Apostila Bombas Centrifugas

7/28/2019 Apostila Bombas Centrifugas

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SALVADOR - BA

SENAI CIMATEC2012


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Salvador2008

BOMBAS CENTRFUGAS


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Copyright 2008 por SENAI DR BA. Todos os direitos reservados

rea Tecnolgica de Manuteno Industrial

Elaborao: Robson da Silva Magalhes

Reviso Tcnica: Gaudenzio Erbetta

Reviso Pedaggica: Rita de Cssia Oliveira Cruz

Normalizao: Alda Melnia Csar

Catalogao na fonte (NIT Ncleo de Informao Tecnolgica)______________________________________________________

SENAI-DR BA. Bombas Centrfugas. Salvador, 2008. 76 p. il. (Rev.01)

1. Manuteno Industrial l. ttulo

CDD 621.8_______________________________________________________

SENAI CIMATECAv. Orlando Gomes, 1845 - PiatSalvador Bahia BrasilCEP 41650-010Tel.: (71) 3462-9500Fax. (71) 3462-9599http://www.cimatec.fieb.org.br


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SUMRIO

1. Conceituao 06

2. Classificao 11

3. Princpio de Funcionamento 13

4. Detalhes Construtivos 14

5. Dispositivos de Controle e Proteo 27

6. Noes de Lubrificao 36

7. Procedimentos de Desmontagem, Inspeo, Montagem e Testes 41

8. Anlise de Defeitos e Falhas Funcionais Relacionadas aos Componentes 51

9. Noes de Operao 57

10. Acionadores 63

11. Bibliografia 76


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APRESENTAO

Com o objetivo de apoiar e proporcionar a melhoria contnua do padro dequalidade e produtividade da indstria, o SENAI CIMATEC desenvolve programas deeducao profissional e superior, alm de prestar servios tcnicos e tecnolgicos. Essas

atividades, com contedos tecnolgicos, so direcionadas para indstrias nos diversossegmentos, atravs de programas de educao profissional, consultorias e informaotecnolgica, para profissionais da rea industrial ou para pessoas que desejamprofissionalizar-se visando inserir-se no mercado de trabalho.

Este material didtico foi preparado para funcionar como instrumento de consulta.Possui informaes que so aplicveis de forma prtica no dia-a-dia do profissional, eapresenta uma linguagem simples e de fcil assimilao. um meio que possibilita, deforma eficiente, o aperfeioamento do aluno atravs do estudo do contedo apresentadono mdulo.


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1. CONCEITUAO - BOMBAS CENTRIFUGAS

So mquinas acionadas que recebem energia mecnica de uma fonte motora(mquina acionadora) e a transformam em energia cintica (movimento), ou energia depresso (fora), ou ambas, e as transmitem ao lquido. O uso de bombas hidrulicasocorre sempre que se necessita aumentar a presso de trabalho de um lquido, para

transport-lo pela tubulao, de um ponto a outro da planta, obedecendo s condiesde vazo e presso requeridas pelo processo. Existem diversos tipos diferentes debombas, cada uma adequada para determinada necessidade ou exigncia do processo.

Caso se pretenda que o fluido escoe de um ponto de menor energia mecnicapara um de maior energia (Figura 1), ou o saldo de energia no suficiente para oescoamento na vazo desejada, faz-se necessrio a instalao de um equipamento aolongo do escoamento, de modo a suprir a energia mecnica adicional, e tambm aenergia dissipada por atrito.

Figura 1: Escoamento para um ponto de maior energia

As bombas centrifugas so maquinas que fornecem energia ao liquido por meio daao da fora centrifuga afim de promover o seu escoamento.

As bombas centrifugas transformam o trabalho mecnico proveniente de fontesexternas em energia cintica e de presso, que so cedidas ao lquido.

Seu emprego vem aumentado dia-dia devido a sua flexibilidade operacional, baixocusto de manuteno e os mais altos progressos tcnicos alcanados na sua fabricao.

A disponibilidade de energia eltrica como fator econmico e o desenvolvimentodas turbinas a vapor provocam um estudo mais acurado nas teorias hidrulicas dasbombas centrifugas visando o seu aprimoramento tcnico-industrial.

E isso notrio, pois as bombas centrifugas so mais adequadas para trabalharcom grandes vazes e presses moderadas, entretanto atualmente j se conseguefabricar bombas centrifugas capazes de desenvolver mais de 150 bar na presso dedescarga.

Atualmente, as maiores bombas centrifugas em operao esto instaladas nasestaes da America Eletric Power Service Corporation, no Canad. Suas caractersticasso:

- Fabricante e modelo: Ingressol; CA;- Carcaa tipo: barril;- Vazo: 4900 m/h; - presso de descarga: 360 bar;

- Altura manomtrica total: 3444 m;- Rotao 4160 rpm;- Eficincia: 88%;


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- Potncia no eixo 46965 KW (63.040 HP);- Potncia do acionador: 52150 KW (70000 HP).

Vantagens e Desvantagens

As bombas centrifugas apresentam as seguintes vantagens:

(1) vazo uniforme;(2) ausncia de ponto morto;(3) ocupam espao reduzido;(4) baixo custo de manuteno;(5) ausncia de vlvulas;(6) apresentam menores vibraes;(7) requerem fundaes mais simples;(8) trabalham com lquidos contendo lama, lodos ou outras impurezas;(9) menos sobressalente, etc.

Por outro lado, elas tm contra si:(1) aspirao difcil;(2) necessidade de escorva antes de comear a operar;(3) menor rendimento;(4) desaconselhveis pra pequenas vazes e altas presses; etc.

Escovar uma bomba consiste em enche-la de lquido juntamente com a tubulaode suco afim de expulsar todo o ar ou todo gs existente no seu interior.

Campo de Aplicao

O campo de aplicao das bombas vastssimo. So empregadasfreqentemente em:

-Servios de abastecimento (gua);-Estao de tratamento;-Servio de esgoto;-Sistema de irrigao-Sistema de drenagem;-Centrais termoeltricas;-Centrais de refrigerao;

-Indstria txtil;-Indstria petrolfera;-Indstria qumica e petroqumica;-Indstria de minerao;-Sistema de combates a incndios;-Uso martimo;-Uso domiciliar; etc.


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Termos mais Utilizados

Altura de suco (as) - Desnvel geomtrico (altura em metros), entre o nveldinmico da captao e o bocal de suco da bomba.OBS.: Em bombas centrfugas normais, instaladas ao nvel do mar e com fludobombeado a temperatura ambiente, esta altura no pode exceder 8 metros de

coluna dagua (8 mca).

Altura de recalque (AR) - Desnvel geomtrico (altura em metros), entre o bocalde suco da bomba e o ponto de maior elevao do fludo at o destino final dainstalao (reservatrio, etc.).

Altura manomtrica total (AMT) - Altura total exigida pelo sistema, a qual abomba dever ceder energia suficiente ao fludo para venc-la, levam-se emconsiderao os desnveis geomtricos de suco e recalque e as perdasdescarga por atrito em conexes e tubulaes.

AMT = Altura Suco + Altura Recalque + Perdas de Carga Totais

(Tubulaes/Conexes e Acessrios)Unidades mais comuns: mca, Kgf/cm, Lbs/Pol.Onde: 1 Kgf/cm = 10 mca = 14,22 Lbs/Pol

Perda de carga nas tubulaes - Atrito exercido na parede interna do tuboquando da passagem do fludo pelo seu interior. mensurada obtendo-se, atravsde coeficientes, um valor percentual sobre o comprimento total da tubulao, emfuno do dimetro interno da tubulao e da vazo desejada.

Perda de carga localizada nas conexes - Atrito exercido na parede interna dasconexes, registros, vlvulas, dentre outros, quando da passagem do fludo. mensurada obtendo-se, atravs de coeficientes, um comprimento equivalente emmetros de tubulao, definido em funo do dimetro nominal e do material daconexo.

Comprimento da tubulao de suco - Extenso linear em metros de tuboutilizados na instalao, desde o injetor ou vlvula de p at o bocal de entrada dabomba.

Comprimento da tubulao de recalque - Extenso linear em metros de tuboutilizados na instalao, desde a sada da bomba at o ponto final da instalao.

Golpe de arete - Impacto sobre todo o sistema hidrulico causado pelo retornoda gua existente na tubulao de recalque, quando da parada da bomba. Esteimpacto, quando no amortecido por vlvula(s) de reteno, danifica tubos,conexes e os componentes da bomba.

Nvel esttico - Distncia vertical em metros, entre a borda do reservatrio desuco e o nvel (lmina) da gua, antes do incio do bombeamento.


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Nivel dinmico - Distncia vertical em metros, entre a borda do reservatrio desuco e o nvel (lmina) mnimo da gua, durante o bombeamento da vazodesejada.

Submergncia - Distncia vertical em metros, entre o nvel dinmico e o injetor(Bombas Injetoras), a vlvula de p (Bombas Centrifugas Normais), ou filtro da

suco (Bombas Submersas).

Escorva da bomba - Eliminao do ar existente no interior da bomba e datubulao de suco. Esta operao consiste em preencher com o fludo a serbombeado todo o interior da bomba e da tubulao de suco, antes doacionamento da mesma. Nas bombas auto-aspirantes basta eliminar o ar dointerior da mesma. At 8 mca de suco a bomba eliminar o ar da tubulaoautomaticamente.

Auto-aspirante - O mesmo que Auto-escorvante, isto , bomba centrfuga queelimina o ar da tubulao de suco, no sendo necessrio o uso de vlvula de pna suco da mesma, desde que, a altura de suco no exceda 8 mca.

Cavitao - Fenmeno fsico que ocorre em bombas centrfugas no momento emque o fludo succionado pela mesma tem sua presso reduzida, atingindo valoresiguais ou inferiores a sua presso de vapor (lquido - vapor). Com isso, formam-sebolhas que so conduzidas pelo deslocamento do fludo at o rotor ondeimplodem ao atingirem novamente presses elevadas (vapor - lquido).Este fenmeno ocorre no interior da bomba quando o NPSHd (sistema), menorque o NPSHr (bomba). A cavitao causa rudos, danos e queda nodesempenho hidrulico das bombas.

NPSH - Sigla da expresso inglesa-Net Positive Suction Head a qual se divideem:

a) NPSH disponvel - Presso absoluta por unidade de peso existente nasuco da bomba (entrada do rotor), a qual deve ser superior a presso devapordo fludo bombeado, e cujo valor depende das caractersticas do sistema edo fludo;b) NPSH requerido - Presso absoluta mnima por unidade de peso, a qualdever ser superior a presso de vapor do fludo bombeado na suco dabomba (entrada de rotor) para que no haja cavitao. Este valor depende dascaractersticas da bomba e deve ser fornecido pelo fabricante da mesma;

O NPSHdisp deve ser sempre maior que o NSPHreq (NPSHd > NPSHr)

Vlvula de p ou de fundo de poo - Vlvula de reteno colocada naextremidade inferior da tubulao de suco para impedir que a gua succionadaretorne fonte quando da parada do funcionamento da bomba, evitando que estatrabalhe a seco (perda da escorva).

