Você sabe como a aspersão térmica consegue aumentar durabilidade de peças industriais, reduzir custos de manutenção e melhorar a disponibilidade de equipamentos que operam em ambientes severos de desgaste?
Se você atua com manutenção industrial, engenharia de produto ou gestão de ativos, provavelmente já convive com problemas como desgaste acelerado devido à abrasão, corrosão ou erosão, falhas recorrentes em componentes de máquinas, alto custo de reposição de peças, paradas de máquinas não programadas e reposições em caráter de garantia.
A deposição de revestimentos por aspersão térmica (thermal spray) é uma tecnologia que vem sendo amplamente utilizada em todos os segmentos da indústria para resolver exatamente esse tipo de problema, com resultados expressivos e comprovados.
O que é Aspersão Térmica?
A aspersão térmica, também chamada de metalização por aspersão térmica ou Thermal Spray é um conjunto de processos usados para aplicar revestimentos metálicos e cerâmicos sobre superfícies de peças metálicas ferrosas ou não ferrosas.
Por meio desse processo, é possível depositar uma camada de determinada liga que aumenta a resistência superficial aos principais mecanismos de desgastes: desgaste por abrasão, desgaste por erosão, desgaste por corrosão e desgaste por cavitação. A quantidade de ligas é muito grande, o que torna o processo bastante versátil. É possível revestir peças com alumínio, zinco, bronze, Stellite 6, Inconel 625, Carboneto de Tungstênio e Carboneto de Cromo, além de diversas outras ligas.
Além de prevenir desgastes em peças novas, a aspersão térmica também é amplamente utilizada como estratégia para realizar a recuperação dimensional de componentes desgastados, devolvendo-os à operação com desempenho igual ou superior ao original. Além disso, o tempo necessário para essa solução é bastante rápido.
Embora não seja um processo de fabricação tradicional, a aspersão térmica também pode ser considerada uma forma de manufatura aditiva, pois adiciona material de forma controlada para criar uma superfície customizada ao meio no qual vai operar. Assim é possível fabricar uma peça com material menos nobre e revestir a superfície sujeita ao desgaste com uma liga bastante nobre.
Quais são as etapas do processo de Aspersão Térmica?
O processo de aplicação de revestimentos por essa tecnologia necessita de 3 etapas. Em alguns casos pode ser somente duas. Veja abaixo a descrição:
1) Preparação de superfície
A preparação de superfície é a etapa mais crítica do processo. Para garantir boa aderência e durabilidade do revestimento, a superfície deve estar seca (isenta de óleos, graxas e umidade), isenta de contaminantes como óxidos e com rugosidade apropriada para possibilitar a aderência do material depositado ao substrato.
Normalmente, essa etapa envolve limpeza mecânica, limpeza química e jateamento com partículas angulares de alumina. A superfície deve estar com temperatura, no mínimo, 5°C acima do ponto de orvalho para evitar processo de condensação com posterior formação de óxidos.
2) Aplicação do revestimento
O revestimento é aplicado por meio de uma tocha ou pistola, onde o material (na forma de pó ou arame) é aquecido e projetado em alta velocidade contra a superfície da peça.
Durante essa etapa, parâmetros como distância da pistola em relação ao substrato, velocidade de translação da tocha, ângulo, taxa de deposição e temperatura do substrato devem ser rigorosamente controlados. O controle desses parâmetros é determinante para a qualidade final do revestimento.
Na Rijeza, o processo de aplicação dos revestimentos é 100% robotizado pra garantir o controle de todos esses parâmetros assim como a repetibilidade do processo.
3) Acabamento (quando necessário)
Em muitas aplicações, o revestimento pode trabalhar no estado “como aplicado”, com rugosidade típica entre 3 e 14 Ra. Para aplicações mais críticas, com maior precisão, podem ser necessários processos de acabamento como polimento, brunimento, retífica e até mesmo lapidação
Onde a Aspersão Térmica gera mais resultado?
A aspersão térmica é aplicada principalmente quando o objetivo é aumentar a vida útil e reduzir o custo total de manutenção. A grande vantagem desse processo é a grande variedade de ligas disponíveis, o que o torna bastante versátil. A superfície pode ser customizada ao meio no qual vai estar submetida. As aplicações mais comuns incluem eixos de bombas, luvas de desgaste, rotores e volutas de bombas centrífugas, válvulas gaveta, válvulas de esfera, válvulas globo, rotores de hidrelétricas, ferramentas de conformação entre diversos outros. A Aspersão Térmica também já pode ser encontrada no nosso dia a dia. Atualmente panelas mais sofisticadas são encontradas revestidas com revestimento cerâmico aplicado por plasma.
