Como detectar a cavitação da bomba
As bombas estão no centro da maioria dos processos industriais e são a segunda máquina mais comum no mundo (depois do motor elétrico). Por serem tão comuns, as bombas são muitas vezes negligenciadas como uma fonte potencial de produtividade aprimorada ou uma causa de custos excessivos se não forem operadas adequadamente.
Como em qualquer máquina, alguns problemas podem ocorrer. Um problema comum em sistemas de bombeamento é a cavitação da bomba. A cavitação da bomba causa vários problemas, incluindo excesso de ruído, vibração e uso de energia, sem mencionar sérios danos à própria bomba.
O que causa a cavitação da bomba?
Imagine apertar uma mangueira de água e a água se move mais rápido saindo, mas é aerada e espalhada. Isso é o que acontece com a cavitação da bomba. É um fenômeno físico que ocorre quando a pressão do líquido que entra se torna menor que a pressão de vapor do líquido. Uma redução na pressão é tipicamente causada pelo aumento da velocidade do fluido. Quando a pressão do fluido no lado posterior da lâmina do rotor (oposto à entrada da bomba) cai abaixo do ponto de vaporização do fluido, bolhas de vapor começam a se formar. À medida que as bolhas/cavidades viajam para o lado de descarga da bomba, movendo-se para uma área de alta pressão, as cavidades implodem. A implosão ou colapso dessas bolhas desencadeiam intensas ondas de choque no interior da bomba, causando danos ao rotor, vibração e excesso de ruído.
Essas ondas de choque podem causar danos mecânicos ao impulsor e à bomba, aumentando sua gravidade ao longo do tempo e levando a uma possível falha da bomba. Os fatores que afetam o grau de compressão das bolhas de vapor são a velocidade e a forma do impulsor.
Ao lidar com líquidos de temperaturas mais altas, o risco dessa ocorrência é aumentado devido ao aumento da pressão de vapor.
Qual é a diferença entre cabeça morta e cavitação?
A cavitação da bomba e a cabeça morta são conceitos semelhantes, mas longe de serem os mesmos.
Quando uma bomba opera sem fluxo através da bomba devido a uma válvula de descarga fechada ou bloqueio de linha, ocorreu uma cabeça morta. A bomba recircula a mesma água, fazendo com que a temperatura da água aumente continuamente. Se a bomba continuar a funcionar em uma condição de parada por muito tempo, o aquecimento excessivo pode danificar vedações caras e reduzir a vida útil da bomba.
Cabeçalho morto em uma bomba centrífuga pode levar a explosões devido à energia sendo colocada no líquido na bomba. A sobrepressão hidráulica e possíveis reações químicas na bomba também podem ser causadas pelo esforço excessivo da pressão. Os mesmos resultados podem ser causados pelo funcionamento da bomba a seco por um longo período, o que pode levar à cavitação.
Cabeça morta significa que a válvula de saída está aberta para que a bomba continue a circular o mesmo líquido repetidamente, o que pode danificar o motor da bomba porque o líquido pode ficar muito quente. A proteção de baixa potência funcionará para detectar esta condição e desarmar para proteger o motor.
A cavitação é semelhante, pois a proteção de baixa potência irá detectá-la e desarmar e proteger o motor também. Mas esta condição significa que a bomba está funcionando a seco e não há líquido para bombear. Isso também fará com que o motor superaqueça.
Como saber se uma bomba está cavitando
Ao lidar com a cavitação da bomba, esteja ciente de que a tecnologia e as técnicas estão disponíveis para detectar, monitorar e prevenir a cavitação da bomba.
Danos por cavitação podem reduzir a vida útil do impulsor da bomba, vedações mecânicas, rolamentos e possivelmente outros componentes da bomba. Em outras palavras, reduzirá o tempo médio entre falhas (MTBF), o que aumentará os custos de manutenção e o tempo de inatividade da bomba.
A maneira mais comum de identificar a cavitação da bomba é através do som ou vibração. Há um som audível semelhante a crepitação que pode ser ouvido quando isso está ocorrendo. Devido ao estouro das bolhas de vapor, há um aumento da vibração experimentada pela bomba, que também pode ser observada.
Outras maneiras de identificar a cavitação da bomba são a detecção de temperatura ou potência no motor de popa. A cavitação da bomba significa que há pouco ou nenhum líquido para bombear enquanto a própria bomba continua. Bombear a seco dessa maneira, com o aumento da pressão de vapor, fará com que o motor superaqueça – reduzindo a vida útil do motor e potencialmente causando danos ao impulsor e à própria bomba.
Alternativamente, o motor de popa de uma bomba que está cavitando sofreria um evento de baixa potência.
Uma vez identificado um evento, é importante identificar a causa da queda de pressão e corrigi-la. Na maioria dos casos, o problema pode ser resolvido simplificando a tubulação de sucção, removendo o maior número possível de curvas e válvulas:
Mova a bomba para mais perto da fonte de fluido.
Limpe a tubulação e remova qualquer bloqueio.
Aumente o diâmetro da tubulação de sucção para reduzir a velocidade de entrada.
A manutenção de rotina pode ser realizada para evitar uma ocorrência futura de cavitação. A manutenção sugerida inclui revisão e limpeza regulares dos filtros e filtros que levam à tubulação.
Como o monitoramento evita a cavitação da bomba?
A maioria das indústrias usa bombas grandes e altamente complexas. A falha dessas bombas críticas pode resultar em custos de tempo de inatividade que excedem US$ 200.000 por dia apenas em custos operacionais, sem contar o custo de substituição do equipamento devido a danos. Portanto, os usuários tendem a monitorar de perto essas bombas. Como a cavitação pode implodir uma bomba e resultar em um grande risco de segurança, os usuários estão sempre buscando soluções confiáveis que lhes permitam prever e prevenir.
À medida que as ondas de choque do estouro das bolhas de vapor continuam, a temperatura aumentará para o motor de popa. Os relés de gerenciamento do motor monitoram e disparam com base nos limites de temperatura. As proteções podem variar desde a fonte de alimentação de entrada do motor até a bomba ou carga individual. Os relés de gerenciamento do motor fornecem um alto nível de precisão de monitoramento e proteção de energia para todo o sistema de energia, maximizando o tempo de atividade.
Sempre ouça Ben Franklin: “Um grama de prevenção vale um quilo de cura”.
Ao evitar a cavitação, os usuários aumentarão a eficiência e a vida útil da bomba. Lembre-se, a prevenção vale o tempo, portanto, reserve um tempo para realizar um programa de manutenção completo e economizará os usuários a longo prazo.