Crivo - Grade ou filtro de suco, normalmente acoplado a vlvula de p, queimpede a entrada de partculas de dimetro superior ao seu espaamento.


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Vlvula de reteno - Vlvula(s) de sentido nico colocada(s) na tubulao derecalque para evitar o golpe de arete. Utilizar uma vlvula de reteno a cada 20mca de AMT.

Presso atmosfrica - Peso da massa de ar que envolve a superfcie da terra atuma altura de 80 Km e que age sobre todos os corpos. Ao nvel do mar, a

presso atmosfrica de 10,33 mca ou 1,033 Kgf/cm (760 mm/Hg).

Registro - Dispositivo para controle da vazo de um sistema hidrulico.

Manmetro - Instrumento que mede a presso relativa positiva do sistema

Vazo Quantidade de fludo que a bomba dever fornecer ao sistema.Unidades mais comuns: m3/h, l/h, l/m, l/sOnde: 1 m3/h = 1000 l/h = 16.67 l/m = 0.278 l/s

Abaixo representao tpica de um sistema de bombeamento.

Figura 2: Sistema de Bombeamento


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2. CLASSIFICAO

A fim de entender o seu vasto campo de aplicao, as bombas centrifugas sofabricadas nos mais variados tipos, podendo ser classificadas segundo diversos critrios:

a) Segundo a posio do eixo

Bomba centrifuga:

Horinzontal Vertical Inclinada

b) Segundo o numero de rotores.

Bomba centrifuga

Simples estgio um motor

Multiestgios vrios rotores

c) Segundo a localizao

Bomba centrifuga

Submersa funciona dentro da fonte do suprimento No-submersa

d) Segundo finalidade

Bomba centrifuga

De uso geral De drenagem De irrigao De alimentao de cadeira De condensado De incndio De processo Qumica Martima, etc.


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Segue abaixo classificao geral das bombas.

Figura 3: Classificao das Bombas

Bombas Volumtricas ou de Deslocamento Positivo

Nestas, a movimentao de uma pea da bomba fora o lquido a executar omesmo movimento. O lquido sucessivamente preenche e expulso de um volume nointerior da bomba. Logo, existe uma proporcionalidade entre a vazo de lquido e avelocidade da bomba.


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Bombas Dinmicas ou Turbobombas

A energia transferida para o lquido pela rotao de um eixo onde montado umdisco, com certo nmero de palhetas ou ps, chamadas de rotor ou impelidor. O quecaracteriza os diferentes tipos de turbobombas a geometria do impelidor e suaspalhetas, o que vai influenciar a forma como a energia transferida para o fluido e suadireo na sada do impelidor.

A vazo bombeada depende da construo da bomba e das caractersticas dosistema em que est operando.

3. PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO

O lquido encaminhado para parte de central do rotor, entra em movimento derotao e impelido para a periferia do rotor pela ao da fora centrifuga, adquirindogrande velocidade (figura abaixo); a seguir, percorre o contorno da carcaa onde partedessa energia de velocidade transformada em energia de presso e lanada pra

fora da bomba pelo local de descarga.

Figura 4: Princpio de Funcionamento

Resumidamente, podemos dizer que o funcionamento de uma bomba centrfugacontempla o principio universal da conservao de energia, que diz: A energia potencialtransforma-se em energia cintica, e vice-versa. Parte da energia potencial transmitida bomba no aproveitada pela mesma, pois, devido ao atrito, acaba transformando-seem calor. Em vista disto, o rendimento hidrulico das bombas pode variar em seu melhorponto de trabalho (ponto timo) de 20% a 90%, dependendo do tipo de bomba, doacabamento interno e do fludo bombeado pela mesma.

A seguir demonstrada a equao que rege o funcionamento de uma bombacentrfuga.


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Considerando-se Z1 = Z2 e como vimos que V2 < V1, ento isto implicar que P2deve ser maior que P1 para que a igualdade da equao de Bernoulli possa existir.

4. DETALHES CONSTRUTIVOS

Para facilitar o conhecimento de uma maquina, pode-se adotar o recurso didtico

de dividi-las em seces ou sistemas, em que cada seco ou sistema tem um objetivofundamental.Por conveno, as seces so constitudas por grupos de peas afins, inerentes

a prpria maquina. Cada pea executa uma tarefa especifica correlacionada com oobjetivo final. J os sistemas so constitudos por grupos de peas suplementares, sendoque algumas delas podem ser acessrios ou componentes auxiliares da maquina.

Adotando essa diretriz no estudo das bombas centrifugas, pode-se dividi-la daseguinte maneira:

Seces Hidrulica Mecnica Vedao Suportao

Sistemas Lubrificao Auxiliar de vedao Resfriamento Transmisso de torque

A seco hidrulica engloba peas responsveis pela transferncia e conversode energia do lquido. As peas fundamentais so: o rotor que transfere energia cinticae de presso ao lquido e a carcaa, que converte parte da energia cintica em energiade presso. Nas bombas de multiestgios, a converso parcial de energia cintica emenergia de presso se processa no diafragma, que tambm tem a funo de encaminharo lquido que sai de um rotor para o rotor seguinte. Em projetos mais aprimorados aindah o indutor e os anis de desgaste.

A seco mecnica abrange a pea transmissora do movimento de rotao e aspeas que mantm o conjunto girante na posio adequada. As principais peas

integrantes da seco mecnica so o eixo, os mancais e as caixas de mancais.A seco de vedao tem a funo de impedir a passagem do lquido ou de ar na

regio circunvizinha onde o eixo atravessa a carcaa. O elemento bsico responsvelpela vedao pode ser anel de gaxeta ou selo mecnico, instalados no interior de umacaixa oca, tendo na face uma sobreposta aparafusada.

A seco de suportao tem a funo estrutural de apoiar a bomba. Pertencem aesta seco os pedestais, os suportes e a base metlica.

O sistema de lubrificao contempla os mancais e, em alguns casos, o acoplamento.

O sistema auxiliar de vedao rene acessrios extras que atuam no sentido demelhorar o desempenho das peas da seco de vedao.


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O sistema de resfriamento tem a funo de no deixar a temperatura de algumaspeas ultrapassarem valores incompatveis ao bom funcionamento da maquina.

O sistema de transmisso de potncia transfere o movimento da maquina motorapra a bomba.

Configurao

Agora que o leitor acabou de tomar conhecimento das peas componentes de umabomba centrifuga, precisa saber como elas esto arrumadas. Ou, como se diz numalinguagem mais tcnica: qual a configurao de uma montagem das peas da bomba;qual a sua arquitetura.

As bombas horizontais, apesar da variedade de modelo tm apenas duasconfiguraes:

Com rotor (es) em balano Com rotor (es) em mancais

No caso de bombas verticais, a configurao mais empregada na pratica estesquematizada na figura abaixo.

Figura 5: Rotor em Balano e Rotor entre Mancais

Figura 6: Bomba Vertical Tpica


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Rotores e Indutores

O rotor ou impelidor o rgo da bomba que imprime massa lquida ummovimento circulatrio, acelerando-a para a periferia em decorrncia da ao da foracentrifuga.

O rotor tem funo bsica de fornecer energia cintica e de presso ao lquido.

Para poder fornecer energia ao lquido necessrio que o rotor receba o trabalhomecnico correspondente de uma fonte motriz externa. Esse trabalho transmitido parao rotor sob forma de conjugado de rotao.

Resumindo: o rotor o rgo girante que, acionado por fonte motriz externa,energiza o lquido.

Ao girar, o rotor cria uma depresso em sua regio central provocando a aspiraodo lquido.

O rotor , portanto, a pea mais importante da bomba e, por esta razo, merecedos fabricantes uma ateno toda especial em seu projeto em sua construo a fim deaprimor-lo cada vez mais.

Normalmente, os pesquisadores constroem modelos destinados a ensaios

hidrulicos em laboratrio para analisar o comportamento de cada rotor, retirarparmetros corretivos do calculo terico e introduzir aperfeioamentos tcnicos a fim deobterem bombas de elevado rendimento.

O numero de rotores de uma bomba centrifuga que determina o numero deestgios dessa bomba.

Partes Componentes do Rotor

A maioria dos rotores tem: olhal de suco, palhetas, paredes e cubo.O olhal de suco a parte onde o lquido penetra no rotor.As palhetas ou ps servem para transmitir energia e guiar convenientemente o

lquido em sua trajetria dentro do rotor.As a paredes so discos ou coroas circulares de espessura delgada destinadas a

evitar a fulga dispersa do lquido no rotor. So, tambm, elementos estruturais para afixao das palhetas.

O cubo, impropriamente, chamado, a parte que prende o rotor no eixo.

Sentido de Rotao

O sentido de rotao do rotor de fundamental importncia para o desempenhoda bomba.

O sentido correto de rotao de um rotor est elucidado na figura abaixo. Deve seraquele em que a curvatura das palhetas esta voltada para trs esta configurao permitea transferncia de energia para o lquido com o mnimo de perdas.


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Nas bombas de simples estagio com rotor de dupla suco, necessrio muitocuidado afim de no montar o rotor em posio invertida ou trocar as ligaes do motor.

Se o rotor for montado na posio invertida (figura abaixo), haver uma quedabrusca da vazo e uma sobrecarga no acionador.

Figura 7: Rotor na Posio Invertida com Rotao Correta e Rotor na Posio Correta com Rotao Invertida

Se o rotor for montado corretamente mais girar em sentido inverso (figura acima)devido troca das ligaes dos plos do motor, ento o liquido vai percorrer o trecho dacarcaa em sentido contrario ao que foi projetado. Conseqentemente, a bombafornecera baixa altura manomtrica e vazo reduzida devido queda acentuada de suaeficincia.


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Tipos de Rotores

Os rotores podem ser classificados segundo trs critrios fundamentais:

a) Quanto admisso de lquidoRotor de:

Simples suco Dupla suco

b) Quanto s paredes

Rotor de: Aberto Semi-aberto Fechado

c) Quanto direo da sada do lquido

Rotor de fluxo: Axial Radial Misto

Figura 8: Alguns Tipos de Rotores


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IndutorO indutor um pequeno parafuso de Arquimedes (figura abaixo) situado na parte

frontal do olhal de suco do rotor e preso no eixo da bomba.

Figura 9: Bomba centrfuga com indutor

Ele age aspirando uma quantidade extra de lquido para dentro do rotormelhorando significativamente as condies operacionais da bomba.

O indutor uma opo para atender os casos em que a baixa presso desuco e a alta temperatura tornam-se um problema crtico de bombeamento.

O indutor uma pea que pode ser instalada mesmo numa bomba queoriginalmente tenho sido fornecida sem ele. No requer qualquer modificao no projetobsico.Resumindo:

O indutor uma pea com finalidade melhorar as condies de suco dasbombas centrfugas.

