Um dos pontos de grande importância, quando o assunto é rotina de cuidados e lubrificação na mineração, são os sistemas hidráulicos. Estes que, comumente são afetados pela cavitação ou aeração, estão cada vez mais tecnológicos e exigem atenção tanto na manutenção quanto na escolha dos produtos. Afinal, um lubrificante usado de forma inadequada, somado aos mecanismos de desgaste dessa indústria podem trazer sérias consequências para o funcionamento das peças.
Mas onde entra a cavitação e aeração? Ambos processos são agentes de deterioração que podem afetar os sistemas hidráulicos. Embora sejam semelhantes, são ações diferentes que acabam prejudicando o funcionamento dessas estruturas. Dessa maneira, se não identificadas, podem resultar em máquinas paradas e perda de produtividade.
Então, se você notou espuma no óleo do seu sistema hidráulico, ou ouviu um barulho semelhante a um grito e está em dúvida se o seu equipamento está com cavitação ou aeração, leia este artigo. Além de esclarecer a diferença entre esses dois processos, trouxemos algumas das causas desses mecanismos de desgaste. Confira!
Cavitação ou aeração: o que é cada um
Basicamente, a cavitação é a formação de bolhas de ar, água ou vapor no óleo. É um fenômeno físico de vaporização de um líquido pela redução da pressão, no decorrer do seu movimento e a uma temperatura constante. Assim, quando há despressurização na bomba de sucção, ocorre a implosão em superfícies de metal na descarga do dispositivo, resultando na formação de vapor.
Então, a cavitação acontece quando o sistema de alimentação da bomba hidráulica não é mais capaz de preencher as lacunas geradas entre os dentes das engrenagens durante a sua rotação. Isso gera um vácuo que vaporiza uma parte do óleo, resultando na retirada de ar ou água da solução. Dessa forma, uma bomba em cavitação emite um rangido agudo ou semelhante a um grito.
Já a aeração é uma forma de cavitação que ocorre quando o ar externo ― que está presente no líquido, sem ser dissolvido nele ― é absorvido para o interior do sistema hidráulico, na sucção da bomba. Ou seja, é a condição em que são transportadas pequenas bolhas de ar no fluxo do óleo hidráulico, conforme esse vai entrando na bomba. Um dos indícios desse problema é a presença de espuma no óleo hidráulico.
Sendo assim, a cavitação é a formação de bolhas no óleo do sistema hidráulico que ocorre por meio da vaporização interna. Já a aeração, é formada pelo ar externo que é absorvido pela bomba.
Confira as causas desses fenômenos
Como a cavitação e a aeração são processos semelhantes, as suas causas também são. Primeiramente, a aeração pode ser resultado de baixos níveis de fluido hidráulico e de vazamentos de ar na bomba de sucção. Inclusive, muitas vezes ocorre devido à baixa temperatura do óleo ou por esse ser viscoso demais, o que dificulta a liberação de ar, assim como manter a sucção do sistema. Além disso, o filtro de sucção, se for instalado muito próximo do nível do óleo, gera um vórtice que permite a entrada de ar, assim como o uso de braçadeiras inadequadas ou rachaduras na tubulação. Junto a isso, é possível que a agitação no reservatório, provocada pelo posicionamento errado da linha de retorno, resulte em aeração. Ainda, os selos de eixos com defeito são fatores que provocam o problema.
Já no que diz respeito às causas da cavitação, podemos citar:
perdas de cargas devido às curvas em excesso na linha de sucção, assim como o seu estrangulamento, entupimento e congelamento;
reservatório com um baixo nível de óleoem relação à altura da conexão de entrada da bomba;
uso de óleo hidráulico de baixa qualidadeou inadequado, como os de alta viscosidade;
obstrução ou dimensões incorretas do filtro de ar;
proporções incorretas da tubulação de sucção;
partida a frio iniciada de forma incorreta;
despressurização dos reservatórios;
excesso de rotação da bomba.
Saiba quais são as consequências da cavitação e aeração
Indiferente se o fator de desgaste for a cavitação ou aeração, é sempre bom lembrar que eles podem resultar em máquinas paradas e perda de produtividade. Dessa forma, a cavitação, que é considerada um pouco mais grave, gera algumas consequências para o sistema hidráulico e pode afetar toda a sua operação.
Quando há bolhas próximas a uma superfície sólida, as ondas de choque geradas pelas implosões constantes podem gerar microscópicas rachaduras no material. Assim, com um constante fluxo, poderão crescer e ocasionar o descolamento de material da superfície. Isso provoca o que chamamos de cavidade de erosão localizada. Essa ação é um fenômeno físico que tende a aumentar com o tempo, provocando a destruição dos rotores, válvulas, tubulações e outros componentes do sistema.
Além disso, à medida que as bolhas vão sendo levadas para o local de pressão da bomba, pode haver uma pressurização, comprimindo as partículas e fazendo com que elas estourem. Essa ação produzirá ondas intensas que se chocarão contra o flange de compensação, resultando em desgastes, como a redução da capacidade de vedação e a baixa eficiência do sistema.
Ainda, a presença de ar, seja por cavitação ou aeração, diminui a quantidade de óleo, o que reduz a dispersão do calor que é gerado pelo atrito mecânico entre os componentes da bomba. Também pode causar um superaquecimento de desprendimento de material no alojamento das engrenagens na zona de sucção.
Veja como diminuir a incidência de cavitação ou aeração
Apesar de serem comuns em sistemas hidráulicos, é possível ter algumas ações para diminuir esse tipo de desgaste. Assim, é indispensável ter um plano de manutenção preventiva, levantando os pontos de lubrificação, definindo a rotina de inspeção, estabelecendo os períodos para troca de fluidos e acompanhando os sistemas.
Também, sempre que for possível, limpe o filtro de sucção da bomba com solvente e seque com uma mangueira de ar. Isso pode ser realizado mesmo que ele não aparente estar sujo, pois qualquer camada imperceptível que se forme pode restringir o fluxo do óleo. Você também pode:
reduzir a temperatura do fluido e a velocidade de escoamento;
modificar o sistema para que a bomba fique sempre afogada;
diminuir o ponto de sucção.
Além disso, durante a rotina de cuidados, verifique se os tubos e mangueiras estão obstruídos, danificados ou com o fluxo comprometido. Ainda, certifique-se que o filtro de ar também não esteja entupido. E, claro, lembre-se de uma prática recomendada a todos os equipamentos: siga sempre o manual do fabricante, utilizando apenas os filtros, mangueiras e óleos indicados por ele.
Agora que você já sabe a diferença entre cavitação e aeração, que tal conhecer O que causa e como prevenir os mecanismos de desgastes de cada indústria?
E para manter-se informado sobre as novidades do setor de mineração, cadastre-se na nossa lista exclusiva do Telegram.