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AT 1 TÉCNICAS AVANÇADAS DE MANUTENÇÃO 2 32 S U M Á R IO 3 UNIDADE 1 - Introdução 4 UNIDADE 2 - Análise Vibracional 4 2.1 Do surgimento aos dias atuais 6 2.2 Conceito e aplicações 10 2.2.1 O uso da bancada RLAM 13 UNIDADE 3 - Tribologia e Ferrografia 13 3.1 A tribologia 16 3.2 A ferrografia 17 3.3 O processo e tipos de análise da ferrografia 17 3.3.1 Exame Analítico (AN) 18 3.3.2 Exame Quantitativo (DR) 20 UNIDADE 4 - Termografia 21 4.1 Aplicações elétricas 22 4.2 Aplicações mecânicas 24 UNIDADE 5 - Ultrassom 24 5.1 Fundamentos e princípios do ultrassom 26 5.2 Aplicações do ultrassom 28 5.3 Componentes e funcionamento de um ultrassom 32 UNIDADE 6 - Espectrografia 34 UNIDADE 7 - Hidráulica e Análise de Pressões 34 7.1 Hidráulica 34 7.2 Bombas hidráulicas 36 7.3 Bombas de engrenagens 36 7.4 Caldeiras a vapor 37 7.5 Vasos de pressão 39 UNIDADE 8 - Lubrificação 39 8.1 Tipos de lubrificantes 40 8.2 Características e propriedades dos óleos lubrificantes 43 8.3 Programa de lubrificação 46 UNIDADE 9 - Pneumática 48 REFERÊNCIAS 2 33 UNIDADE 1 - Introdução Ao conjunto de cuidados técnicos in- dispensáveis para que as máquinas de um parque industrial, bem como outros ins- trumentos, instalações e ferramentas fun- cionem de maneira regular e permanente, pertencem ações como a conservação, a adequação, restauração, substituição e prevenção. São exemplos básicos de con- servação, a lubrificação de uma engrena- gem; de restauração, a retificação de uma mesa de desempeno; de substituição, a troca do plugue de um cabo elétrico. Se pensarmos no campo de atuação da manutenção preditiva, ele é bastante am- plo. Em cada equipamento ou instalação é possível encaixar pelo menos um tipo de aplicação, dentre as quais, por mais conhe- cidas e usuais, podem-se destacar: Análise Vibracional, Ferrografia, Termografia, Ul- trasonografia e Análise de Pressões. Pode-se destacar, ainda, a manutenção preditiva como importante ferramenta de apoio em modernos programas de ma- nutenção, como na TPM (Total Productive Maintenance), onde é de fundamental im- portância no Pilar de Manutenção Planeja- da (LIMA; SALLES, 2006). Outra importante contribuição da ma- nutenção preditiva refere-se às caracte- rísticas de produto e processos que podem ser monitorados através de parâmetros específicos de equipamentos ou instala- ções, os quais podem ser vinculados à fre- quência da manutenção preditiva. São essas técnicas e sua aplicabilidade prática que veremos ao longo desta apos- tila. Ressaltamos em primeiro lugar que em- bora a escrita acadêmica tenha como pre- missa ser científica, baseada em normas e padrões da academia, fugiremos um pouco às regras para nos aproximarmos de vocês e para que os temas abordados cheguem de maneira clara e objetiva, mas não me- nos científicos. Em segundo lugar, deixa- mos claro que este módulo é uma compila- ção das ideias de vários autores, incluindo aqueles que consideramos clássicos, não se tratando, portanto, de uma redação ori- ginal e tendo em vista o caráter didático da obra, não serão expressas opiniões pesso- ais. Ao final do módulo, além da lista de re- ferências básicas, encontram-se outras que foram ora utilizadas, ora somente con- sultadas, mas que, de todo modo, podem servir para sanar lacunas que por ventura venham a surgir ao longo dos estudos 4 54 UNIDADE 2 - Análise Vibracional 2.1 Do surgimento aos dias atuais O conceito básico de análise vibracio- nal consiste em análise de sistemas ro- tacionais (como motores, etc.), medindo sua vibração e comparando com gráficos de valores preestabelecidos, nos quais é possível avaliar rolamentos