Carcaa

Funo

A carcaa tem funo de coletar o lquido que abandona o rotor, gui-loadequadamente ate o bocal de sada e, durante esse trajeto, promover a transformaode parte da energia cintica em energia de presso.

As carcaas no fornecem energia ao lquido. So apenas conversores de

energia; isto , reduzem a velocidade do lquido aumentando sua presso.No caso de bombas verticais, os fabricantes preferem chamar as carcaas decorpos de bomba.

As carcaas so dotadas de dois bocais: de suco (ou aspirao), no qual oliquido dirigido para parte central do rotor; de descarga (ou recalque), que encaminha olquido para fora da bomba. Em geral, o dimetro do bocal de suco maior que odimetro do bocal de descarga.

Ao avanar no bocal de suco, o lquido sofre a influncia da rotao do rotor epassa a ter uma trajetria helicoidal. Isso impede que o lquido penetre radialmente norotor conforme projetado. Esse fenmeno chamado de pr-rotao.

Para reduzir o efeito da pr-rotao e assegurar um fluxo uniforme na aspirao,

os fabricantes costumam instalar uma palheta guia nos bocais de suco com dimetrosuperior a quatro polegadas. Veja a figura abaixo.


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Figura 10: Suco com Palheta Guia

Alguns fabricantes que constroem bombas centrifugas de simples estagiodestinada a lquidos bastante sujos e lameados, dotam a carcaa de bocas de visita parainspeo e limpeza peridica.

Nas bombas de multiestgios, h necessidade de intercalar uma pea entre osestgios para separar um do outro. Isso feito com adaptao de diafragmas (figuraabaixo) que so fixados nas carcaas da bomba. Sua funo orientar o lquido para oestgio seguinte.

Figura 11: Diafragma em Bomba Multi-Estgio

Tipos

As carcaas podem ser classificadas segundo dois critrios:

Quanto ao formato:

Concntrica


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Voluta Dupla voluta Difusura Difusura-voluta Difusura-dupla voluta

Quanto partio

Partida radialmente Partida axialmente

Carcaa Concntrica

A carcaa concntrica tem formato circular com centro coincidente com o centrodo rotor. Por esta razo, alguns autores preferem chamar de carcaa circular.

A carcaa concntrica apresenta seces iguais em quase toda periferia do rotor.

Figura 12: Carcaa Concntrica

Apesar do seu baixo custo de fabricao, o emprego de carcaas concntricas reduzido porque as carcaas tipo voluta efetuam a converso de energia de velocidadeem energia de presso de forma mais eficiente.

Nas carcaas concntricas a presso exercida pelo lquido ao longo de suacircunferncia vai aumentando gradativamente at o bocal de sua sada. Essa variaode presso atua sobre o rotor (figura abaixo) dando origem a um empuxo radialresultante (figura abaixo). A grandeza desse empuxo depende do projeto geomtrico dacarcaa.

Figura 13: Empuxo ao redor da Carcaa e Empuxo Radial Resultante


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Carcaa Voluta

A carcaa voluta tem um formato espiralado, apresentando seces crescentesem volta do rotor (figura abaixo)

Figura 14: Carcaa Tipo Voluta

Devido a sua simplicidade, baixo custo de fabricao e sua eficincia que o tipoconcntrico, a carcaa voluta o tipo de carcaa mais empregado em bombascentrifugas de simples estgio.

A carcaa voluta tem a vantagem de permitir a reduo do dimetro Maximo dorotor de at 20% sem grande perda da eficincia hidrulica.

Aqui, como na carcaa concntrica, tambm ocorre aumento de presso exercidapelo lquido ao longo da voluta. Analogamente, essa variao de presso atua sobre o

rotor provocando um empuxo radial resultante.

Figura 15: Empuxo Radial em Carcaa de Voluta

Esse empuxo radial varia em grandeza e direo em funo da vazo, alturamanomtrica, dimetro e espessura do rotor.

O empuxo radial na carcaa voluta Maximo quando a bomba opera com vazonula, decresce em medida que a vazo cresce, atinge um valor mnimo quando a bombaopera na regio do ponto de melhor eficincia e volta a crescer para vazes maiores,porem com menor intensidade. Veja a ilustrao da figura abaixo


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Da a razo de no recomendar operar bombas em condies de vazo muitoreduzida.

Carcaa Dupla Voluta

A carcaa dupla voluta surgiu como soluo mais econmica de projeto decarcaa que desenvolvesse pequeno empuxo radical. O projeto consiste de duas volutassimples, defasadas de 180 graus, com parte do lquido passando externamente a umadelas e se juntando no trecho do bocal de descarga (figura abaixo)

Na carcaa dupla voluta os empuxos radicais provenientes de cada voluta soiguais e opostos, proporcionando uma resultante nula, conforme ilustra a figura abaixo.

Figura 16: Carcaa tipo dupla voluta e demonstrao do empuxo radial

A rigor devido a pequenas imperfeies de fabricao, as duas volutas no soexatamente iguais. Por isso que aparece um pequeno empuxo radial.

Carcaa Difusora

A carcaa difusora dotada de ps diretrizes estacionarias formando canais com

seces gradativamente crescentes (figura abaixo). Essas ps tm a finalidade dereceber e guiar convenientemente o lquido quando abandona o rotor.


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O difusor pode ser considerado como varias volutas de pequeno comprimento, emvolta do rotor, conforme ilustra a figura

Figura 17: Carcaa Difusora

A funo do difusor transformar parte da energia cintica do lquido em energiade presso. Enquanto a velocidade do lquido diminui, a presso aumenta.

No comum empregar-se carcaas difusoras em bombas de simples estgios,entretanto sua utilizao em bombas de multiestgios recomendvel afim de que olquido escorra de rotor para outro com velocidade reduzida e com o mnimo de perda deenergia. O difusor tem uma grande desvantagem: suas ps so dispostas num ngulo talque coincida com o ngulo que o lquido abandona o rotor para funcionar numa vazoprefixada. Se a bomba operar com outras vazes, no haver mais coincidncia dongulo de entradas das ps do difusor com o ngulo de sada das palhetas do rotor,nestas condies, o lquido ao sair do rotor vai chocar-se com as ps do difusor e

proporcionar maior perda de energia. Isso implica na no recomendao do corte nosrotores como ocorre nas carcaas volutas. Conseqentemente, a faixa operacional debom rendimento das bombas que tem carcaa difusora fica reduzida.

As carcaas difusoras so inadequadas para servios em que a possibilidade deocorrer variaes de vazo.

O difusor no proporciona empuxo radial sobre o rotor. As presses hidrulicasso distribuda uniformemente conforme mostra figura abaixo.

Figura 18: Distribuio de Presso nas Carcaas Difusoras


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As Carcaas partidas axialmente so cortadas segundo um plano que passapela linha de centro do eixo. So empregadas na maioria das bombas horizontais commancais em ambos os lados. Os bocais de suco e de descarga da bomba ficamlocalizados na metade inferior da carcaa de modo que h necessidade de solta-losquando se desejar abrir bomba. Conseqentemente, h relativa facilidade de se tirar atampa superior sempre que houver necessidade de fazer uma inspeo interna.

As carcaas partidas axialmente tambm so chamadas de carcaashorizontalmente bipartidas. A (figura abaixo) ilustra uma bomba com esse tipo decarcaa.

Figura 19: Carcaa Partida Axialmente

Anis de Desgaste

Numa bomba centrfuga em funcionamento, as presses atuantes na regio frontaldo rotor so diferentes. No recinto frontal a parede dianteira do rotor, atua a presso dedescarga e no trecho frontal do olhal, atua a presso de suco.

Essa diferena de presso gera uma recirculao de lquido que passa pela folgaexistente entre o olhal do rotor e carcaa da bomba.

V-se ento, a necessidade de se colocar uma folga mnima entre o olhal do rotore carcaa da bomba para tornar diminuta a fuga de lquido. Entretanto, impossvelconservar essa folga original com a bomba em funcionamento porque ocorre um

desgaste progressivo nas superfcies do olhal e da carcaa.A restituio da folga original torna-se necessria quando essa ultrapassardeterminados valores, pois, nestas condies, a quantidade de lquido recirculado afetaraconsideravelmente a eficincia da bomba. Isto se consegue: (a) restaurando as partesgastas com solda ou metalizao e usinagem; (b) substituindo as peas gastas poroutras novas.

A metalizao um processo de deposio de metal derretido por asperso, emsuperfcie a fim de formar sobre esta uma capa metlica.

Estes procedimentos no so econmicos para as bombas de mdio e grandeporte. Para evit-los, os fabricantes j instalam originalmente anis especiais no rotor ouna carcaa ou em ambos, afim de que o desgaste se verifique apenas nos anis.

Esses anis so chamados de anis de desgaste, porque podem ser facilmentesubstitudo quando gastos em vez do rotor ou da carcaa.


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Vrios tipos de anis de desgaste e a seleo do tipo mais apropriado para umdeterminado servio dependem do lquido bombeado, da presso diferencial, davelocidade circunferencial e do desempenho especifico da bomba.

Em geral, as bombas de pequeno porte e destinadas a servios leves no vemequipadas com anis desgaste. As figuras acima ilustram vrios tipos de anis dedesgaste.


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5. DISPOSITIVOS DE CONTROLE E PROTEO

As bombas centrfugas so fceis de controlar porque, devido as suascaractersticas peculiares, elas se adaptam bem a qualquer manobra efetuada nosistema de tubulao.

Entretanto, para entender o controle de uma bomba centrifuga preciso conhecer

as relaes entre suas caractersticas hidrulicas e as caractersticas do sistema que elaopera, o ponto de trabalho e as caractersticas do acionador.

Os controles so usados nos sistemas de bombeamento para:

Partir o conjunto bomba acionador; Parar o conjunto bomba - -acionador; Ajustar a bomba s variaes das condies operacionais.

A atuao dos controles pode ser manual ou automtica.O controle manual executado pelo operador. Ele observa a mudana das

condies operacionais, analisa os dados e decide qual manobra que deve serexecutada.

O controle automtico executado sem o auxilio do operador. Os instrumentosmedem os valores das variveis e promovem as correes por si mesmos.

A seguir, sero analisados alguns exemplos de controle automtico.

Controle de Partida e Parada

O controle de partida automtica muito usado para colocar em funcionamentouma bomba reserva quando a titular apresenta problemas e pra de funcionar. Umsensor capta a queda de presso na linha de descarga e transmite um sinal para odispositivo capaz de desencadear aes que promovem a partida da maquinaacionadora da outra bomba, sem necessidade de interveno humana.

O controle de partida automtica tambm pode ser usado no caso de variasbombas em paralelo, em situaes de aumento de demanda. O aumento da demandaprovoca uma reduo da presso na linha de descarga; o sensor capta essa queda depresso e transmite o sinal para os mecanismos atuarem no sentido de partir mais umconjunto bomba-acionador. Esse tipo de controle muito utilizado no sistema de bombadgua.

