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Biblioteca técnica — 3AH Bombas Magnéticas Dimensionar

PARTE I — BOMBAS CENTRÍFUGAS CONVENCIONAIS

Mecânico / desgaste — bomba centrífuga convencional

Bombas centrífugas convencionais utilizam um eixo que atravessa a carcaça, vedado por selo mecânico ou gaxeta, e são acionadas diretamente ou por acoplamento mecânico ao motor. Esta parte reúne os problemas mais frequentes reportados em campo para esse tipo de bomba, divididos em duas frentes complementares de causa raiz.

Capítulo 2 — Problemas Mecânicos e de Desgaste

Falhas originadas por desgaste natural dos componentes, fadiga de materiais, corrosão, erosão e efeitos físicos como cavitação e vibração. São falhas que tendem a evoluir progressivamente e podem, em grande parte, ser antecipadas por manutenção preditiva (vibração, temperatura, análise de óleo).

Os conceitos citados nas fichas (NPSH, cavitação, BEP, selo mecânico, golpe de aríete) estão em Fundamentos.

Segurança antes de intervir. Antes de qualquer inspeção ou desmontagem: desenergize e bloqueie o acionamento, despressurize e drene a linha e use o EPI indicado para o fluido. Siga o procedimento da sua planta e o manual do fabricante.

Alcance do manual. Este manual não substitui os manuais técnicos dos fabricantes, tampouco a análise de um engenheiro de confiabilidade diante de uma falha recorrente ou atípica. É recomendável o aval da engenharia 3AH antes de especificar, comprar ou intervir no equipamento.

C-M1 Cavitação

Sintoma observado
Ruído de “pedras rolando”, vibração, queda de vazão/pressão
Causa provável
NPSH disponível insuficiente, sucção restrita, fluido próximo à pressão de vapor
Ação corretiva
Revisar NPSH disponível, reduzir perdas de carga na sucção, aumentar altura de sucção positiva

VibraçãoRuído anormalQueda de vazão ou pressãoCavitação

C-M3 Desgaste da carcaça/voluta

Sintoma observado
Perda de espessura de parede, vazamento, queda de pressão
Causa provável
Erosão, corrosão, cavitação prolongada
Ação corretiva
Inspeção por espessura, revestimento anticorrosivo, substituição

Desgaste ou erosãoVazamentoQueda de vazão ou pressão

C-M4 Vazamento pelo selo mecânico

Sintoma observado
Gotejamento/vazamento contínuo na região do eixo
Causa provável
Desgaste das faces, fluido sem lubrificação adequada, choque térmico
Ação corretiva
Substituir selo, verificar plano de selagem (flushing), alinhamento

Vazamento

C-M5 Desgaste ou ressecamento das gaxetas

Sintoma observado
Vazamento excessivo, aquecimento no ponto de vedação
Causa provável
Fim de vida útil, aperto incorreto, falta de lubrificação
Ação corretiva
Substituir gaxetas, reajustar aperto, lubrificar conforme especificação

Desgaste ou erosãoVazamentoAquecimento

C-M6 Desalinhamento entre motor e bomba

Sintoma observado
Vibração, ruído, desgaste prematuro de mancais e acoplamento
Causa provável
Instalação incorreta, assentamento da base, dilatação térmica
Ação corretiva
Realizar alinhamento (de preferência a laser) periodicamente

VibraçãoRuído anormalDesgaste ou erosão

C-M7 Desbalanceamento do rotor

Sintoma observado
Vibração síncrona com a rotação, ruído
Causa provável
Desgaste irregular, incrustação, dano em uma pá
Ação corretiva
Balancear o rotor, inspecionar e limpar pás

VibraçãoRuído anormal

C-M8 Falha nos rolamentos (mancais)

Sintoma observado
Ruído, vibração, aquecimento do mancal
Causa provável
Fim de vida útil, lubrificação inadequada, sobrecarga
Ação corretiva
Substituir rolamentos, corrigir lubrificação e alinhamento

VibraçãoRuído anormalAquecimento

C-M9 Superaquecimento dos mancais

Sintoma observado
Temperatura elevada no mancal, óleo degradado
Causa provável
Lubrificação excessiva/insuficiente, sobrecarga, desalinhamento
Ação corretiva
Corrigir nível/tipo de lubrificante, revisar alinhamento e carga

