Metodologia para avaliação de desgaste abrasivo em pás de rotor de bombas centrífugas de estação elevatória

• Autor(a) principal: Rodrigo Otávio Perea Serrano
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AVSKS6
• topic: Microabrasão; Desgaste abrasivo; Concentração de sedimentos; Bombas centrífugas; Desgaste abrasivo; Engenharia mecânica

A resistência ao desgaste por abrasão e erosão dos rotores depende das características dos materiais utilizados em sua fabricação, onde a dureza de sua superfície determinará a resistência à penetração dos impactos recebidos. Apesar dos cuidados especiais quanto à escolha do material de fabricação das bombas, o desgaste por abrasão do rotor é praticamente impossível de ser totalmente evitado. Neste trabalho analisa-se o desgaste das pás de rotor de bombas centrífugas, utilizadas em Estação Elevatórias de Água Bruta (EEAB) de rios sedimentares da Amazônia brasileira, decorrente da variação da carga de sedimentos de cota fluviométrica do rio. A análise preliminar do desgaste de dois rotores reais, mostraram uma combinação de impactos diretos na ponta e na base das pás, desgastando o leito por deslizamento, choque direto e erosão por deslizamento em torno da periferia. Neste estudo, analisou-se a capacidade abrasiva dos sedimentos do leito do rio Acre, Brasil, no desgaste de 3 materiais ferrosos diferentes utilizados na fabricação de rotores de bombas centrífugas, utilizados na captação de água bruta. Para determinar o modo de desgaste e a relação do coeficiente de desgaste específico do material (K), em função da concentração de sedimentos, foram realizados ensaios em abrasômetro de esfera rotativa em amostras de aço SAE 8620, FoFo nodular e FoFo cinzento, usando como suspensões abrasiva as concentrações de 1, 2, 3, 5 e 10 g/l de sedimento em água destilada. O volume de desgaste em função da velocidade relativa da mistura (água + sedimento) em relação às pás do rotor foi estimado matematicamente. Os resultados mostram que: i) O K não apresentou diferença significativa em função da variação do FN (1, 2 e 3N) durantes os ensaios realizados; ii) os ensaio de desgaste mostraram a capacidade abrasiva dos sedimentos em diferentes concentrações; iii) como esperado, o aço SAE 8620 foi mais resistente ao desgaste abrasivo do que as amostras de FoFo cinzento e nodular; iv) a concentração de sedimentos tem efeito importante no comportamento e no coeficiente de desgaste; e v) o controle rotacional da bomba em função da concentração de sedimento e da cota do rio mostrou evidências de redução do desgaste em 30%.