O controle de parada automtica muito usado como dispositivo protetor doconjunto bomba-acionador.

Geralmente, deseja-se interromper o funcionamento do conjunto bomba-acionadorquando uma ou mais variveis atingem valores prefixados, considerados como limitantesoperacionais. Ultrapassagens desses limitantes podem provocar danos nosequipamentos.

As principais anomalias que podem ser monitoradas com instrumentos edispositivos capazes de para o conjunto bomba-acionador so:

No sistema

- nvel de lquido baixo na fonte de suprimento;- nvel de lquido elevado no vaso de recalque;

- presso de suco ou descarga baixa- queda de demanda, no vaso de varias bombas em paralelo.


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Na bomba

- Temperatura alta nos mancais;- Nvel de lquido baixo no pote de selagem;- Presso alta no pote de selagem;- Falta de gua de resfriamento

- Vibrao mecnica

No motor eltrico

-Sobrecarga-Temperatura alta nos mancais.- Vibrao Mecnica

A depender do projeto, essas situaes anormais podem ser indicadas em painelespecifico por meio de sinal luminoso, sinal sonoro de ambos.

Um exemplo de parada automtica: motor eltrico protegido com um rel de

sobrecarga ligado a uma chave de comando de motor e a um painel de alarmes. Se aintensidade da corrente atingir um determinado valor, ajustado previamente, o rel acionadois contatos: um deles desliga automaticamente a chave de comando do motor e ooutro aciona o sinal de alarme no painel indicado que o motor parou devido sobrecarga.

Um exemplo de partida e parada automtica de moto-bomba muito utilizado nosistema de transferncia de gua do reservatrio inferior para o reservatrio superior;caso muito freqente das instalaes hidrulicas prediais. A chave de comando de motorfica interligada em srie com duas chaves de nvel: uma localizada no reservatriosuperior e outra no inferior. Veja o esquema da (figura abaixo). A chave de comando sliga o motor se ambos os contatos da chave de nvel estiverem fechados. Isto ocorresomente quando o reservatrio superior esta vazio e o inferior, cheio. Em qualquer outra

alternativa o motor permanece desligado porque umas das chaves de nvel deve estarcom contato aberto.

Figura 20: Exemplo de Sistema de Controle de gua


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Controle Operacional de Grandezas

H processos industriais que devem possuir condio de manter constantementeuma determinada grandeza fsica ou geomtrica, podendo ocorrer alterao em outrasgrandezas envolvidas.

As grandezas que devem ser mantidas constantemente por um perodo de temposo chamadas de grandezas controladas ou variveis controladas. Geralmente, sonvel, ou presso, ou temperatura.

As grandezas que devem sofrer variaes temporrias a fim de compensar osdesvios manifestados pela grandeza controlada so chamadas de grandezasmanipuladas ou variveis manipuladas.

Resumindo: altera-se a grandeza manipulada para manter constante a grandezacontrolada.

Na pratica, a grandeza manipulada mais usada a vazo.H dois recursos para se alterar a vazo de uma bomba centrifuga:

a) Introduzindo uma perda de carga artificial na tubulao de descarga

atuando em uma vlvula;b) Variando a velocidade do acionador.

Em ambos os casos, tanto a modificao da posio do obturador da vlvula comoa variao da velocidade do acionador podem ser feitos manual ou automaticamente.

Nos processos industriais, predomina o uso de controle automtico porqueproporciona:

a) Maior eficincia do processo;b) Uniformidade dos produtos;c) Melhores condies de segurana;d) Menor custo operacional.

Um circuito de controle desenvolve trs aes fundamentais:

a) Medio de uma grandeza;b) Comparao do valor medido com o valor desejado;c) Correo do desvio verificado entre o valor medido e valor desejado.

Para executar essas aes, os circuitos de controle automtico dispem dosseguintes mecanismos:

- medidor (elemento primrio)- controlador- corretor (elemento final)

O mecanismo medidor constitudo por um sensor que capta o impulso dagrandeza controlada, transformando em um sinal capaz de acionar outro mecanismo.

O controlador recebe as informaes das medidas efetuadas pelo elementoprimrio, compara essas medidas com o valor referencial e emite um sinal corretivo parao elemento final.

O valor considerado como referencial recebe o nome de ponto de ajuste. O pontode ajuste selecionado no controlador e pode ser modificado pelo operador.

O elemento final o dispositivo que, comandado pelo sinal de sada docontrolador, regula a grandeza manipulada a fim de manter a grandeza controlada novalor de referencia desejado.


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Como, na pratica, normalmente a varivel manipulada a vazo, ento, se ocorreranomalias que provoquem a grandeza controlada se afastar do ponto de ajuste, necessrio modificar-se temporariamente a vazo da bomba a fim de corrigir essedesvio.

A variao automtica da vazo pode ser conseguida instalando-se um circuito decontrole automtico no sistema de bombeamento em que o elemento final pode ser uma

vlvula de controle ou de turbina a vapor ou um motor de combusto interna.Nos processos industriais h trs situaes bastante comuns nos quais se aplicamo controle automtico:

a) Necessidade de manter constante o nvel de lquido em um vaso;b) Necessidade manter constante a temperatura de um fluido num

determinado trecho de um processo;c) Necessidade de manter constante a presso de um fluido num determinado

trecho de um processo.

A (figura abaixo), por exemplo, ilustra um, controle automtico de temperaturatendo como elemento final uma vlvula de controle.

Figura 21: Sistema de Controle Automtico

A temperatura do produto na sada do permutador de calor pode ser mantidaconstantemente em funo da vazo de gua liberada pela vlvula de controle parapassar pelos tubos do permutador de calor.

Se a temperatura do produto (varivel controlada) aumentar, o sensor capta essedesvio e envia sinal atravs do transmissor para o controlador. O controlador compara osinal recebido com o valor do ponto de ajuste e emite um sinal corretivo para o elemento

final (vlvula de controle, neste exemplo) no sentido de abrir mais o obturador.

GUA

E-2

P-1

V-1

E-3

PRODUTO

CONTROLADOR

SENSOR

I-1

PONTO DEAJUSTE

VARIVELCONTROLADA

VARIVELMANIPULADA

VALVULA DECONTROLE


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E o que acontece com a bomba?Ora, com a abertura do obturador, a perda de carga do sistema de gua diminui;

diminuindo a perda de carga, a altura manomtrica decresce e, como conseqncia, abomba aumentara a vazo de gua (varivel manipulada) para o permutador.

Passando mais gua pelo permutador, a temperatura decresce at atingir o valorselecionado no ponto de ajuste.

A (figura abaixo) esquematiza simplificadamente o controle de nvel no tubulosuperior de uma caldeira, tendo como elemento final a vlvula de admisso de vapor deuma turbina.

Figura 22: Controle de Nvel no Tubulo

A vazo da bomba controlada automaticamente pela variao da rotao daturbina.

Por exemplo: quando o nvel sobe no tubulo, ocorre um aumento de presso que captado pelo sensor e transmitido um sinal para o controlador que se responsabiliza deatuar na vlvula de admisso de vapor da turbina, reduzindo a passagem de vapor. Essaao provoca a reduo da rotao da turbina que traz como conseqncia a diminuioda vazo da bomba e a correo do nvel de gua no tubulo.

Proteo da Bomba

Dentre algumas variveis como: Temperatura, vazo e amperagem e etc.; pode-sedizer que a anlise de vibrao a mais utilizada em bombas centrfugas.

Abaixo citaremos alguns modos de falhas detectados em bombas centrfugasatravs da anlise de vibrao.


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Figura 23: Desbalanceamento de rotor em balano

O desbalanceamento de rotores em balano causa altas amplitudes na rotao doeixo do rotor tanto na direo axial como na direo radial. As leituras axiais tendem aestar em fase enquanto que as radiais tendem a estar instveis. Rotores em balano

podem apresentar desbalanceamento forado e acoplado. A correo se far de acordocom o tipo de desbalanceamento.

Figura 24: Eixo Empenado

O empenamento do eixo causa grandes vibraes na direo axial com diferenade fase de 180ao longo do eixo da mquina. 1X rpm dominar o espectro se oempenamento estiver prximo ao centro do eixo e 2X rpm aparecer se o empenamentoestiver prximo aos acoplamentos (tome cuidado para que a orientao do transdutorno esteja na direo invertida no momento da medio).

Figura 25: Eixo Desalinhado

O desalinhamento paralelo causa sintomas similares ao angular mas mostragrandes amplitudes de vibrao na direo radial com aproximadamente 180 dedefasagem ao longo do acoplamento. Dependendo do tipo de acoplamento 2X rpm se

apresenta com maior amplitude do que 1X rpm.

1X rpm2X rpm

RADIAL

3X rpm

1X rpm do

rotor

2X rpm do

rotor

AXIA

1X rpm do rotor

RADIAL & AXIAL


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Figura 26: Desalinhamento entre rolamento e eixo

O desalinhamento entre rolamento e eixo geralmente causa grandes vibraes nadireo axial

Figura 27: Folgas Mecnicas por Falta de Rigidez

Folgas mecnicas por falta de rigidez so causadas por folgas estruturais,fragilidade dos ps da mquina, toro da base metlica ou problemas estruturais dabase de concreto.

Figura 28: Folgas Mecnicas entre Componentes

So causadas por ajuste imprprio entre componentes. Causaro vriosharmnicos devido a no linearidade entre os componentes com folga e as forasdinmicas do eixo.

1X

RADIAL0 5X

1 5X

2X

2 5X

3X 4X 5X 6X 7X 8X

Forma de onda truncada

1X rpm

2X rpm

AXIAL

3X rpm

1X rpm

RADIAL

PBASE METLICA

BASE DE CONCRETO


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Figura 29: Cavitao

Normalmente cavitao gera rudo aleatrio, energia em larga faixa de altafreqncia que s vezes superpe com harmnicos da frequncia de passagem das ps.Normalmente indica presso insuficiente na suco. A cavitao pode rapidamente

destruir as partes internas da bomba se no for corrigida. Isto pode principalmentecausar a eroso das ps do impelidor. Quando presente freqente haver rudo comopedras passando pela bomba.

Figura 30: Foras Hidrulicas

Freqncia de passagem de ps (ou palhetas) igual ao nde ps (ou palhetas)vezes a rotao do eixo. Est presente em bombas, ventiladores, sopradores enormalmente no representam problemas, porm grandes amplitudes da BPF e seus

harmnicos podem ser gerados se a folga entre as ps e o corpo do difusor estacionriono estiverem iguais em seu contorno. Tambm BPF (ou harmnicos) podem coincidircom alguma freqncia natural do sistema e causar grandes amplitudes de vibrao.Uma alta BPF pode ser gerada se o impelidor est desgastado pelos anis laterais oupor soldas rpidas em difusores quebrados, mudanas abruptas de direo emtubulaes, distrbios de fluxo ou se o rotor da bomba ou ventilador estiver excntrico emrelao ao seu alojamento.