Aquecimento

C-M10 Vibração excessiva

Sintoma observado
Ruído, desgaste acelerado de componentes
Causa provável
Desbalanceamento, desalinhamento, cavitação, folgas mecânicas
Ação corretiva
Análise de vibração, balanceamento e alinhamento

VibraçãoRuído anormalDesgaste ou erosão

C-M11 Ruído anormal

Sintoma observado
Sons de batida, chiado ou estalo durante operação
Causa provável
Cavitação, rolamentos danificados, atrito interno
Ação corretiva
Diagnóstico da origem do ruído e correção pontual

Ruído anormal

C-M12 Corrosão interna (carcaça, impelidor, eixo)

Sintoma observado
Perda de espessura, furos, contaminação do fluido
Causa provável
Fluido corrosivo, material incompatível
Ação corretiva
Selecionar material adequado, revestimento protetor

Corrosão

C-M13 Erosão por partículas sólidas em suspensão

Sintoma observado
Desgaste acelerado de rotor e carcaça
Causa provável
Fluido com sólidos abrasivos, ausência de filtragem
Ação corretiva
Instalar filtros, selecionar material resistente à abrasão

Desgaste ou erosão

C-M14 Empenamento ou quebra do eixo

Sintoma observado
Vibração intensa, ruído, parada por travamento
Causa provável
Sobrecarga, desalinhamento, fadiga, choque mecânico
Ação corretiva
Substituir eixo, corrigir causa da sobrecarga/desalinhamento

VibraçãoRuído anormal

C-M15 Fadiga do material por vibração contínua

Sintoma observado
Trincas progressivas em componentes estruturais
Causa provável
Operação prolongada com vibração fora dos limites
Ação corretiva
Eliminar fonte de vibração, inspeção por ensaio não destrutivo

Vibração

C-M16 Obstrução parcial ou total do rotor

Sintoma observado
Queda de vazão, aumento de corrente do motor, vibração
Causa provável
Sólidos, resíduos ou corpos estranhos na tubulação
Ação corretiva
Limpeza do rotor, instalação de filtro/tela de proteção

VibraçãoQueda de vazão ou pressão

C-M17 Perda de vedação no acoplamento

Sintoma observado
Vazamento ou folga perceptível no acoplamento
Causa provável
Desgaste do elemento elástico, desalinhamento
Ação corretiva
Substituir elemento de acoplamento, corrigir alinhamento

Vazamento

C-M18 Desgaste do anel de desgaste (wear ring)

Sintoma observado
Aumento da folga interna, queda de rendimento
Causa provável
Atrito contínuo, partículas abrasivas
Ação corretiva
Substituir anéis de desgaste periodicamente

Desgaste ou erosãoPerda de rendimento

C-M19 Folga excessiva entre rotor e carcaça

Sintoma observado
Recirculação interna, perda de rendimento hidráulico
Causa provável
Desgaste natural, montagem incorreta
Ação corretiva
Ajustar folga conforme manual, revisar montagem

Perda de rendimento

C-M20 Entupimento da linha de sucção ou recalque

Sintoma observado
Queda de vazão, aumento de corrente, cavitação
Causa provável
Incrustação, sólidos, válvula parcialmente fechada
Ação corretiva
Limpeza da linha, inspeção de válvulas e filtros

Queda de vazão ou pressãoCavitação

C-M21 Formação de incrustações (calcário, ferrugem)

Sintoma observado
Redução de seção útil, queda de vazão e rendimento
Causa provável
Fluido com sais/minerais dissolvidos, corrosão interna
Ação corretiva
Tratamento do fluido, limpeza química periódica

Perda de rendimentoQueda de vazão ou pressão

C-M22 Falha na lubrificação dos mancais

Sintoma observado
Aquecimento, ruído, desgaste acelerado
Causa provável
Falta de troca de graxa/óleo, quantidade incorreta
Ação corretiva
Seguir plano de lubrificação do fabricante

