Laboratório de Materiais e Propriedades Mecânicas – LabMM

Com atuação no Cepel desde a sua fundação (1974), as áreas multidisciplinares do Laboratório de Materiais e Propriedades Mecânicas (LabMM) realizam ampla variedade de ensaios laboratoriais, serviços tecnológicos e pesquisa experimental a importantes clientes do setor de Energia. O LabMM conta com uma equipe de especialistas e uma infraestrutura de equipamentos modernos, desenvolvendo pesquisa em diversos tipos de materiais – polímeros, metais e suas ligas, cerâmicos, revestimentos, entre outros. São realizados ensaios físico-químicos e mecânicos com os materiais, avaliação de seu desempenho, análises de falhas, simulação das solicitações em que estão submetidos, desenvolvimento de soluções otimizadas para sua utilização, estudo de novas tecnologias, gerando subsídios técnicos para inspeção, diagnóstico, monitoramento e prognóstico da vida útil de equipamentos e estruturas do Setor. As áreas de atuação do LabMM são Análises Químicas, Corrosão, Metalografia, e Propriedades Mecânicas dos Materiais.

Detalhamento de serviços, projetos e ensaios

Análises Químicas

– Ensaios físico-químicos e de Análise de Gases Dissolvidos (DGA) em fluidos isolantes com emissão de diagnóstico do equipamento, sugestão de período para reamostragem e possibilidade de integração com banco de dados via DianE. 

– Monitoramento de papéis isolantes a partir da determinação do grau de polimerização do papel e do teor de furfuraldeídos no fluido isolante. 

– Treinamento em execução e interpretação de análise de gases dissolvidos – DGA, para monitoramento dos equipamentos elétricos, subsidiando a gestão da manutenção dos ativos. 

– Análise qualitativa e quantitativa de ligas de aço, polímeros (isoladores, cabos, espaçadores etc.), materiais cerâmicos, tintas e outras matrizes, fornecendo subsídios a análises periciais, bem como monitoramentos de rotina. 

– Avaliações térmicas e físico-químicas de materiais poliméricos, cerâmicos, metálicos e líquidos, a partir de técnicas como calorimetria diferencial de varredura, termogravimetria, tensiometria óptica, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia de absorção no UV/vis, dentre outras. 

– Compósitos e nanocompósitos para isolamento elétrico – desenvolvimento e caracterização de materiais para o setor elétrico, com avaliação de propriedades mecânicas, físico-químicas e dielétricas.

– Revestimento hidrofóbicos e super-hidrofóbicos para isoladores cerâmicos – desenvolvimento e avaliação de revestimentos para aplicação em isoladores instalados em ambientes poluídos e úmidos, com crescimento biológico.

– Avaliação de ésteres naturais isolantes – avaliações de propriedades, aplicabilidades, marcadores químicos de degradação do papel e compatibilidade dos materiais.

– Nanofluidos para utilização em transformadores elétricos – estudo dos ganhos de propriedade térmica e dielétrica ao se incorporarem nanopartículas nos fluidos isolantes à base de óleo mineral.

– Células solares poliméricas – estudo de desenvolvimento e caracterização de camadas ativas poliméricas para geração de energia fotovoltaica. 

Corrosão

– Inspeções técnicas em campo para avaliação de processos corrosivos e falhas de revestimento ou má especificação de esquemas de pintura.

– Análise de conformidade de tintas líquidas com o estabelecido nas normas Eletrobras de Pintura Anticorrosiva, visando garantir a qualidade do produto fornecido.

– Realização de ensaios acelerados de envelhecimento de tintas industriais, simulando ambientes agressivos, visando garantir a qualidade e durabilidade dos produtos fornecidos.

– Classificação normatizada do grau de agressividade de diferentes atmosferas, possibilitando a determinação da técnica de proteção anticorrosiva mais eficiente para o ambiente em questão.

– Captação e análise de poluentes atmosféricos que impactem no desempenho anticorrosivo de materiais metálicos.

– Cálculo de velocidade de corrosão de tubulações com diferentes fluídos, permitindo a previsão de vida útil da tubulação em diferentes pontos.

