u200bpara converter<\/span><strong><span>\u00a0\u00e1gua de alimenta\u00e7\u00e3o em vapor a<\/span><\/strong><span> partir do calor produzido no n\u00facleo de um<\/span> <a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor-core\/\"><span>reator nuclear<\/span><\/a><span>. Cada gerador de vapor pode conter de 3000 a 16000 tubos, cada um com cerca de 19 mm de di\u00e2metro. Se o fornecimento de \u00e1gua de alimenta\u00e7\u00e3o do gerador de vapor falhar por qualquer motivo, medidas de emerg\u00eancia devem ser tomadas rapidamente e isso \u00e9 feito por um sistema de introdu\u00e7\u00e3o de \u00e1gua fria na carca\u00e7a do gerador de vapor para evitar que o feixe de tubos e a placa de tubos superaque\u00e7am perigosamente. Para evitar choque t\u00e9rmico severo, especialmente no espelho Se o fornecimento de \u00e1gua de alimenta\u00e7\u00e3o do gerador de vapor falhar por qualquer motivo, o sistema de alimenta\u00e7\u00e3o de \u00e1gua de emerg\u00eancia inicia sua a\u00e7\u00e3o e introduz \u00e1gua fria no gerador de vapor para evitar que o feixe de tubos e o espelho superaque\u00e7am perigosamente. Isso causa tens\u00f5es significativas, especialmente no espelho.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Embora a causa prim\u00e1ria do fen\u00f4meno de falha por fadiga n\u00e3o seja bem conhecida, ela aparentemente surge da forma\u00e7\u00e3o inicial de uma pequena trinca resultante de um defeito ou deslizamento microsc\u00f3pico nos gr\u00e3os do metal.\u00a0A trinca se propaga lentamente a princ\u00edpio e depois mais rapidamente quando a tens\u00e3o local \u00e9 aumentada devido a uma diminui\u00e7\u00e3o na se\u00e7\u00e3o transversal de suporte de carga.\u00a0O metal ent\u00e3o fratura.\u00a0<\/span><strong><span>Falha por fadiga <\/span><\/strong><span>pode ser iniciado por rachaduras e entalhes microsc\u00f3picos e at\u00e9 mesmo por marcas de retifica\u00e7\u00e3o e usinagem na superf\u00edcie;\u00a0portanto, tais defeitos devem ser evitados em materiais submetidos a tens\u00f5es (ou deforma\u00e7\u00f5es) c\u00edclicas.\u00a0As opera\u00e7\u00f5es da planta s\u00e3o realizadas de maneira controlada para mitigar os efeitos do estresse c\u00edclico.\u00a0Limita\u00e7\u00f5es de aquecimento e resfriamento, limita\u00e7\u00f5es de press\u00e3o e curvas de opera\u00e7\u00e3o da bomba s\u00e3o usadas para minimizar o estresse c\u00edclico.<\/span><\/p>\n<p><span>Refer\u00eancia especial: Departamento de Energia dos EUA, Ci\u00eancia de Materiais.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.<\/span><\/p>\n<p><span><\/span><\/p><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span><div class=\"su-accordion su-u-trim\"><div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\" data-scroll-offset=\"0\" data-anchor-in-url=\"no\"><div class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><span class=\"su-spoiler-icon\"><\/span>Refer\u00eancias:<\/div><div class=\"su-spoiler-content su-u-clearfix su-u-trim\"><\/div><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span>Ci\u00eancia de materiais:<\/span><\/p>\n<ol>\n<li><span>Departamento de Energia dos EUA, Ci\u00eancia de Materiais.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.<\/span><\/li>\n<li><span>Departamento de Energia dos EUA, Ci\u00eancia de Materiais.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.<\/span><\/li>\n<li><span>William D. Callister, David G. Rethwisch.\u00a0Ci\u00eancia e Engenharia de Materiais: Uma Introdu\u00e7\u00e3o 9\u00aa Edi\u00e7\u00e3o, Wiley;\u00a09 edi\u00e7\u00e3o (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.<\/span><\/li>\n<li><span>Eberhart, Mark (2003).\u00a0Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz.\u00a0Harmonia.\u00a0ISBN 978-1-4000-4760-4.<\/span><\/li>\n<li><span>Gaskell, David R. (1995).\u00a0Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 Termodin\u00e2mica dos Materiais (4\u00aa ed.).\u00a0Editora Taylor e Francis.\u00a0ISBN 978-1-56032-992-3.<\/span><\/li>\n<li><span>Gonz\u00e1lez-Vi\u00f1as, W. &amp; Mancini, HL (2004).\u00a0Uma Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 Ci\u00eancia dos Materiais.\u00a0Princeton University Press.\u00a0ISBN 978-0-691-07097-1.<\/span><\/li>\n<li><span>Ashby, Michael;\u00a0Hugh Shercliff;\u00a0David Cebon (2007).\u00a0Materiais: engenharia, ci\u00eancia, processamento e design (1\u00aa ed.).\u00a0Butterworth-Heinemann.\u00a0ISBN 978-0-7506-8391-3.<\/span><\/li>\n<li><span>JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 Engenharia Nuclear, 3\u00aa ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<p><span><\/span><\/p><\/div><\/div><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><div class=\"su-divider su-divider-style-default\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><\/div><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span>Veja acima:<\/span><br \/>\n<span>Fadiga<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/metals-what-are-metals\/failure-modes-of-materials\/fatigue-of-material-fatigue-failure \/\" class=\"su-button su-button-style-flat\" style=\"color:#606060;background-color:#ffffff;border-color:#cccccc;border-radius:10px;-moz-border-radius:10px;-webkit-border-radius:10px\" target=\"_self\"><span style=\"color:#606060;padding:7px 20px;font-size:16px;line-height:24px;border-color:#ffffff;border-radius:10px;-moz-border-radius:10px;-webkit-border-radius:10px;text-shadow:0px 0px 0px #000000 ;-moz-text-shadow:0px 0px 0px #000000 ;-webkit-text-shadow:0px 0px 0px #000000 \"><i class=\"sui sui-link\" style=\"font-size:16px;color:#5d5d5d\"><\/i> <\/span><\/a><\/span><\/p><\/div><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/span><\/p>\n<p><span>Esperamos que este artigo,\u00a0<\/span><strong><span>Fadiga T\u00e9rmica<\/span><\/strong><span>, o ajude.\u00a0Se sim,\u00a0<\/span><strong><span>d\u00ea um like<\/span><\/strong><span>\u00a0na barra lateral.\u00a0O objetivo principal deste site \u00e9 ajudar o p\u00fablico a aprender algumas informa\u00e7\u00f5es interessantes e importantes sobre materiais e suas propriedades.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Esperamos que este artigo,\u00a0Fadiga T\u00e9rmica, o ajude.\u00a0Se sim,\u00a0d\u00ea um like\u00a0na barra lateral.\u00a0O objetivo principal deste site \u00e9 ajudar o p\u00fablico a aprender algumas informa\u00e7\u00f5es interessantes e importantes sobre materiais e suas propriedades. &nbsp;<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[53],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v21.2 - 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