Você conhece o desgaste por erosão? O desgaste erosivo é encontrado em componentes de máquinas de processos industriais de praticamente todos os segmentos da indústria. O desgaste é a perda progressiva de um material devido ao movimento relativo entre a superfície e a substância com a qual este entra em contato. Existem diversos tipos de desgastes, sendo por fadiga (de contato, térmica e curva S-N), fricção, cavitação, adesão, abrasão e também por erosão, que é o que falaremos hoje. O entendimento desse mecanismo de desgaste é importante para todo o profissional que especifica materiais para componentes de máquinas por que ele se assemelha muito com o desgaste por abrasão. A confusão desses dois conceitos pode levar o profissional a erros que podem gerar sérios danos ao componente e ao equipamento, além de induzir à compra de materiais de alto custo que não são apropriados para esse ambientes de trabalho.
O que é desgaste por erosão?
O Desgaste por Erosão é caracterizado pela remoção de material pela impacto na superfície de partículas sólidas presentes em um determinado fluído, que pode ser gasoso ou liquido. Esse tipo de desgaste é encontrado em peças de máquinas tais como bombas de polpa, pás de ventiladores e exaustores industriais, pás de turbinas de hidrelétricas, distribuidores de adubos, tubulações, entre outros.
O processo de desgaste por erosão de um componente começa de maneira imperceptível. A medida que ele vai se acentuando, os danos vão aumentando. Peças rotativas acabam perdendo balanceamento, gerando vibração e os danos podem se estender para outras partes do equipamento, como, por exemplo, gerar danos nos rolamentos. Em rotores de hidrelétricas, o desgaste por erosão pode se tornar desgaste por cavitação. A turbina passa perder eficiência na geração de energia e vai necessariamente ter que ser realizado parada para manutenção para reparar ou substituir o componentes. Esses eventos são caros, de alto risco de segurança e comprometem os resultados financeiros das empresas.
Você sabe quais são os principais impactos do desgaste por erosão para os processos industriais?
O desgaste erosivo de peças pode ocasionar diversos tipos de impactos para empresas de todos os segmentos da indústria. Podemos dividir esses impactos em dois grupos, sendo impactos relacionados à produtividade e impactos relacionados à questões financeiras.
Em relação à produtividade, a primeira coisa que acontece em uma peça submetida ao desgaste erosivo é a perde de eficiência, como em pás de ventiladores, rotores de turbinas de hidrelétricas, entre outros. Quando isso ocorre, os profissionais de manutenção, em muitos casos, acabam fazendo ajustes no equipamento pra ele poder trabalhar fornecendo o que se propõe a atender. Quando isso acontece, o processo de desgaste é acelerado, o que pode levar para uma redução do tempo de vida útil da peça e, redução significativa do indicador de MTBF e, como consequência final, terminar numa parada não programada de manutenção para realização de manutenção corretiva. Pode também prejudicar o MTTR justamente devido à parada não estar programada e a empresa pode estar despreparada para a tomada dessa ação por não ter materiais disponíveis para tal.
Já no que diz respeito à impactos financeiros, pode haver a necessidade de fornecimento de peças em garantia, por parte dos fabricantes, por ter fabricado peça com material não apropriado para o meio. Já para os usuários, há um aumento dos custos de manutenção devido à necessidade de substituição frequente desse elemento. Além disso, há uma perda de recursos humanos qualificados que, ao invés de focar nos projetos de melhoria de equipamentos, acabam perdendo tempo tendo que realizar substituição de peças desgastadas.
Nesse sentido, é extremamente importante que os profissionais envolvidos na especificação de materiais tenham um profundo entendimento de tribologia e das variáveis envolvidas no processo de desgaste para poderem fazer escolhas mais assertivas para garantir o atingimento dos objetivos técnicos e financeiros das empresas.
Como prevenir a ação desse mecanismo de desgaste em peças?
O primeiro passo para prevenir o desgaste erosivo é entender identificar o fluído, o agente erodente e o material base da peça. Quanto mais a partícula que está gerando o desgaste estiver impactando a superfície em ângulos baixos, mais propenso é a utilização de materiais duros, como, por exemplo, na superfícies de pás de turbinas de hidrelétricas. Nesse caso, a utilização de revestimentos aplicados por aspersão térmica é uma alternativa viável. Se a temperatura de trabalho for interior a 400º C o Carboneto de Tungstênio é o material mais adequado. Para ambientes com temperaturas superiores a 400ºC recomenda-se a utilização do Carboneto de Cromo.
Há também outras possibilidades de solução. Quando a erosão se dá devido à ação de partículas mais grossas, os revestimentos aplicados por PTA ou Laser Cladding podem ser bastante eficazes. Esses processos depositam materiais na superfície com união metalúrgica ao substrato e vão suportar o impacto de uma pedra, por exemplo, se desplacamento do material da superfície, além de proporcionar um expressivo aumento na durabilidade dos componentes.
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