– Análise técnica e ensaios laboratoriais para avaliação e substituição de materiais de baixo desempenho anticorrosivo por outros de desempenho comprovadamente superior.

– Classificação do grau de agressividade da água utilizada em usinas e investigação de melhorias nos parâmetros físico-químicos da água ou adição de inibidores de corrosão.

– Investigação de desempenho de inibidores de corrosão para diferentes fluídos e condições operacionais.

– Otimização de custo e desempenho anticorrosivo entre diferentes tecnologias de esquemas de pintura, adequando-as à agressividade do ambiente operacional, com o objetivo de evitar falhas prematuras nos revestimentos, possibilitando ganho de vida útil dos ativos e redução da frequência de manutenção.

– Investigação de técnicas anticorrosivas pelo uso de revestimentos ou inibidores de corrosão e biocidas, para combate e redução de incrustações em tubulações e, especialmente, de mexilhão dourado ou outros tipos de molusco.

– Avaliação do estado de conservação do aço galvanizado utilizado em linhas de transmissão e projeto de caraterísticas técnicas deste material para resistir adequadamente às condições de corrosividade em que está instalado, ampliando a vida útil dos ativos.

– Desenvolvimento e otimização de inspeção para diagnóstico do estado de corrosão de fundações de torres de linhas de transmissão, através de técnica de injeção de corrente.

Metalografia

– Análise de falhas em componente/peças rompidas em serviço.

– Caracterização metalúrgica em peças metálicas.

– Inspeção por ultrassom em palhetas do pré-distribuidor do rotor do gerador de turbinas de Usinas Hidrelétricas.

– Medição de espessura por ultrassom e inspeção por ultrassom e líquido penetrante em vasos de pressão.

– Medição de espessura por ultrassom em tubulações do sistema de refrigeração, em tubulações de água de selagem.

– Desenvolvimento de software para monitoração, medição e diagnóstico da condição operacional de turbinas em plantas termelétricas, integrado a metodologias de avaliação de integridade estrutural, permitindo a previsão de vida remanescente ou estágio de dano da turbina em tempo real.

– Desenvolvimento de metodologia para realização de ensaios de fluência não-destrutivos em corpos de provas muito reduzidos retirados de equipamentos e componentes de alto valor financeiro (como turbinas e geradores) em serviço. O ensaio de fluência permite determinar o grau de envelhecimento do material. Com tal procedimento, reduzem-se os custos de inspeção e de manutenção em equipamentos de geração termelétricas.

– Medição de vazão, espessura e videoscopia nas tubulações de resfriamento com o objetivo de identificar incrustações que podem diminuir a passagem de água de refrigeração, causando sobreaquecimento nos transformadores, mancais e outros componentes.

Propriedades Mecânicas dos Materiais

– Ensaios mecânicos de tensão, flexão e compressão em materiais metálicos, poliméricos, cerâmicos, compósitos, para avaliação da resistência mecânica do material sob carregamento estático e verificação da especificação do material e dos processos de fabricação.

– Estimativa de propriedades mecânicas de resistência à fratura de materiais metálicos, permitindo a avaliação da resistência mecânica na presença de trincas e da vida remanescente do equipamento/estrutura.

– Análise pericial para diagnóstico em equipamentos/estruturas, resultando na identificação das possíveis causas para defeitos/falhas e em recomendações para evitar a ocorrência de defeitos similares no futuro.

– Desenvolvimento de metodologias e programas computacionais para monitoramento e diagnóstico de defeitos e avaliação de confiabilidade estrutural em equipamentos/estruturas, com objetivo de acompanhar sua deterioração progressiva, quantificar sua ‘saúde’ estrutural de gerar estimativa de confiabilidade e de sua vida remanescente. A pesquisa traz subsídios para planejamento racional das paradas de manutenção (alocação otimizada de recursos); redução de custos de O&M; redução de perdas de receita associadas a multas por indisponibilidade não programada; identificação da(s) causa(s) responsável(is) por perdas de desempenho; minimização de sinistros de grandes proporções.