Vedação de bombas de turbina vertical e suporte de seus eixos
As bombas verticais de turbina (VTPs) são usadas em vários setores, incluindo geração de energia, papel e celulose, mineração e água e águas residuais. Os eixos dessas bombas se estendem por muitos metros abaixo do solo, às vezes até 600 metros de profundidade.
Por causa disso e das condições muitas vezes difíceis e remotas em que operam, essas bombas devem ser confiáveis. Para que sejam confiáveis, as buchas e a tecnologia de vedação instaladas neles devem sobreviver por longos períodos.
A operação adequada do VTP e a vida útil do selo mecânico dependem de vários parâmetros:
selecionando o selo mecânico correto
garantindo que esses longos eixos sejam suportados e qualquer movimento seja limitado
mantendo o selo fresco e limpo
IMAGEM 1: Um VTP com buchas de eixo de linha em amarelo e buchas de cuba em azul (Imagens cortesia da SEPCO)
A seleção das buchas e vedações mecânicas adequadas ajuda a prolongar a vida útil da bomba e evitar reparos dispendiosos.
Este artigo examinará os desafios de operação e manutenção dos VTPs e como os usuários podem resolvê-los com uma combinação de tecnologia para prolongar a vida útil da bomba.
Desafios de manutenção
As operações geralmente começam em condições de funcionamento a seco, que potencialmente superaquecem e danificam as buchas e vedações tradicionais. Há uma necessidade de ativos que possam suportar esta operação de curta duração, mas dura. Além disso, sujeira, pedras e outros detritos podem ser levantados com a água. Isso causa desgaste e danos ao eixo e/ou à bucha se o material da bucha for ineficaz.
Outro problema é a deflexão do eixo ou “a flexão do eixo da bomba que ocorre quando a velocidade do líquido sendo empurrado por um impulsor não é igual em todos os pontos ao redor do impulsor”.1 Essa deflexão causa desgaste prematuro da vedação ou do selo mecânico. Também resulta em vazamento de água de descarga e dificuldade em controlar o uso de água de descarga.
Uma solução de suporte de eixo: buchas autolubrificantes e antidesgaste
Deflexão do eixo, bucha danificada e vedações danificadas são problemas ao usar VTPs. O primeiro passo para operações confiáveis é estabilizar o eixo com buchas. Algumas buchas podem estabilizar eixos em:
projetos de eixo em balanço
eixos longos com pouco suporte (como em VTPs)
eixos com excentricidade excessiva causando vedação mecânica prematura e falha da gaxeta
IMAGEM 2: Buchas confiáveis são autolubrificadas e podem operar mesmo em condições de funcionamento a seco.As buchas devem ser usadas ao longo de todo o comprimento de um eixo VTP. Na Imagem 1, as buchas do eixo de linha são mostradas em amarelo; as buchas da tigela estão em azul. Ambos os tipos de buchas minimizam a deflexão do eixo.
IMAGEM 3: Teste padrão da Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) em condições de funcionamento a seco sem lubrificação.
Com buchas autolubrificantes confiáveis (Imagem 2) instaladas, o desgaste é reduzido mesmo na partida e em condições de funcionamento a seco. Os usuários finais devem procurar buchas comprovadamente eficazes e, idealmente, que tenham recebido testes independentes e atendam aos parâmetros mostrados na Imagem 3.
Desafios de vedação
Os desafios de vedação acompanham os desafios de manutenção. Sujeira, areia e pedras se moverão para a câmara de vedação/caixa de vedação com o líquido. Para mitigar os danos à vedação, é necessário lavar e resfriar adequadamente. Em muitas aplicações VTP, a água limpa pode ser o melhor lubrificante. No entanto, usuários finais e profissionais de manutenção devem consultar o fabricante do selo.
Selos Mecânicos Construídos para VTPs
Ao selecionar um selo mecânico, os seguintes parâmetros operacionais precisam ser considerados:
pressão
temperatura
velocidade do eixo
pH do material bombeado
Uma vedação de cartucho com folgas radiais altas é ideal para VTPs. Um selo de cartucho totalmente autônomo, pré-montado e pré-configurado antes do envio simplifica a instalação. Esses recursos também suportam ajustes rápidos e fáceis do impulsor que não interferem no ajuste axial correto da vedação.
A vida útil do selo depende da escolha dos materiais de construção mais eficazes e seu ambiente operacional. Este ambiente inclui a limpeza da câmara de vedação/caixa de gaxetas e a frieza das faces.
Para uma vedação instalada em um VTP, um bucim ventilado elimina a retenção de ar e melhora a eficiência de resfriamento. As glândulas usinadas oferecem resistência e resistência à corrosão superiores e podem ser modificadas para se ajustarem
o equipamento.
IMAGEM 4: Esses selos são ambos para VTPs. Um selo mecânico para VTPs deve ser personalizado para os parâmetros de cada aplicação. Selo esquerdo, visto de frente; selo direito, visto de trás.