O que é Abrasão? Seu efeito em componentes e soluções aplicáveis

RIJEZA - O que é Abrasão? Seu efeito em componentes e soluções aplicáveis.

Abrasão é o processo de perda gradativa de material na superfície de um componente, devido ao atrito envolvido nas condições de trabalho. Componentes que sofrem de desgaste por abrasão apresentam decaimento de sua eficiência, levando a necessidade de manutenção e troca. Em consequência da redução de vida útil e diminuição da eficiência, os custos de manutenção e produção aumentam significativamente.

O mecanismo de desgaste abrasivo é muito comum, pois a maioria dos componentes de máquinas trabalham em movimento em relação a outro. Desta maneira, o mecanismo de desgaste por abrasão pode ser de dois tipos: entre dois corpos ou entre três corpos.

Entre dois corpos: neste caso, a rugosidade da superfície e a dureza é determinante. O material com maior dureza irá remover material daquele de menor dureza.

Entre três corpos: além da influência da dureza e rugosidade do componente, neste mecanismo há ação de um terceiro corpo entre as duas superfícies, como areia, terra ou poeira. Este terceiro corpo é pressionado contra a superfície e arranca partículas do componente com menor dureza.

 

Efeito da abrasão em componentes

Em luvas de bombas, por exemplo, a abrasão é recorrente e causa grande prejuízo. O desgaste ocorre devido ao contato direto com a gaxeta. Em rolos transportadores, muito utilizados na indústria de papel e celulose, o desgaste ocorre devido a abrasividade da massa utilizada no processo de obtenção do papel. O ramo da agroindústria também sofre com desgaste abrasivo no seu processo produtivo. Ocorre principalmente em componentes que entram em contato com o solo, como raspadores e sulcadores, levando os componentes à falha em pouco tempo de uso devido ao grande potencial abrasivo do solo. Ainda no mesmo ramo as roscas transportadoras de grãos são componentes de extrema importância, e sofrem desgaste elevado devido ao atrito com os grãos.

Soluções aplicáveis contra o desgaste por Abrasão em componentes

Ao projetar um componente, as condições de trabalho devem ser conhecidas, e os mecanismos de desgaste. Quando se tem o conhecimento do possível risco de desgaste por abrasão, este fator deve ser considerado. Há vários fatores que influem no processo de desgaste além da dureza e acabamento superficial, como lubrificação e tipo de material selecionado.

Há algumas possibilidades de tratamentos superficiais que aumentam a resistência à  abrasão, como a têmpera superficial, a cementação, a nitretação e os revestimentos. A escolha da solução, assim como em inúmeras outras situações, leva em consideração o custo-benefício da opção selecionada. 

Revestimentos metálicos aplicados pela técnica de aspersão térmica, principalmente por HVOF ou High Velocity Oxygen Fuel, são extremamente eficientes pois a quantidade de ligas possíveis de serem aplicadas é enorme. O método de aplicação do revestimento também é de suma importância, pois um revestimento de baixa qualidade se torna ineficiente podendo causar o resultado contrário ao desejado. Revestimentos aplicados por HVOF possuem porosidade abaixo de 1% e adesão acima de 70 MPa.

Para problemas de desgastes abrasivos o principal revestimento oferecido é o Carboneto de Tungstênio que possui dureza Vickers na ordem de 1000 a 1400 HV, e o Carboneto de Cromo, com dureza Vickers em torno de 950 a 1200 HV. Porém, aplicações específicas, em que as condições de trabalho envolvem altas temperaturas, outras ligas podem ser escolhidas.

O uso dos revestimentos acima citados proporcionam aumento de até 500% de ganho na vida útil. Dessa maneira o custo em manutenção, trocas e paradas é drasticamente. Como exemplo de sucesso, a aplicação de carboneto de cromo aplicado em rosca transportadora, com aumento em 93% da resistência à abrasão do componente.

O Carboneto de Tungstênio tem substituído o cromo duro como revestimento em diversas aplicações, devido às vantagens e ganhos apresentados. Quer saber mais, acesse o ensaio técnico abaixo.

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Carboneto de Tungstênio vs Cromo Duro – Ensaio de Resistência à abrasão

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Para ajudar você nessa tomada de decisão tão difícil de escolher entre o Carboneto de Tungstênio e o Cromo Duro, realizamos um ensaio de desgaste por abrasão no Centro de Pesquisa e Tecnologia da Rijeza.

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