Desenvolvimento de liner polimérico para manufatura de vasos de pressão Tipo IV

• Processo: 23/16870-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Sergio Luiz Nascimento Junior
• Beneficiário: Larissa Stieven Montagna
• CNAE: Fabricação de artefatos de material plástico não especificados anteriormente ; Testes e análises técnicas ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Vinculado ao auxílio: 23/05723-2 - Manufatura de vasos de pressão utilizando materiais compósitos por meio do processo Filament Winding, AP.PIPE
• Assunto(s): Biometano Eficiência energética Materiais compósitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biometano | Eficiência Energética | Filament Winding | Liner Polimérico | Materiais compósitos | Vasos de Pressão Tipo IV | Materiais Compósitos

Resumo

Diferentemente dos vasos de pressão do Tipo I, Tipos II e Tipo III que possuem liners metálicos, os vasos de pressão do Tipo IV são formados por um liner polimérico, revestido externamente por compósitos como fibra de carbono/epóxi. Os liners utilizados em cilindros de gás de material compósito Tipo IV são feitos de materiais poliméricos resistentes a produtos químicos e altas pressões. A função do liner é armazenar o gás e impedir que ele entre em contato com o material compósito externo do cilindro. Os liners também ajudam a proteger o cilindro contra corrosão e desgaste.A fabricação do liner nos vasos de pressão Tipo IV pode ser obtida por rotomoldagem, moldagem por sopro ou por soldagem de cúpulas injetadas a um tubo de polímero extrudado. Estes processos permitem que os liners poliméricos sejam leves, resistentes e duráveis, tornando-os ideais para uso em cilindros de gás de material compósito. Os materiais empregados na construção de um vaso de pressão em compósito não devem ser apenas seguros, confiáveis e econômicos, mas também não devem interagir ou reagir com o gás que será armazenado.Nos Tipos IV, os liners poliméricos desempenham o papel de barreira entre o fluido interno e as camadas de compósito evitando vazamentos pelas microfissuras na matriz e garantindo a permeabilidade ao gás através da espessura da parede dos vasos em altas pressões. Polímeros como o polietileno de alta densidade (PEAD) ou poliamida (PA) alifática são geralmente empregados. Deste modo, o trabalho a ser desempenhado pelo bolsista engloba todas as etapas e atividades necessárias para o desenvolvimento do liner polimérico bem como a realização dos ensaios que garantam a correta seleção do material, do processo de fabricação e da segurança do protótipo a ser desenvolvido e utilizado na fabricação do vaso de pressão, incluindo as dimensões, forma, capacidade volumétrica, tolerâncias e espessura mínima. Também são definidos os requisitos de materiais para os liners, incluindo as propriedades mecânicas e químicas que devem ser atendidas além da realização dos ensaios e inspeções necessários para garantir a qualidade dos liners poliméricos em cilindros de gás de material composto incluem testes de pressão hidrostática, impacto, fadiga, permeabilidade e resistência química, bem como inspeções visuais e outros métodos de ensaio não destrutivos. Esses requisitos são estabelecidos na norma ISO 11119/2012.