1x

BPF

Vibrao randnica

de alta frequncia

BPF = Blade Pass

FreqenteFrequncia de passagem

das ps

1X

2X

BPF

2x

BPF = Blade PassFreqente

Frequncia de passagem

das ps


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Figura 31 : esquema tpico de Monitoramento de temperatura e Vibrao ON-LINE

Figura 32: Esquema tpico de Monitoramento de temperatura e Vibrao ON-LINE


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6. NOES DE LUBRIFICAO

Nas bombas centrfugas, como em qualquer mquina, tm-se sempre peasinterligadas cujas superfcies em contato esto animadas de movimentos relativos, dandoorigem as foras de atrito, que se opem a esses movimentos.

O atrito produz calor, aquecendo as peas da mquina que ficam cada vez maisquentes ate ocasionar a paralisao do mecanismo, em virtude de uma dilataoacentuada ou mesmo a fuso das peas superaquecidas.

Portanto, v-se que da maior importncia reduzir ao mnimo o atrito metlico afim de reduzir a gerao de calor e tambm diminuir o s desgaste das peas. Isso seconsegue pela interposio de um fluido adequado entre as superfcies, chamado delubrificante, que impede o contato direto dessas superfcies. Alem de impedir o contatodireto das duas superfcies em movimento relativo, o lubrificante ainda tem funo de: (1)dissipar o calor; (2) proteger as superfcies contra corroso; (3) remover as partculasprovenientes do desgaste das peas, ou outros materiais estranhos; etc.

Os lubrificantes podem ser:

-gasosos ex: ar, em determinadas condies;-lquidos ex: leo;-semi-solidos ex: graxa;-slidos ex: grafite, mica.

O leo e a graxa so lubrificantes mais prticos e econmicos do uso dirio.A graxa um lubrificante semi-solido proveniente da disperso de um agente

engrossador de leo.Geralmente, esse engrossador um sabo metlico; os mais usados so base

de sdio, clcio, ltio, brio e alumnio.A principal propriedade do leo lubrificante a viscosidade, e da graxa,

consistncia.A viscosidade a resistncia interna oferecida pelas molculas de uma camada

de um fluido, quando ela deslocada em relao outra.Esse conceito e a equao da viscosidade foram estabelecidos por Isaac Newton.

Lubrificao dos mancais de deslizamentos

A lubrificao dos mancais de deslizamento esta baseada no principio de cunhade leo que se forma entre munho e mancal, onde se desenvolve uma presso

hidrodinmica criada pelo efeito de bombeamento resultante da rotao do eixo. Emvelocidade de regime, essa presso capaz de levantar o eixo e eliminar o contatometlico munho/mancal.

Entretanto, a formao e preservao da pelcula lubrificante dependem da: (1)viscosidade do leo; (3) rotao do eixo; (4) folga mancal/munho.

Figura 33: Mancal de Deslizamento


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Abaixo esquema tpico de lubrificao de mancais de deslizamento.

Figura 34: Esquema Tpico de Lubrificao Pressurizada para Equipamentos de Pequeno Porte

BOMBA


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Distribuio da presso do leo

A distribuio do leo num mancal no uniforme. Existe uma rea de mnimapresso e outra rea na qual a presso mxima.

A presso hidrodinmica criada na cunha de leo levanta e desloca o eixo nosentido da rotao devido o aparecimento da fora hidrulica proveniente da ao debombeamento que ocorre durante a formao e manuteno de cunha de leo.

Chanfros e ranhuras

A distribuio do leo pelo eixo pode ser facilitada com o emprego de chanfros eranhuras corretamente localizados.

O chanfro nas arestas de mancais bipartidos constitui um deposito de leo a fimde facilitar a formao da cunha de leo e sua introduo entre as superfcies emmovimento.

A finalidade das ranhuras ou canaletas nos mancais facilitar a rpida distribuioe sua posterior introduo na rea de mxima presso. A eficincia com que a ranhuradesempenha esta funo depende de sua localizao e forma. Ela contraproducente

se, por engano, for colocada na rea de maior presso.Os mancais bipartidos de bombas centrfugas geralmente so dotados de duas

ranhuras: uma, de distribuio de leo, localizada na parte superior do mancal; e a outraranhura auxiliar, localizada pouco antes do inicio da rea de maior presso par assegurara presena de volume abundante de leo nessa parte vital do mancal.

Todas essas ranhuras no devem atingir as extremidades do mancal para evitarvazamento, assim como desaconselhvel seu formato em ngulo ou curva. Devem tersuas arestas bem arredondas a fim de no rasparem o leo que cobre o munho.

Mtodos de aplicao do leo

Os mtodos de aplicao do leo mais usados na lubrificao de mancais debombas centrfugas so: anel em banho de leo e sistema de circulao forada.

Um anel de dimetro bem maior que o do mancal fica sobre o munhao e com aparte inferior mergulhada no leo. Com eixo em rotao, o anel gira lentamente e arrastao leo do crter para o munho e da para o mancal.

No sistema de circulao forada, o leo bombeado de um reservatrio para osmancais, passando antes por uma filtrao e um resfriamento. O sistema ainda estaequipado com uma vlvula de alvio, vlvula reguladora de presso e diversosinstrumentos de temperatura e presso. Geralmente, a presso do leo para mancaisdeve ser de 1 a 2 bar. Todo leo aps lubrificar os mancais retorna ao reservatrio por

gravidade.Escolha do lubrificante

A lubrificao satisfatria dos mancais depende da formao e manuteno dapelcula do leo entre as superfcies munho/mancal.

A principal caracterstica do leo que influencia na manuteno dessa pelcula aviscosidade.

Os leos mais recomendados para essa finalidade devem ter: (1) alta estabilidadequmica; (2) alta resistncia a ruptura da pelcula lubrificante; (3) capacidade de separar-se rapidamente da gua; (4) boa resistncia a oxidao; etc.

Raramente os mancais de deslizamentos de bombas centrfugas horizontais solubrificados graxa.


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Freqncia peridica de lubrificao

De um modo geral, recomenda-se verificar o nvel de leo diariamente e complet-lo se for necessrio.

Verificar tambm se leo est contaminado com gua ou empretecido; casopositivo troc-lo. Em condies normais, basta troc-lo semestralmente.

Lubrificaes de mancais de rolamento

No rolamento o lubrificante atua para: (1) reduzir o atrito; (2) dissipar o calorgerado; (3) proteger as superfcies contra corroso e (4) formar um selo protetor contra aentrada de materiais estranhos.

Os rolamentos podem ser lubrificados a leo ou graxa. O projeto bsico da caixade mancal constitui um fator decisivo para a escolha de leo ou graxa.

A pratica tem provado que a lubrificao a leo mais eficiente, entretanto nemsempre possvel. A graxa mais adequada para ambientes com muita poeira, gases

corrosivos, ou locais de difcil acesso.

Mtodos de aplicao

Usualmente, a aplicao de leo para lubrificar os rolamentos de bombascentrifugas se faz por meio de banho. O leo colocado na caixa de mancal at o nvelatingir a metade ou da esfera (ou rolo) inferior do rolamento.

Alguns fabricantes ainda acrescentam um colar preso no eixo, prximo dorolamento. O calor fica parcialmente imerso no leo. Quando o eixo gira, o colar gira comele e salpica o leo no rolamento.

Nas caixas de mancais equipadas com retentores ou labirintos convencionais apequena perda e leo durante a operao da bomba.

Como importante a manuteno do leo, instala-se um dispositivo niveladorcapaz de reabastecer o crter com a quantidade de leo perdida. Trata-se de um corpoemborcado cheio de leo em comunicao com o crter atravs de um cachimbo.

O uso de vedadores hermticos (isoladores de mancais e selos magnticos)impede o vazamento de leo. Nestes casos, substitui o copo nivelador por um visor denvel olho de boi.

Gradativamente, a lubrificao de rolamento por banho de leo esta sendosubstituda pela lubrificao por neblina de leo.

A lubrificao por neblina de leo apresenta como principais vantagens:- reduz o coeficiente de atrito em 25%;- aumenta a vida til dos rolamentos;- a temperatura de operao dos rolamentos cai 10 a 12C, em mdia;- a neblina no txica e nem inflamvel.

A lubrificao por neblina consiste em pulverizar o ambiente em que se encontra apea a ser lubrificada com uma mistura fina de ar e leo na proporo da ordem de200.000 partes de ar para 1 leo.

Um sistema simples de lubrificao por neblina compreende:

a) Um gerador de neblina;b) Um filtro para secar o ar;


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c) a vlvula reguladora de vazo de ar;d) Uma rede tubular de distribuio de neblina;e) Um reclassificador para cada ponto de lubrificao; o reclassificador uma

conexo especial que funciona como orifcio de restrio;f) Um vaso de coletor de leo usado (coletor ecolgico)

O ar comprimido e seco passa pelas ranhuras tangencias de um disco, gera umvrtice que provoca o arrasto de leo por um tubo e forma uma mistura fina de ar e leo.A mistura choca-se com uma chicana provocando a coalescncia das gotculas maioresque caem nos fundos do reservatrio. A mistura remanescente na parte superior do vaso a neblina de leo.

O mtodo mais usado para aplicao da graxa nos rolamentos de bombas com umapistola conectada a um pino graxeiro projetado para receber graxa da pistola.

Renovao do lubrificante

O perodo de troca de leo utilizado na lubrificao de rolamentos dependeprincipalmente: (1) da temperatura operacional, (2) da contaminao por partculasestranhas e (3) da contaminao com gua.

Pesquisas comprovam que a contaminao da gua no leo reduz significamente vida do rolamento por fadiga.

Diante dessa comprovao, fundamental evitar que o leo seja contaminado pelaumidade do ar. Isso pode ser conseguido com o emprego de selos hermticos(isoladores de mancais ou selos magnticos) e a substituio do bujo de respiro poruma cmera de expanso.

Para funcionamento normal e temperatura at 50C, r ecomenda-se trocar o leo

anualmente; esse intervalo deve ser reduzido metade para temperatura de 70 C; devepassar para 4 meses se a temperatura for de 100C; e para 2 meses se a temperaturaatingir 120C.

A rigor, a troca de leo em uso s deveria ser recomendada aps uma anlise domesmo, mas isso no tem sentido pratico para reservatrios de leo de pequenacapacidade.

A freqncia de renovao da graxa dos rolamentos depende muito: (1) datemperatura operacional, (2) da rotao da bomba e (3) do dimetro interno dorolamento.

Nunca se deve encher de graxa os rolamentos alem de 2/3 de sua capacidade. Orestante da parte deixado par a graxa se expandir.

Com graxa a base de silicone, somente alguns gramas do lubrificante devem seraplicados; no aplicar a formula anterior.