Resultados reais obtidos com Aspersão Térmica
A seguir, veja alguns exemplos de aplicações reais desenvolvidas e testadas no Centro de Pesquisa e Tecnologia da Rijeza.
Caso 1 – Ferramenta de conformação
A empresa usuário dessa ferramenta aplicava revestimento pelo processo de PVD. Com esse revestimento, era possível realizar a produção de 10.000 peças de alumínio.
A Rijeza desenvolveu no seu Centro de Pesquisa e Tecnologia um revestimento apropriado par essa aplicação. Foi necessário realizar revisão de design da ferramenta, mudança que foi de baixíssimo custo. A rugosidade também foi melhorada pra atender algumas exigências tribológicas que não estavam sendo consiedradas.
Após todos os desenvolvimentos, a ferramenta passou produzir 1.500.000 unidades, com a possibilidade de reutilização da mesma após o resgaste do revestimento. O custo da ferramenta por peça produzida caiu de R$ 2,00 para R$ 0,015, alem da melhoria do indicador de MTBF em mais de 15.000%
Caso 2 – Rotor Francis de turbina hidrelétrica
O rotor operava em um rio com grande concentração de quartzo presente na água. O rotor sofria desgaste severo por erosão. Rapidamente perdia eficiência e em 6 meses era necessário fazer a substituição do componente.
A Rijeza desenvolveu revestimento por Aspersão Térmica com espessura de 0,2 mm. Ele foi testado na bancada de teste pra avaliar o aumento de resistência e o resultado potencial de ser obtido.
Após a aplicação do revestimento o rotor passou operar 2 anos, representando um aumento de durabilidade de 400% e um amento muito expressivo na disponibilidade do equipamento trabalhando nas condições ideais de projeto
Caso 3 – Ferramenta de calibração de tubos
Revestimento anterior: cromo duro
Durabilidade original: 800 tubos
Resultado após aspersão térmica:
Durabilidade: 20.000 tubos
Mesmo com custo inicial maior, o custo por unidade processada caiu drasticamente
Caso 4 – Buchas de desgaste de bombas de polpa
As buchas de desgaste servem como elemento de sacrifício para proteção dos eixos de bombas na área de vedação. Elas operam em ambiente severo no que diz respeito à desgaste por abrasão e, em alguns casos, combinado com corrosão. As partículas sólidas presentes no fluído bombeado grudam na vedação e passam gastar a bucha, que gera vazamentos e perda de eficiência da bomba, além de gerar também o desgaste do elemento de vedação.
Resultados:
Aumento de durabilidade das buchas: 600% e aumento equivalente na vida útil das gaxetas
Redução significativa de custos de manutenção associados à substituição de peças além de maior disponibilidade do equipamento com confiabilidade.
Quais são os principais ganhos da Aspersão Térmica?
Os dois principais ganhos resultantes do uso eficaz dos revestimentos aplicados por Aspersão Térmica é o aumento da durabilidade e a redução direta e expressiva do custo de manutenção da empresa. Mas claro que há muitos outros ganhos associados, como a redução das paradas não programadas, a possibilidade de reutilização de peças já desgastadas e a confiabilidade da solução desenvolvida. Leia também: Os impactos da Aspersão Térmica na Gestão da Manutenção
Quer saber se a Aspersão Térmica funciona para a sua aplicação?
Você ficou em dúvida se revestimentos aplicados por Aspersão Térmica são aplicáveis pra suas peças? Nossa engenharia pode ajudar você nessa análise. É só você nos enviar uma mensagem pelo whats app da empresa com as informações do seu componente e ambiente de trabalho.
Perguntas Frequentes sobre Aspersão Térmica:
1 – O que é Aspersão Térmica?
É um conjunto de processos que utiliza matéria prima na forma de pó ou arame pra aplicar revestimentos pra aumentar a durabilidade de peças industriais
2 – Qual a durabilidade de um revestimento aplicado por Aspersão Térmica?
É muito difícil determinar um valor exato por que depende muito dos mecanismos de desgastes envolvidos. Mas quando eles são bem identificados, são obtidos ganhos que vão de 300% a 10.000%.
3 – A Aspersão Térmica deforma peças?
Não, a temperatura do substrato é relativamente baixa e não pode ser superior a 150ºC.
4 – Qualquer superfície pode ser revestida por Aspersão Térmica?
Qualquer superfície metálica, ferrosa ou não, com dureza inferior a 55HRC.
5 – A Aspersão Térmica substitui o cromo duro?
Em muitas aplicações, sim. Principalmente quando se busca maior durabilidade, menor impacto ambiental e melhor custo por unidade processada.
