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Combatendo a abrasão em equipamentos industriais
Conforme mencionado em nosso artigo “Os 10 tipos de tensão que impactam seus custos operacionais“, 67 % do desgaste na indústria de materiais a granel está relacionado à abrasão.
Visão geral:
O desgaste abrasivo é um processo causado por partículas duras que esfregam ou arranham a superfície de um material. As partículas abrasivas podem ser minerais, poeira, fragmentos metálicos ou outros materiais duros. O desgaste abrasivo pode ocorrer em uma ampla variedade de substratos, incluindo metais, cerâmicas, plásticos, compósitos, vidro, etc.
De modo geral, o desgaste abrasivo pode ter várias consequências, com diferentes graus de impacto na produção:
- Perda de material: o desgaste abrasivo resulta em perda de massa nas superfícies em contato, o que pode levar à diminuição da resistência mecânica e à deterioração das propriedades físicas.
- Degradação da qualidade da superfície: a abrasão pode causar arranhões e sulcos nas superfícies, o que pode prejudicar a funcionalidade das peças (entupimento).
- Aumento do atrito e do desgaste: a abrasão pode aumentar o atrito entre as superfícies em contato, o que pode levar ao aumento do desgaste e à redução da vida útil das peças.
- Redução da precisão: a abrasão pode levar a uma redução na precisão das peças.
- Risco de contaminação: o desgaste abrasivo pode produzir partículas finas e detritos que podem contaminar sistemas mecânicos ou processos industriais. Isso pode afetar a qualidade do produto acabado e a segurança dos trabalhadores.
O desgaste abrasivo pode ocorrer em muitos contextos industriais diferentes (minas, indústrias de materiais a granel, usinas de energia, siderúrgicas, fábricas de cimento, indústrias químicas, etc.).
Se há uma aplicação comum a todas essas indústrias, é a remoção de materiais a granel por uma carregadeira.
Dependendo do tipo de agregado, das condições externas (umidade, temperatura, etc.), do volume de material a granel manuseado e da operação do equipamento, os fenômenos de desgaste podem ser muito diferentes (abrasão, impacto, atrito, corrosão, etc.), embora a abrasão seja frequentemente a mais comum neste campo.
Carregadeira em uma unidade de produção de agregados
Carregadeira transportando escória de alto-forno
Por exemplo, uma carregadeira trabalhando em uma unidade de produção de agregados de calcário experimentará abrasão moderada devido à dureza do mineral (140 HV) e à forma arredondada. Um bom primeiro passo para prevenir o desgaste abrasivo é revestir as peças com aços de baixa ou média liga. Isso pode melhorar a resistência ao desgaste e tornar os componentes mais duráveis. Esses produtos estão disponíveis como arames (ROBODUR K 600-G, ROBODUR F 600-G, HARDFACE L-O, HARDFACE LP-G) ou chapas (CREUSABRO, DURSTEEL) com diferentes graus de dureza.
A mesma carregadeira usada para carregar escória de alto-forno hidrocraqueada estará sujeita a desgaste abrasivo muito severo devido à própria natureza da escória (dureza >800 HV e forma semelhante à rocha vulcânica). Sob essas condições, as soluções convencionais mencionadas acima não podem combater efetivamente esse tipo de desgaste.
Para reduzir o desgaste por abrasão, várias soluções estão disponíveis, incluindo ferros fundidos ao cromo, carbonetos complexos e ligas de carboneto de tungstênio. A escolha depende de fatores como orçamento, cronograma de manutenção, custos de parada e custo total de propriedade (TCO) geral.
O teste ASTM G65 nos permite criar soluções personalizadas ao distinguir entre diferentes ligas. Este teste ajuda a Welding Alloys a adaptar com precisão a liga e a espessura do revestimento, estendendo a vida útil da peça ou equipamento.
Todas as nossas soluções foram avaliadas usando o teste ASTM G65 (p. 32 e 33 de nossa brochura “Os Fundamentos do Revestimento por Soldagem a Arco“).
Nossos produtos mais vendidos para prevenir e combater o desgaste abrasivo são:
- HARDFACE HC-O, HARDFACE CN-O, HARDFACE CV-O
- HARDFACE NCWB
- HARDFACE NICARBW
- HARDPLATE™
- DURHART, ALDUR
Todos os produtos de revestimento mencionados neste artigo são certificados pela norma NF EN 14700, que especifica os requisitos para classificação de consumíveis.
Carregadeira transportando escória quente
Se essa mesma carregadeira agora manusear escória quente (>500 °C) do alto-forno, o fenômeno de abrasão será significativamente amplificado, com o desgaste abrasivo piorando particularmente devido à temperatura.
Os operadores de carregadeira desempenham um papel crucial na durabilidade do equipamento. Aplicar baixa pressão entre a caçamba e o solo pode ajudar a preservar a caçamba. No entanto, quando a pressão é maior e a caçamba raspa o solo, pode causar danos significativos de sulcamento na superfície externa da caçamba.
O desgaste abrasivo pode causar danos substanciais aos equipamentos industriais, levando a desempenho reduzido, custos de manutenção mais altos e vida útil reduzida do equipamento.
Para mitigar o desgaste abrasivo, o uso de ligas metálicas específicas como HARDFACE CNV-O ou a aplicação de placas de desgaste compostas ou revestimentos como HARDPLATE 600 são soluções altamente eficazes.
Para discutir os fenômenos de desgaste por erosão, vamos nos concentrar na escória de alto-forno e seu uso na indústria de cimento.
A escória de alto-forno é moída antes de ser adicionada ao cimento usando moinhos verticais ou de bolas. Como o clínquer moído, a escória moída é extremamente fina. A escória é sugada para armazenamento usando um vácuo e selecionada através de um separador dinâmico.
A velocidade muito alta dessas partículas causa erosão.
Nossos produtos mais vendidos para este tipo de aplicação são:
Britador vertical
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