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7. PROCEDIMENTOS DE DESMONTAGEM, INSPEO, MONTAGEM E TESTES

A seguir sero demonstrados procedimentos que contribuem para o bomdesempenho da bomba durante a sua campanha, escritor por Douglas C. Branham,

Lubrication & Reliability Manager LSC (Lubrication Systems Company Houston TX USA).

DESMONTAGEM /MONTAGEM/INSPEO

O que faz um Rolls Royce diferente de um Chevrolet? Cada um destes carros temum motor, quatro rodas, um volante, assentos, uma carroceria, etc. A diferena est notrabalho adicional que feito na fabricao do Rolls Royce e as especificaes maisapertadas para as quais construdo. Por exemplo, os pistes em um Rolls Royce soequalizados em peso. Isto faz com que o motor tenha um funcionamento mais suave,

uma vida mais longa e menos manuteno.A mesma pergunta pode ser aplicada entre bombas ANSI e API 610. Ambas

possuem uma carcaa, um eixo, um selo mecnico, um impelidor, um acionador, etc.Mas, por que um usurio alcana um TMEF de seis meses e o outro 8 anos? Qual adiferena entre uma mquina boa e uma mquina excelente? A resposta para estasperguntas simples: um pequeno trabalho adicional e um cuidado especial faz adiferena.

D uma olhada neste check-list. Se todos estes pontos forem seguidos, voc teruma grande chance de ter uma excelente mquina.

1) Remover todos os possveis desalinhamentos e suas causas. Isto importantequando se sabe que os desalinhamentos so a causa de cerca de 50% dos problemasde vibrao. Vibrao sempre existir, mas a pergunta at que ponto ns permitimosisto. O processo de qualidade uma melhoria contnua. Ns sempre deveremosmelhorar os resultados. O que era aceitvel no ltimo ano no deve ser aceitvel esteano, nem ano que vem. O que ns aceitamos como vibrao permissvel, deve seguiresta filosofia. Ento, como um mnimo e um ponto de partida, alinhe segundo sespecificaes seguintes:

Mximo desalinhamento lateral: 0, 01 mm;

Mximo desalinhamento angular: 0,01 mm por 100 mm, com um mximo de 0,02 mm; P manco: mximo 0,02 mm; Desalinhamento mximo por tenso de tubulao: 0,05 mm; Os mancais devem estar alinhados com os eixos e caixas de mancal; Planicidade mnima da base e dos ps: 0,05 mm. Quando necessrio, considere a dilatao trmica e faa a compensao adequada noalinhamento.

2) Balanceamento do conjunto rotativo em API 4W/n ou menor. A menos que hajaalguma circunstncia incomum, um operador de mquina de balanceamento experientedeveria poder alcanar este resultado em um par de rodadas da balanceadora. Porm,

uma rodada adicional da balanceadora far a diferena entre uma mquina boa e umamquina excelente. comum que ele consiga obter 1/10 da especificao do API com


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uma rodada adicional da balanceadora. Lembre-se disso: 40% de todos os problemas devibrao so causados por desbalanceamento.

3) Instalar as mquinas em uma fundao corretamente projetada. Uma fundaocorretamente projetada eliminar a possibilidade de um problema de vibrao porfreqncia natural e reduzir resservios.

4) Grautear a base com uma argamassa que no perca dimenses (no encolha),tomando o cuidado de que todos os espaos vazios sejam preenchidos. O grout no s importante para apoiar a bomba, mas tambm para absorver as vibraes.

5) Escolher a metalurgia e os elastmeros de maneira satisfatria para o serviopretendido. Materiais imprprios reduziro o TMEF da mquina. Os custos deinvestimento devem ser baseados em uma anlise de Ciclo de Vida e no sersimplesmente em uma compra pelo menor preo.

6) Partir uma bomba com a ajuda de um check-list operacional de partida, assegurando

que todos os passos sero cuidadosamente seguidos. Caso contrrio, um trabalhoperfeito de engenharia, montagem e manuteno sero perdidos e inteis. Por exemplo,se o operador no assegurar um nvel adequado de lubrificante, uma caixa de selagemventada e com presso adequada de flushing, em segundos todo o trabalho demanuteno ser desfeito e teremos uma uma mquina destruda.

7) Operar a bomba o mais perto possvel do BEP (Best Efficiency Point - Melhor Ponto deEficincia). Operando muito longe do BEP, temos cargas elevadas nos mancais etambm uma possvel cavitao destrutiva.

8) Durante os servios de manuteno, monte a bomba em um local limpo e ferramentasadequadas, com uma limpeza de grau cirrgico. Algumas refinarias tm salas demontagem limpas e fechadas, com ar filtrado, deixando a poeira do lado de fora. Asferramentas, sobressalentes e equipamentos so mantidos, armazenados e usadossomente dentro destas salas de montagem. As bombas so meticulosamente limpasantes de serem trazidas para reparo. Os tcnicos usam aventais de laboratrio limpos ecoberturas de sapato antes de entrar na sala de montagem. Quando voc leva em contaque as folgas de mancais esto na casa de centsimos de milmetros, fica claro o porqueda necessidade deste esforo de limpeza e assim teremos um bom retorno.

9) Executar verificaes preditivas (vibrao e temperatura) em intervalos regulares de

tempo. Exija que os operadores faam cheques bsicos diariamente. Falhas em mquinaacontecem em dois nveis: primrio e secundrio. A falha primria um defeito decomponente que pode ser um pitting em uma esfera de um rolamento. A falhasecundria falha total, que pode ser uma quebra do rolamento que causa dano norotor, dano na carcaa e falha de selo. Um incndio tambm pode ser umaconseqncia. Se o operador pode detectar uma falha primria antecipadamente, oscustos de trabalho, dos sobressalentes e da possvel perda de produo podero sersignificativamente menores que os associados a uma falha secundria. A situao ideal a pro-ativa e no a reativa. Nela o proprietrio (o operador, o dono da rea) estcontrolando a situao e no sendo controlado por ela.

10) Ajustar o flushing e quench dos selos nas vazes e presses timas. Se as vazes epresses so muito altas, os danos mquina podem ser to grandes quanto se asvazes e presses forem muito baixas. Isto tambm pode aumentar a perda de energia.


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11) Acoplamentos no-lubrificados devem ser usados sempre que possvel. Isto eliminaproblemas com lubrificao. Se o acoplamento lubrificado, use somente graxasfabricadas especificamente para acoplamentos. Graxa simplesmente leo emsuspenso em uma matriz, um espessante conhecido como sabo. Graxas de usogeral (general purpose) tm sabo mais pesado que o leo. Quando sujeito s foras

centrfugas nas altas rotaes dos acoplamentos, o sabo centrifugado para as partesexteriores do acoplamento. Porm esta exatamente a rea onde o leo necessrio.Acoplamentos que so lubrificados com graxas general purpose devem ser re-lubrificados a cada trs meses. Graxas especiais para acoplamentos podem se mantereficientes por at trs anos em testes de campo, mas uma substituio anual recomendada. Elas tm capacidades para cargas altas, so resistentes a gua, podemser usadas at 180 oC e ficam estveis em aplicaes de alta velocidade.

12) Usar os lubrificantes adequados nas quantidades adequadas. Coloque uma plaquetacom o nome e tipo do lubrificante indicado no ponto de abastecimento ou prximo damquina. Voc pode padronizar em um nmero reduzido os tipos de lubrificante para

reduzir custos. Mas, se o lubrificante adequado no for usado, esta aparente reduo decustos pode resultar em um TMEF mais baixo. Embora esta otimizao de estoquepossa parecer muito adequada, pode no ser a melhor opo no que diz respeito alubrificantes. Mais mquinas falham por excesso de lubrificao do que por falta delubrificao. O atrito lquido contribui significativamente para aumentar a temperatura dosmancais e assim, suas falhas.

13) Remover a gua de resfriamento dos mancais sempre que possvel. gua deresfriamento pode causar falha prematura facilmente. Em uma bomba que movimentafluidos a uma temperatura alta, o calor daquele lquido transferido ao eixo. O eixo sedilata, fazendo com que as folgas dos rolamentos sejam reduzidas j que a pista internado rolamento cresce. Esta situao piora mais j que a pista externa do rolamentodiminuiu de dimetro pelo efeito da gua de resfriamento. Folgas insuficientes aumentama temperatura do rolamento e causam uma grande reduo na sua vida.

14) Use filtros de lubrificante de 5 micra ou menos quando completar o nvel deequipamentos em operao. Partculas de sujeira muito maiores que a espessura dacunha de leo do mancal normalmente no so um problema. Por exemplo, umapartcula de 40 micra normalmente no causa falha do mancal a menos que ela sequebre em partculas menores. Particulas menores que 1 micron tambm no causamproblemas. No entanto, partculas que tm o tamanho da espessura do filme de leo ou

levemente maior causam a falha do rolamento por fadiga. necessria a filtragem doleo para aumentar a vida dos mancais.

15) Usar lubrificao por nvoa de leo sempre que possvel. Usurios de lubrificaopor nvoa (oil mist) relatam at 90% de reduo de falhas em rolamentos aps ainstalao do sistema. Um usurio no Texas-USA relatou reduo de 98%. Usuriostambm relatam uma reduo de 30% das falhas de selos, j que elas esto intimamenteligadas ao funcionamento dos mancais e suas folgas. Adicionalmente h uma reduo doconsumo de energia de 2 a 3% em funo da reduo do atrito lquido. Alguns usurios

relataram um reduo de 10 oC da temperatura dos mancais. Uma refinaria relatou areduo de 32 oC na temperatura dos mancais da bomba de carga de petrleo. Reduzira temperatura contribui para aumentar a vida do rolamento. Provavelmente a maior razo


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para o fenmeno de sucesso do oil mist que aparentemente no h transporte departculas de sujeira para o rolamento. As partculas de sujeira estariam em suspensonas gotas de 1 a 3 micra.

Assim, por que um dono de mquina se interessaria em melhorar a confiabilidade? Aresposta simplesmente uma questo econmica. Da contabilidade, sabemos que o

lucro igual a receita menos despesa. A estratgia da confiabilidade para aumentar olucro reduzir os custos de manuteno e inventrio de peas sobressalentes. Almdisso, os mecnicos tero mais tempo para dedicar-se a melhorias de qualidade porqueeles tm menos falhas para reparar. O moral do grupo ser elevado com a contribuiopara o sucesso da companhia. H uma reduo em despesas. Uma confiabilidade maiortambm significa menor tempo de manuteno no planejada e um lucro cessantemenor. Maior disponibilidade se traduz em mais produto especificado para venda e umfaturamento mais previsvel. As relaes entre confiabilidade e rentabilidade so fortes eclaras.

