Porquê utilizar azoto líquido na têmpera criogénica para componentes críticos de aerogeradores?

Princípio do tratamento criogénico

Em que consiste o tratamento criogénico?

O tratamento criogénico consiste em arrefecer os componentes de aço até uma temperatura extremamente baixa, que pode atingir -196 °C graças ao azoto líquido, necessário para fornecer as necessidades de frio ideais. Este processo é realizado com um controlo preciso do ciclo de arrefecimento e de aumento da temperatura.
É geralmente aplicado após a têmpera e antes ou depois de um revenido, dependendo da aplicação pretendida com base nas especificações do projeto.

Qual é a importância da transformação da austenite em martensite?

Após a têmpera, uma parte da austenite permanece presente na estrutura dos metais. Esta fase é instável e pode evoluir ao longo do tempo sob tensão ou variação de temperatura.
O tratamento criogénico permite:

• transformar esta austenite em martensite;
• estabilizar a estrutura tanto da superfície como da parte interna;
• reduzir as tensões residuais;
• melhorar a estabilidade dimensional dos componentes sujeitos a condições severas em ambientes complexos.

Graças à transformação microestrutural e à formação de carbonetos finos, o tratamento criogénico permite a melhoria das propriedades mecânicas:

• aumentar a dureza;
• melhorar a resistência ao desgaste e à corrosão;
• otimizar as propriedades mecânicas globais;
• reforçar a estrutura superficial.

Estas vantagens são essenciais para ferramentas e componentes de alta precisão.

Aplicação do tratamento criogénico em engrenagens

Quais são as vantagens do tratamento criogénico de engrenagens?

O tratamento criogénico é um processo avançado têmpera sub-zero em engrenagens eólicas, que permite melhorar significativamente as propriedades dos aços utilizados em engrenagens, eixos e outros componentes mecânicos. Graças a um controlo preciso do ciclo e à utilização de azoto líquido, otimiza a estrutura, reduz as tensões residuais e garante uma excelente estabilidade dimensional ao longo do tempo.
No caso das engrenagens, cada dente está sujeito a tensões de contacto significativas e a ciclos rápidos nas turbinas eólicas modernas.
O tratamento criogénico permite:

• limitar as deformações ao longo do tempo;
• melhorar a estabilidade dimensional;
• otimizar o desempenho em relação ao funcionamento dos equipamentos operados em parques eólicos;
• reduzir o desgaste e os defeitos superficiais.

É particularmente utilizado na indústria de sistemas de transmissão, onde a fiabilidade e a precisão são críticas.

Desempenho e durabilidade

O tratamento criogénico contribui para a redução das tensões e estabilidade das engrenagens:

• diminuir as tensões residuais;
• homogeneizar a estrutura dos metais;
• estabilizar as dimensões dos componentes a longo prazo.

Isto é essencial para componentes mecânicos sujeitos a variações de temperatura ou a solicitações repetidas.

Ao combinar a transformação da austenite, a formação de martensite e a melhoria das propriedades, os tratamentos criogénicos oferecem diversos benefícios:

• melhoram o desempenho na produção de energia limpa;
• aumentam a vida útil e diminuem a necessidade de manutenção estrutural;
• reduzem os fenómenos de desgaste;
• permitem uma maior fiabilidade dos sistemas mecânicos.