Rolamentos projetados para líquidos abrasivos

Partículas na água de uma planta de produção central em Kansas City, EUA, estavam causando a falha das buchas após 30 meses. Um material autolubrificante à base de borracha natural foi sugerido como substituto. O resultado foi um período de cinco anos sem problemas de desempenho e uma economia estimada de aproximadamente US$ 60.000.

Trigen-Kansas City Energy Corporation é uma empresa da Veolia. Ela cogera eletricidade e fornece vapor produzido centralmente e água gelada para clientes em Kansas City, distrito comercial central de Missouri, EUA. Uma bomba de turbina vertical Floway VU captura até 24.000 galões de água por minuto do rio Missouri carregado de lodo para alimentar resfriadores e geradores de vapor. No passado, partículas na água causavam a falha das buchas de borracha revestidas de bronze após aproximadamente 30 meses.

A JCI Industries, fornecedora local de serviços de reparo de bombas e motores elétricos com sede em Kansas City, sugeriu a mudança para o Graphallast, um material autolubrificante à base de borracha natural fabricado exclusivamente pela Graphite Metallizing. O Graphallast é especialmente adequado para operação contínua quando submerso em líquidos contendo abrasivos, como areia e esgoto. Essas novas buchas funcionaram sem problemas por cinco anos. Nesse ponto, eles foram removidos durante a manutenção programada e não apresentaram sinais de desgaste. A decisão foi feita para substituir as buchas, apesar da falta de desgaste. A JCI calcula que as novas buchas Graphallast economizaram US$ 60.000 ao eliminar a necessidade de substituir buchas e eixos.

Trigen-Kansas City atende aproximadamente 60 clientes no distrito comercial central com mais de 4 milhões de pés quadrados de espaço comercial. A capacidade de produção da empresa para Kansas City inclui 1,3 milhão de libras de vapor por hora, 10.200 toneladas de água gelada e 5 megawatts de capacidade de geração elétrica. A empresa opera uma rede de 6,5 milhas de vapor e 1,5 milhas de tubos de distribuição de água gelada.

A JCI atende a uma ampla variedade de mercados, incluindo municipal, alimentício, químico, petrolífero, de serviços públicos e indústrias de processo em geral. A JCI mantém mais de US$ 2,5 milhões em seu estoque, que inclui bombas, motores, kits de reparo e peças de reposição OEM.

Quando a bomba foi originalmente instalada, os engenheiros da JCI e da Trigen-Kansas City especificaram buchas de borracha com suporte de bronze para as bombas verticais Floway Modelo VU de estágio único. A bomba VU de 52 pés é uma bomba de turbina única de acoplamento fechado com uma descarga superior fabricada acima do solo. A extremidade de entrada da bomba está submersa a sete pés no rio. Sua capacidade varia até 35.000 galões por minuto (7.950 m3/h) e é classificada para pressão de até 200 lbs/in2 (13,8 bar).

Originalmente, esta bomba era equipada com mancais de borracha no eixo da linha e nas buchas do bojo. Essas buchas são projetadas para líquidos abrasivos, mas ainda não fornecem vida útil satisfatória nesta aplicação. A JCI usa equipamentos de monitoramento de vibração para ajudar a identificar os primeiros sinais de desgaste das buchas, para que possam ser substituídas antes que causem danos extensos à bomba. Este equipamento de monitoramento indica consistentemente que as buchas de borracha usadas anteriormente devem ser substituídas cerca de 30 meses após a instalação.

A substituição das buchas era uma operação importante devido à probabilidade de danos a outros componentes críticos. Quando os rolamentos falharam, foi necessário puxar a bomba, o que exigiu a remoção do telhado da casa de bombas e a contratação de um guindaste para içar a bomba. Em seguida, os técnicos inspecionavam toda a bomba quanto a desgaste e danos e geralmente tinham que substituir o eixo, usinar os flanges e verificar os encaixes. O custo de todo o processo girava em torno de US$ 60.000.

A substituição dos rolamentos também deixou a bomba fora de serviço por várias semanas. A Trigen opera uma bomba sobressalente e, durante a maior parte do ano, uma bomba é suficiente para atender os clientes da empresa. No entanto, durante o pico da estação de resfriamento em julho e agosto e o pico da estação de aquecimento em janeiro e fevereiro, a demanda pode exceder a capacidade de uma única bomba. Era importante para a Trigen detectar os problemas de desgaste do rolamento com bastante antecedência, para que o trabalho necessário fosse feito fora das estações de pico.