Com competio crescente e margens de lucro decrescentes, usurios finaisprecisam tirar o mximo proveito dos possveis ganhos. Fracasso em tirar proveito de

mquinas excelentes e maior confiabilidade conduzir, indubitavelmente, a um fracodesempenho que, em troca, aumentar a presso nos empregados, resultando em baixaprodutividade e stress, etc. Isto o ciclo da morte e deve ser quebrado se umacompanhia deseja sobreviver. Melhorar a confiabilidade e o TMEF so necessidadesindispensveis. Se usado corretamente, este check-list provar ser uma ferramentapoderosa, colocando suas operaes em uma posio de liderana de desempenho naindstria.

TESTES

Os testes constituem uma alternativa para os usurios verificarem,antecipadamente, se a bomba a ser fornecida pelo fabricante efetivamente atende ascondies operacionais especificadas.

Classificao dos testes

Os testes podem ser classificados em funo de diferentes critrios, quais sejam:

Quanto ao local

- Na fbrica (bancada do teste do fabricante)- No campo (na instalao definitiva)

Quanto rotao

- Mesma rotao de trabalho- Em rotao diferente da de trabalho neste caso os resultados dos testes serocorrigidos com bases nas leis que correlacionam Q, H e Pot. com a rotao.

Quanto ao lquido

- Igual ao de operao

- Lquido diferente do de operao muito comum os testes serem realizados comgua; este fato, entretanto, no constitui um empecilho, pois as curvas caractersticas


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so tambm normalmente fornecidas para operao com gua; mesmo que fossediferente e fazer as devidas correes.

Quanto ao acompanhamento

- Testemunhado como o prprio nome indica, implica a presena de representante do

comprador durante a realizao do teste.- No testemunhado realizado sem a presena de representante do comprador.

Quanto finalidade

- Teste hidrosttico tm como finalidade bsica a verificao da resistncia da carcaa;- Teste de desempenho objetiva o levantamento das curvas caractersticas;- Teste de cavitao objetiva a determinao das condies de cavitao (NPSHrequerido);- Teste de escorva objetiva determinar o tempo de escorva em bombas auto-escorvantes;

- Teste em modelo objetiva a determinao do desempenho de um prottipo a partir demedidas efetuadas em um modelo;- Teste de giro mecnico - objetiva a verificao de caractersticas como vibrao e rudo.

Teste hidrosttico

O teste hidrosttico, como mencionada anteriormente, objetiva,fundamentalmente, a verificao da resistncia da carcaa. Os critrios para suaexecuo so fixados pelo API 610 e esto relacionados a seguir:

- Cada carcaa deve ser testada com gua temperatura ambiente (mnimo de 15,6 C

(60F) pra carcaas de ao carbono);- A presso de testes para bombas partidas radialmente ou axialmente e de qualquermaterial deve ser no mnimo uma vez e meia a mxima presso de operao permissvelna carcaa;- Bombas de carcaa em dupla voluta, multi-estgio ou de projetos especiais podem,com aprovao do comprador, ser testadas por parte;- Equipamentos auxiliares expostos ao fludo bombeado devem ser testados a uma vez emeia a mxima presso de operao (mnimo de 10,3 bar (150 pig);- Passagem de resfriamento, jaquetas de mancais, caixa de selagem, resfriadores deleo e outros auxiliares devem ser testados a 7,9 bar (115 psig);- o teste hidrosttico deve ter durao mnima de trinta minutos e consideradosatisfatrio se no houver vazamento.

Teste de desempenho

O teste de desempenho tem por objetivo a determinao das curvascaractersticas reais, o que permitir, mediante a comparao com as curvas prometidaspor ocasio da proposta, comprovar a qualidade do equipamento.

Para garantir a adequao do teste, uma srie de procedimento deve serobservada antes, durante e aps o teste. No caso do teste ser testemunhado, o inspetordo comprador dever acompanhar toda a rotina.


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- Procedimento antes do teste

Estabelecimento de critrios combinar com o fabricante o mtodo de execuodo teste, o procedimento nas leituras do instrumento e as flutuaes e tolernciaspermissveis. No que concerne a flutuaes o Hydraulic Institute recomenda oseguinte critrio.

Varivel Flutuaes aceitveisDiferencial de presso atravs dabomba ( P)

2% ( P)

Presso de descarga ( ) 2% (Presso de suco ( ) 3% ( )

Vazo (Q) 2% (Q)Rotao (N) 0,3% (N)

Potncia (BHP) 1% (BHP)

No que se concerne s tolerncias aceitveis em relao ao prometido, o API 610fixa os seguintes critrios:

Varivel Ponto garantido Vazo nula (shutoff)Carga de 0 500 ft -2 %

+5 %+10 %-10%

Carga de 500 a 100 ft -2 %+3 %

+8 %-8 %

Carga acima de 1000ft

+2 %-2 %

+5 %-5 %

Potncia + 4%+ 0%

Os percentuais negativos s so aceitveis se a curva H x Q resultante do testefor estvel.

Inspeo cuidadosa inspeo deve ser feita antes do teste no que concerne aos

seguintes itens:

- Alinhamento da bomba e do acionador;- Sentido de rotao;- Ligaes eltricas;- Tubulao de suco e descarga;- Folgas nos anis de desgaste;- Canais de passagem no lquido;- Posicionamento e adequabilidade dos instrumentos de medio.


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Testes preliminares quando possvel, desejvel a realizao de um ou maistestes preliminares com propsito de adequao dos instrumentos e treinamentodo pessoal.

Calibragem dos instrumentos todos os instrumentos devem estar aferidos porapropriada calibragem antes do incio do teste.

- Procedimento durante do teste

Observar as leituras efetuadas e registr-las. Observar a instalao particularmente no que concerne a comportamento

anormais tais como:- vibrao excessiva;- rudo excessivo;

- operao inadequada da caixa de vedao ou do sistema de lubrificao.

- Procedimento aps o teste

Efetuar o clculo para levantamento das curvas caractersticas a partir dos valoresmedidos durante o teste;

Comparar as curvas obtidas no teste com as curvas prometidas e decidir sobre aaceitao do equipamento.

Execuo do teste de desempenho

O teste executado em seis diferentes pontos de operao. Normalmente, um

destes pontos o shutotoff (vazo nula); outro, ponto de projeto e os demais,arbitrados. Para cada um dos seis pontos, so feitas leituras de vazo (Q), presso desuco ( ), presso de descarga ( ), rotao (N), voltagem (V), amperagem (I) e fatorde potncia (cos ). Estas medidas permitem-nos calcular para cada ponto a alturamanomtrica total (H), a potencia (Pot.) e a eficincia ( ), como mostrado a seguir:

- calculo da velocidade de suco (Vs)

Vs = 4Q /

Onde = dimetro interno da tubulao no flange de suco.

-clculo da velocidade de descarga

Vd= 4Q /

Onde = dimetro interno da tubulao no flange da descarga.

- calculo da altura manomtrica de suco ( )

= + +


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Onde: y = peso especificog = acelerao da gravidade

= altura esttica do flange de suco em relao linha do centro dabomba.

- clculo da altura manomtrica de descarga (hd)

hd = + + ,

Onde: = altura esttica do flange de descarga em relao linha de centro dabomba.

- calculo da altura manomtrica total (H)

H = -

- Calculo da potencia absorvida (Pot)

Pot = V I cos . (motor)

Onde motor o rendimento do motor usado no teste para acionamento da bomba.

- Pot. em HP (BHP) ou Pot. em cv no eixo da mquina igual potncia absorvidavezes o fator de correes de unidades correspondentes.

- calculo do rendimento da bomba

= ,

Onde Pot. cedida e Pot.absorvida devem ser expressas nas mesmas unidades.Portanto, de posses de seis valores de vazo (medidos durante o teste) e oscorrespondentes valores de H, Pot. e (calculados) podemos traar as curvascaractersticas. Notar que se a rotao de teste for diferente da de operao, ascurvas precisam ser corrigidas.

Teste de cavitao

O teste de cavitao objetiva a determinao do NPSH requerido para uma vazopr-fixada, normalmente a vazo garantida ou a de operao normal. Naturalmente, casodesejvel, o teste pode ser repetido pra outras vazes, podendo mesmo ser levantada acurva do teste de NPSH requerido versus vazo. A determinao do NPSH requerido usualmente realizada de forma indireta, induzindo bomba a cavitao e computando oNPSH disponvel que, no inicio da cavitao, coincide com o valor do NPSH requerido.

A analise do NPSH disponvel, a seguir repetida, permite compreender os trsarranjos propostos pelo Hydraulic Institute para o teste de cavitao.

NPS = - hfs +


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Teste em Modelo

Em muitas instalaes envolvendo unidades de grande tamanho, teste em modelo de grande utilidade. Mesmo quando possvel o teste da grande unidade dolaboratrio, um modelo pode ser freqentemente ser testado com mais mincia epreciso. importante notar que, adotando um padro de modelo para varias bombas,

um desempenho comparado pode ser obtido.Uma outra vantagem que o teste em modelo, antes de projeto final de umagrande unidade, no somente fornece uma previa segura de funcionamento, mastambm torna possvel alteraes, para incorporao, a tempo, no projeto final.

Para garantir a confiabilidade dos resultados o modelo deve ter completasimilaridade geomtrica com o prottipo, no s na bomba, mas tambm nos condutosde entrada e sada, bem como deve ter no teste, a mesma velocidade especifica deprottipo e preferivelmente o mesmo valor para o fator .Ento, se os dimetros correspondentes do modelo e do prottipo so e D,respectivimante, a velocidade do modelo e a sua capacidade sob a carga de teste

, as seguintes relaes so aplicveis:

= x

/ Q = (

Onde n um fator prtico que varia de n = 0 at n = 0,26, dependendo da relativarugosidade do modelo e do prottipo.

Teste de escorva

Em adio ao teste de desempenho recomendvel que bombas auto-escorvantes sejam testadas quanto ao tempo de escorva. O tempo de escorva ser otempo decorrido entre a partida da bomba e a condio de descarga permanente.

Teste de giro mecnico

Objetivam a verificao de caractersticas como vibrao e rudo.

Limites de vibrao

Os limites aceitveis de vibrao para uma bomba nova, padro API-610, duranteteste na fabrica, deve obedecer aos seguintes critrios.

- A vibrao no filtrada para as bombas de mancais de rolamentos ou bombas comampliadores de velocidade para engrenagem girando acima de 6.000 rpm, medida nacaixa de mancal durante teste da fabrica na vazo e rotao nominal ( 10%), nodever exceder uma velocidade de 7,6 mm/s (0,30in./s) nem uma amplitude pico-pico de63,5 milsimos de mm (2,5mils), includo os efeitos eltricos e/ou mecnicos (shaftrunnout).

- A vibrao filtrada na freqncia de rotao, freqncia de passagem das ps ou outrasfreqncias especificadas pelo comprador, no dever exceder a uma velocidade de5,1mm/s (0,20 in./s).