e os compo- nentes periféricos aos rolamentos. A medição e análise vibracional teve início efetivo na década de 1970, com o desenvolvimento da indústria petroquí- mica que gerou a necessidade de implan- tação de sistemas de proteção de turbo máquinas. As vibrações eram medidas através de analisadores com filtro sintonizável, gra- vadores de fita magnética e analisadores de espectro. Houve o surgimento da tec- nologia de minicomputadores, que era frágil e difícil de ser mantida em ambien- te industrial. Numa breve retrospectiva pro- posta por Santos (2010) temos que: Nas décadas de 1970 e 1980 eram uti- lizados medidores analógicos nacionais e importados operados à bateria, e os modelos com filtro, que permitiam o ba- lanceamento de campo com uso de luz estroboscópica. Também havia os anali- sadores espectrais que exigiam o uso de gravação em fita magnética em campo e posterior reprodução em laboratório. De 1985 a 1994 ocorreu a implanta- ção da manutenção preditiva em gran- des empresas, interessadas em identifi- car o tipo de falha e o período estimado para ela ocorrer. Com ela, surgiram os primeiros analisadores FFT (Fast Fourier Transform) de campo, operados à bateria e comunicados com os embrionários PC (Personal Computer), e a evolução para os coletores de espectros de vibração. Com o desenvolvimento da eletrônica, apare- ceram os coletores portáteis de vibração. De 1994 a 2003, ocorreu um inves- timento vertiginoso das empresas em sistemas de manutenção preditiva, mui- tas vezes sem o correspondente investi- mento em desenvolvimento de recursos humanos necessários para a obtenção de resultados consistentes. Desde 2003, o diagnóstico é conside- rado uma ferramenta do processo, e o foco foi alterado para o gerenciamento de ativos, o aumento da disponibilidade e a disponibilização da informação para outras áreas da empresa. A manutenção pró-ativa para confia- bilidade (PRM) é o passo seguinte a um bom programa de manutenção prediti- va. Algumas empresas de classe mundial e de diferentes segmentos descobriram que este sistema, bem implantado, é o mais efetivo método de gerenciamento de risco, aumentando a confiabilidade e ajudando a obter o melhor retorno para os ativos. A tendência das indústrias de classe mundial é procurar obter altos níveis de eficiência da planta, através da análise das informações e processos de controle 4 55 de seus ativos. Nessa caminhada tivemos da chave de fenda (coloca-se a ponta da chave no ponto que se deseja checar [ouvir] e, en- costando o ouvido no cabo da chave, ou- ve-se o ruído) ao estetoscópio que veio substituí-la até medidores, analisadores, monitores e transmissores de vibração. Abaixo tem-se um modelo simplificado para registro de vibrações 6 7 Os pontos A, B, C, são os locais deter- minados para a medição. Os sensores dos aparelhos devem ser encostados nestes pontos. Além deste controle, deve existir uma pasta com toda documentação per- tinente à máquina (cópia da nota fiscal, catálogo, desenhos e outros). Não havendo catálogos, solicite ao fabricante (caso a máquina seja antiga, é provável que não exista catálogo, então, deve ser programada uma abertura para efetuar os desenhos) (SANTOS, 2010). 