Ruído anormalDesgaste ou erosãoAquecimento

C-M23 Depreciação da capacidade de bombeamento ao longo do tempo

Sintoma observado
Queda progressiva de vazão/pressão nominal
Causa provável
Desgaste acumulado de rotor, anéis e carcaça
Ação corretiva
Manutenção preventiva e substituição de peças desgastadas

Queda de vazão ou pressão

C-M24 Trincas por fadiga térmica (fluidos quentes)

Sintoma observado
Vazamento, ruído, fratura em componentes
Causa provável
Ciclos térmicos repetidos, choque térmico
Ação corretiva
Padronizar rampas de aquecimento/resfriamento, inspecionar periodicamente

Ruído anormalVazamentoAquecimento

C-M25 Perda de rendimento hidráulico com o tempo

Sintoma observado
Aumento do consumo energético para mesma vazão
Causa provável
Somatório de desgastes (rotor, anéis, folgas)
Ação corretiva
Auditoria energética, manutenção corretiva/preventiva

Perda de rendimento

C-M26 Trinca ou fratura na voluta por golpe de aríete (water hammer)

Sintoma observado
Ruído de impacto, vazamento súbito, dano estrutural
Causa provável
Fechamento brusco de válvula, parada abrupta do sistema
Ação corretiva
Instalar válvulas de fechamento lento, amortecedores de golpe

Ruído anormalVazamento

C-M27 Empeno do eixo por sobrecarga térmica

Sintoma observado
Vibração, desalinhamento, ruído
Causa provável
Expansão térmica não compensada, operação fora da faixa
Ação corretiva
Revisar projeto térmico, permitir dilatação controlada

VibraçãoRuído anormalAquecimentoSobrecarga do motor

C-M28 Desgaste prematuro do acoplamento elástico

Sintoma observado
Fragmentação do elemento elástico, vibração
Causa provável
Desalinhamento contínuo, sobrecarga
Ação corretiva
Substituir elemento, corrigir alinhamento

VibraçãoDesgaste ou erosão

C-M29 Folga excessiva nos rolamentos por fim de vida útil

Sintoma observado
Vibração, ruído, aquecimento
Causa provável
Desgaste natural acumulado
Ação corretiva
Substituição programada dos rolamentos

VibraçãoRuído anormalAquecimento

C-M30 Contaminação do óleo/graxa dos mancais

Sintoma observado
Óleo turvo, desgaste acelerado do mancal
Causa provável
Vedação deficiente, ambiente com poeira/umidade
Ação corretiva
Melhorar vedação, trocar lubrificante contaminado

Desgaste ou erosão

C-M31 Emulsão da graxa por entrada de água

Sintoma observado
Graxa esbranquiçada, perda de propriedades lubrificantes
Causa provável
Vedação de eixo comprometida, ambiente úmido
Ação corretiva
Substituir vedação, trocar graxa contaminada

C-M32 Ressonância mecânica com a estrutura de fixação

Sintoma observado
Vibração amplificada em determinada rotação
Causa provável
Frequência natural da estrutura próxima à de operação
Ação corretiva
Análise modal, reforço ou isolamento da estrutura

Vibração

C-M33 Quebra de pás do impelidor por impacto de sólidos

Sintoma observado
Ruído de impacto, vibração súbita, queda de desempenho
Causa provável
Corpo estranho na linha, ausência de filtro
Ação corretiva
Instalar filtro/tela, inspecionar e substituir rotor

VibraçãoRuído anormal

C-M34 Erosão por cavitação nas bordas do impelidor

Sintoma observado
Pites e desgaste irregular nas pás
Causa provável
Cavitação recorrente não tratada
Ação corretiva
Corrigir causa da cavitação (NPSH), revisar/substituir rotor

Desgaste ou erosãoCavitação

C-M35 Perda de aperto dos parafusos de fixação

Sintoma observado
Folga, ruído, deslocamento de componentes
Causa provável
Vibração contínua, torque de montagem insuficiente
Ação corretiva
Reaperto periódico, uso de travas químicas/mecânicas

Ruído anormal

C-M36 Fadiga do acoplamento por desalinhamento contínuo

Sintoma observado
Falha recorrente do acoplamento
Causa provável
Desalinhamento não corrigido ao longo do tempo
Ação corretiva
Corrigir alinhamento definitivamente, monitorar periodicamente