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- A vibrao no filtrada para as bombas de mancais de deslizamento, medida no eixodurante teste de fbrica na vazo e rotaes nominais ( 10%) no dever exceder umavelocidade de 10,2 mm/s (0,40 in./s) nem uma amplitude pico a pico de 65,3 milsimosde mm (2,5 mils) incluindo os efeitos eltricos e/ou mecnicos (shaft runnot).

A vibrao filtrada na freqncia de rotao, - freqncias(s) de passagem das

ps ou outras freqncias especificadas pelo comprador no dever exceder a umavelocidade de 7,6 mm/s (0,30 in./s).

Limites de Rudo

LIMITES ACEITVEIS DE RUDODurao (h/dia) Nvel de rudo em dBA (medidos na escala

A com medidor de resposta lenta)8 906 924 953 972 100

1 1/2 1021 105

1/2 1101/4 ou menos 115


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8. ANLISE DE DEFEITOS E FALHAS FUNCIONAIS RELACIONADAS AOS COMPONENTES

Os problemas que afetam o funcionamento as bombas centrifugas pode ser denatureza hidrulica ou de natureza mecnica.

Os problemas de natureza hidrulica so causados, na sua maioria, por

deficincia no lado da suco da bomba. So elas que provocam:- vazo nula ou insuficiente;- baixa presso de descarga;- perda de suco aps partida;- consumo demasiado de energia;- cavitao- recirculao

Os problemas de origem mecnica podem produzir:

- aquecimento de bomba;- aquecimento nos mancais;- desgaste rpido dos mancais;- vazamento pela caixa de vedao;- vibrao- rudo estranho.

Nos itens seguintes mostram-se possveis causas dos problemas operacionaismais freqentes que podem ocorrer com as bombas centrfugas.

Vazo Nula

Se a bomba no d vazo, pode ser devido a:

Problemas no sistema hidrulico:

a) Falha na escorva verificar reescovar, se necessrio;b) Altura de suco bastante elevada conferir com o projeto; verificar se a leitura do

vacumetro a especificada;c) Pequena diferena entre a presso de suco e a presso de valor do lquido na

temperatura de bombeamento conferir os dados reais com os dados dos

projetos;d) Bolsas de ar na tubulao de suco verificar a existncia de ponto alto na linha

de suco e eliminar;e) Tubulao de suco imersa insuficiente no reservatrio aumentar a

submergncia da extremidade do tubo;f) Filtro de suco totalmente obstrudo inspecionar e limpar;g) Altura manomtrica total maior que a projetada efetuar os clculos com base

nas leituras de campo e comparar com a memria de clculo do projeto;

Problemas na bomba

h) Rotao baixssima verificar condies de funcionamento do acionador;


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i) Sentido de rotao invertido verificar a posio do rotor quanto a curvatura daspalhetas; inversas a ligaes do motor eltrico;

j) Rotor totalmente obstrudo inspecionar e retirar os corpos estranhos;k) Bombas operando em paralelo cujas caractersticas so incompatveis para tal fim

analisar o projeto.

Vazo Insuficiente

As causas de uma bomba centrifuga fornecer vazo baixa so:

Problemas no sistema hidrulico

a) Falha na escorva verificar e escovar se necessrio;b) Altura de suco bastante elevada conferir com o projeto; verificar se a leitura do

vacumetro a especificada na folha de dados;c) Pequena diferena entre a presso de suco e a presso de valor do lquido na

temperatura de bombeamento conferir os dados reais com os dados dosprojetos;

d) Entrada de ar pela tubulao de suco passar uma esponja com espuma desabo nas unies dos tubos e conexes; verificar se h pontos de infiltrao debolhas de sabo; apertar as unies folgadas;

e) Lquido vaporizando na suco reduzir a temperatura do produto; reduzir asperdas de cargas; reduzir a rotao do acionador, se possvel;

f) Vlvula de p pequena substituir por outra de maior dimetro;g) Filtro de suco parcialmente obstrudo inspecionar e tirar os corpos estranhos;

h) Tubulao de suco imersa insuficientemente no reservatrio aumentar assubermegncia do tubo;i) Altura manomtrica total maior que a projetada efetuar os clculos com base nas

leituras e comparar com a memria de clculo do projeto;j) Viscosidade do lquido superior quela para a qual a bomba foi fornecida

aumentar um pouco a temperatura do lquido;

Problemas na bomba

k) Rotor parcialmente obstrudo inspecionar e retirar os corpos estranhos;

l) Anis de desgaste gastos inspecionar e substitu-los;m) Entrada de ar pelas gaxetas reapertar as sobrepostas; verificar se as gaxetasesto gastas; reengaxetar se necessrio;

n) Junta da carcaa danificada permitindo a entrada de ar- inspecionar e substituir;o) Vazamento excessivo pelas gaxetas reapertar as sobrepostas; substituir as

gaxetas se estiverem gastas;p) Bombas operando em paralelo cujas caractersticas so incompatveis para tal fim

analisar o projeto


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Baixa Presso de Descarga

Os principais diagnsticos causadores de baixa presso de descarga so:

Problemas no sistema hidrulico

a) Quantidade excessiva de ar ou gs no lquido verificar a origem e eliminar;b) Altura manomtrica maior que a projetada conferir com o projeto: reduzir as

perdas de carga;c) Lquido mais viscoso que os o especificado aumentar um pouco a temperatura

do lquido.

Problemas na bomba

d) Anis de desgaste gastos conferir as folgas; substituir os anis se necessrio;e) Rotor com dimetro pequeno ou gasto inspecionar; conferir com o dimetro do

projeto;f) Vazamento excessivo pelas gaxetas reapertar as sobrepostas; substituir as

gaxetas se estiverem gastas;g) Bombas operando em paralelo cujas caractersticas so incompatveis pra tal fim

analisar o projeto;h) Rotao baixa verificar condies de funcionamento do acionador;i) Sentido de rotao invertido conferir a ligao do motor; conferir a posio do

rotor quanto a curvatura das palhetas.

Perda de suco aps partida

A perda de suco aps a partida da bomba se verifica principalmente devido asseguintes irregularidades:

Na tubulao de suco

a) Tubulao de suco no est cheio de lquido verificar e reescorvar;b) Altura de suco bastante elevada conferir com o projeto; verificar se a leitura do

vacumetro a especificada;c) Quantidade excessiva de ar ou gs no lquido verificar se h infiltrao de ar

pelas unies; reduzir a temperatura do lquido, se possvel;d) Bolsas de ar na tubulao de suco verificar a existncia de ponto alto na linha

de suco e eliminar;e) Entrada de ar pela tubulao de suco passar uma espuma de sabo nas

unies dos tubos e conexes; verificar se h pontos de infiltrao de espuma;reapertar as unies folgadas;

f) Tubulao de suco imersa insuficiente na fonte de suprimento aumentar asubmergncia do tubo do tubo.


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Consumo demasiado de energia

Se a bomba sobrecarrega o acionador pode ser devido a:

a) Lquido mais denso ou viscoso do que o especificado aquecer mais o lquido;substituir o acionador por outro mais potente;

b) Altura manomtrica total diferente da especificada conferir com o projeto;c) Velocidade muito alta conferir e reduzir a velocidade;d) Sentido de rotao incorreto inverter as rotaes dos plos;e) Corpos estranhos no rotor inspecionar e retira-los;f) Dimetro do rotor mais que os especificado conferir com a folha de dados; usinar

se necessrio;g) Roamento entre peas rotativas e estacionrias inspecionar e corrigir;h) Eixo empenado ou desalinhado conferir o empeno; desempenar ou traar o eixo;

realinhar as mquinas a quente;

i) Anis de desgastes gastos conferir as folgas; substituir os anis, se necessrio;j) Gaxetas inadequadas ou instaladas incorretamente verificar especificaes;reengaxetar observando a posio correta do anel de lanterna;

k) Sobreposta muito apertada verificar e folgar um pouco.

Vibrao elevada

A vibrao elevada um problema de natureza mecnica que indica os estado emque se encontra o equipamento. Uma anlise da vibrao poder oferecer grande auxiliono diagnostico de defeito da mquina.

No caso particular da bomba centrfuga, os defeitos mais comuns que causamvibrao so:

a) Desbalanceamento do conjunto rotativo verificar se h desequilbrio dinmiconuma maquina balanceadora;

b) Desalinhamento conferir e realinhar os equipamentos a quente; certifica-se deque as tubulaes no esto forando a bomba;

c) Mancais gastos ou mal instalados conferir a montagem; verificar se h folgase/ou ajustes esto anormais;

d) Eixo empenado conferir o empeno; no deve ser superior a 0,05 mm;

e) Refrigerao excessiva verificar, pois pode provocar condensao e contaminaro lubrificante;f) Velocidade acima da anormal verificar com um tacmetro.g) Lubrificao irregular verificar se leo est na viscosidade correta; verificar

presena de sujeira ou limalhas no leo; verificar se o leo apresenta aspecto dequeimado, observar a posio correta das ranhuras.;

h) Fundao no-rgida conferir com o projeto e corrigir se necessrio;i) Cavitao verificar as causas; reduzir a rotao; aumentar o NPSH disponvel;j) Recirculao aumentar a rotao.


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Aquecimento e grimpamento

Se a bomba esquenta demasiadamente e depois grimpa, pode ser devido a:

a) Falta de escorva verificar e reescorva.b) Operao com baixa vazo verificar se a vlvula de descarga est bloqueada;

abrir se necessrio;c) Deslinhamento conferir, inspecionar o acoplamento; realinhar a quente;d) Conjunto rotativo raspando nas partes estacionrias inspecionar e conferir a

concentricidade em vrios trechos;e) Eixo fora do centro verificar se os mancais esto gastos; conferir a

concentricidade;f) Desbalanceamento conferir o equilbrio dinmico do conjunto rotativo numa

maquina balanceadora;g) Empuxo axial elevado verificar se o dispositivo de balanceamento axial do

conjunto rotativo esta normal.Vazamento excessivo

H dois casos a considerar. Se o sistema de vedao for com gaxetas, tal vazamentopode ser conseqncia de:

a) Luva do eixo arranhada ou gasta inspecionar ou trocar se necessrio;b) Linha do lquido de selagem entupida desconectar a linha e desentupir;c) Gaxeta inadequada ou erroneamente instalada substituir por outra que suporte

as condies operacionais; conferir a posio correta do anel de lanterna;d) Eixo empenado e desalinhado realinhar a quente; verificar se h empeno;

verificar se os mancais esto gastos;e) Folga excessiva na bucha de garganta inspecionar e substituir a bucha;f) Vibrao do conjunto rotativo.

Se a vedao for feita com selo mecnico, as irregularidades que podemprovocar vazamento so:

a) Junta ou anel O da sede danificado inspecionar e substituir;b) Sede ou anel de selagem defeituosa inspecionar lapidar e conferir planicidade

das faces seladoras;c) Elemento rotativo de vedao secundaria danificado inspecionar e substituir;d) Instalao incorreta da sobrepost

Apostila Bombas Centrifugas

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