Análise do desgaste por abrasão de rotores em aço inoxidável AISI 304 de bombas de estação elevatória de água bruta de ETA’s, variando a carga de sedimentos.

Abstract

O desgaste abrasivo é determinado em função das características do sistema estudado, em estações de bombeamento as características mais importantes são a carga de sedimentos e o regime de trabalho do rotor. Esse desgaste é determinante em relação a eficiência, rendimento e regime de manutenções. A resistência dos materiais dos rotores ao desgaste por abrasão e erosão varia de acordo com suas características e propriedades, como a dureza de sua superfície que determinará a resistência à penetração e outros efeitos dos impactos e interações recebidos de partículas sólidas. Neste trabalho o foco está no desgaste das pás de rotores de bombas centrífugas utilizadas em Estação Elevatórias de Água Bruta (EEAB) de um rio sedimentar da Amazônia brasileira, decorrente da variação da carga de sedimentos e da cota fluviométrica do rio. Analisou-se a capacidade abrasiva dos sedimentos do leito do Rio Acre no desgaste do aço AISI 304, utilizado na fabricação de rotores de bombas centrífugas. Para determinar o modo de desgaste e a relação do coeficiente de desgaste específico do material (K), em função da concentração de sedimentos, foram realizados ensaios em abrasômetro de esfera rotativa em amostras de aço inoxidável AISI 304, usando como suspensões abrasiva as concentrações de 1g/l, 2g/l, 3g/l, 5g/l e 10g/l de sedimento em água destilada. Análises com modelagem numérica foram utilizadas para estimar os valores de velocidade relativa do fluido nas pás do rotor, levando a valores de forças de arrasto em diferentes seções das pás. Os resultados mostram: a capacidade abrasiva dos sedimentos em diferentes concentrações; o efeito da concentração da suspensão abrasiva no valor do coeficiente de desgaste (K); a maior abrasividade do sedimento do Rio Acre em relação ao carbeto de silício, que chegou a cerca de 280% mais abrasivo; o aço AISI 304 tem resistência até 28 vezes maior ao degaste abrasivo que o FoFo Nodular; a possibilidade do controle rotacional da bomba em função da cota do rio e da concentração de sedimento pode causar a redução do desgaste abrasivo em até 35%.