C-M37 Empeno da base/flange de fixação

Sintoma observado
Vibração, desalinhamento recorrente
Causa provável
Fundação inadequada, aperto desigual dos parafusos
Ação corretiva
Corrigir base, nivelar e reapertar uniformemente

Vibração

C-M38 Ruptura da bucha de vedação (bushing)

Sintoma observado
Vazamento interno, aumento de folga
Causa provável
Desgaste, fadiga, fluido abrasivo
Ação corretiva
Substituir bucha, avaliar material mais resistente

Vazamento

C-M39 Desgaste do anel O-ring da carcaça

Sintoma observado
Vazamento na junção da carcaça
Causa provável
Envelhecimento, incompatibilidade química, temperatura
Ação corretiva
Substituir O-ring por material compatível com o fluido

Desgaste ou erosãoVazamento

C-M40 Vazamento pela junta da carcaça (gaxeta estática)

Sintoma observado
Vazamento externo na linha de partição da carcaça
Causa provável
Ressecamento, aperto inadequado dos parafusos
Ação corretiva
Substituir gaxeta, reapertar conforme torque especificado

Vazamento

C-M41 Formação de bolhas de ar (aeração) na sucção

Sintoma observado
Vibração, ruído, queda de vazão irregular
Causa provável
Vórtice na sucção, entrada de ar por vedação
Ação corretiva
Corrigir submergência na sucção, vedar entradas de ar

VibraçãoRuído anormalQueda de vazão ou pressão

C-M42 Recirculação interna por folga excessiva no rotor

Sintoma observado
Queda de rendimento, aumento de temperatura interna
Causa provável
Desgaste dos anéis de desgaste
Ação corretiva
Ajustar/substituir anéis de desgaste

Perda de rendimento

C-M43 Perda de escorva ao longo da operação

Sintoma observado
Queda intermitente de vazão, necessidade de reescorvar
Causa provável
Entrada de ar por vedação/selo com defeito
Ação corretiva
Corrigir vedação, verificar válvula de pé

Funcionamento a seco

C-M44 Trepidação da bomba por base não nivelada

Sintoma observado
Vibração perceptível na base, ruído
Causa provável
Instalação sem nivelamento adequado
Ação corretiva
Nivelar base conforme especificação, usar calços adequados

VibraçãoRuído anormal

C-M45 Sobrecarga do motor por aumento da viscosidade do fluido

Sintoma observado
Corrente elevada, disparo de proteção térmica
Causa provável
Mudança nas propriedades do fluido de processo
Ação corretiva
Redimensionar motor/bomba para a viscosidade real

AquecimentoSobrecarga do motor

C-M46 Obstrução do sistema de resfriamento do selo mecânico

Sintoma observado
Superaquecimento do selo, falha prematura
Causa provável
Incrustação no circuito de resfriamento
Ação corretiva
Limpeza do circuito, monitorar temperatura do selo

Aquecimento

C-M47 Falha na câmara de selagem (flushing plan mal dimensionado)

Sintoma observado
Falha recorrente do selo mecânico
Causa provável
Plano de selagem incompatível com o processo
Ação corretiva
Revisar plano de selagem conforme norma API 682

C-M48 Desgaste do eixo na região do selo (sulco/ranhura)

Sintoma observado
Vazamento crescente, dificuldade de vedação
Causa provável
Atrito prolongado, partículas abrasivas no fluido
Ação corretiva
Recondicionar/substituir eixo, revisar selo e fluido

Desgaste ou erosãoVazamento

C-M49 Perda de propriedades lubrificantes do fluido bombeado

Sintoma observado
Desgaste acelerado de mancais/buchas internas
Causa provável
Degradação química do fluido, contaminação
Ação corretiva
Monitorar qualidade do fluido, substituir quando necessário

Desgaste ou erosão

C-M50 Formação de depósitos sólidos internos (sedimentação)

Sintoma observado
Redução de seção útil, queda de rendimento
Causa provável
Baixa velocidade de fluxo, fluido com sólidos em suspensão
Ação corretiva
Limpeza periódica, revisar velocidade de projeto

Perda de rendimento