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Combatendo a abrasão em equipamentos industriais
Como mencionado em nosso artigo “Os 10 tipos de tensão que impactam seus custos operacionais“, 67% do desgaste na indústria de granéis está ligado 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 graus variados de impacto na produção:
- Perda de material: o desgaste abrasivo resulta em uma 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 desgaste: a abrasão pode aumentar o atrito entre superfícies em contato, o que pode levar ao aumento do desgaste e à redução da vida útil das peças.
- Precisão reduzida: a abrasão pode levar à redução da 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 granéis, usinas de energia, siderúrgicas, cimenteiras, 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 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 operando em uma unidade de produção de agregados de calcário sofrerá abrasão moderada devido à dureza do mineral (140 HV) e ao seu formato arredondado. Um bom primeiro passo para evitar o desgaste abrasivo é o revestimento de 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 variados 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 formato similar 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 cromados, 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 permite-nos criar soluções personalizadas, distinguindo entre diferentes ligas. Este teste ajuda a Welding Alloys a personalizar com precisão a liga e a espessura da sobreposição, prolongando a vida útil da peça ou do equipamento.
Nossas soluções foram todas avaliadas usando o teste ASTM G65 (p.32 e 33 de nossa brochura “Os Fundamentos do Revestimento por Soldagem a Arco“).
Nossos 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 ao desempenho diminuído, 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 chapas de desgaste compostas ou revestimentos como HARDPLATE 600 são soluções altamente eficazes.
Para discutir os fenômenos de desgaste por erosão, focaremos na escória de alto-forno e seu uso na indústria cimenteira.
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 vácuo e selecionada através de um separador dinâmico.
A velocidade muito alta dessas partículas causa erosão.
Nossos mais vendidos para este tipo de aplicação são:
Britador vertical
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