2.2 Conceito e aplicações Segundo Rao (2009), qualquer movi- mento que se repete após um intervalo de tempo pode ser denominado vibra- ção. Silva (2009) concorda com Rao ao afirmar que um movimento periódico, tal como uma oscilação de uma partícula, de um sistema de partículas ou de um corpo rígido, em torno de uma posição de equi- líbrio é definida como vibração. O conhecimento das características das respostas em vibração associadas a defeitos comuns possibilita a identifica- ção prévia dos mesmos nas mais diferen- tes máquinas, sem, no entanto, se fazer necessária uma desmontagem investiga- tiva. Há numerosas fontes de vibração em um ambiente industrial que tornam ne- cessárias manutenções frequentes e dispendiosas. O controle da vibração é facilitado quandoo agente motivador é identificado pela análise da resposta do sistema e, muitas vezes, as altas ampli- tudes de vibração podem ser eliminadas por uma atuação prática simples, subsi- diada por uma análise teórica bem feita (AMORIM, 2006). Diversos métodos são utilizados no controle das fontes de vibrações, são eles: Controle das frequências naturais do sistema, inserção de mecanismos de amortecimento, tais como os neutraliza- dores e absorvedores de vibrações; con- trole de folgas e eliminação de roçamen- tos. (JESUS; CAVALCANTE, 2011). O diagnóstico de problemas em máqui- nas rotativas consiste em um processo de identificação das causas da origem da vibração mediante a análise das mesmas, fazendo-se assim necessário conhecer as características dos equipamentos e as principais peculiares associadas a poten- ciais falhas. Eisenmann (1997 apud JESUS; CAVAL- CANTE, 2011) afirma que desbalance- amento é uma das fontes mais comum de vibração em máquinas e equipamen- tos, enquanto Inman (2004 apud JESUS; CAVALCANTE, 2011) cita que vibrações causadas por desbalanceamento normal- mente dominam o espectro e ocorrem na frequência de rotação (1 x RPM). O des- balanceamento acontece devido a uma alteração no equilíbrio das forças radiais que atuam sobre o eixo da máquina. A causa mais comum é o acúmulo de ma- terial sobre volantes de inércia, hélices de ventiladores, hélices de ventoinhas de motores, etc., mas pode ser causado também por perda de massa como a que- bra de uma hélice, por exemplo. Se um componente específico (como ventila- dor, motor, rotor, por exemplo), é afetado individualmente por desbalanceamento, esse componente vibrará mais que os ou- tros, mas se a fonte for um acoplamento, 6 7 ocorre de todo conjunto da máquina vi- brar. O desalinhamento, ilustrado abaixo, é um problema tão comum como o desba- lanceamento. Em uma montagem me- cânica existem vários eixos, mancais e acoplamentos com características dinâ- micas diferentes. Quando o conjunto gira as forças dinâmicas interagem entre si, excitando vibrações no sistema. Mesmo com as máquinas bem alinhadas inicial- mente, à frio, vários fatores podem afe- tar esse estado, tais como a dilatação térmica dos metais (quando da máquina em funcionamento), os assentamentos de fundação e a deterioração de ancora- gens (MELO, 2008). Tipos de desalinhamento As características de vibração ocasio- nadas por desalinhamento dependem do tipo de desalinho e da extensão ou grau de desalinhamento. As características gerais são: aparecimento de vibrações nas duas direções, na radial e na axial; o desalinhamento ocorre em uma certa direção, logo as forças radiais não serão uniformemente distribuídas e a vi- bração é direcional; normalmente, a frequência de vibra- ção é a de rotação do eixo (1 x RPM); con- tudo, quando o desalinhamento é seve- ro, a frequência é de segunda ordem (2 x RPM) e muitas vezes também de terceira ordem (3 x RPM). O desalinhamento an- gular geralmente causa vibração em 1 x RPM; o paralelo causa vibração predomi- nante em 2 x RPM (JESUS; CAVALCANTE, 2011). O roçamento entre partes estacioná- rias e rotativas de uma máquina pode causar aumento dos níveis de vibração nas frequências de 1x e 2x RPM. Se o atrito for contínuo poderão aparecer vi- brações numa faixa larga em altas frequ- ências. Quando o roçamento for parcial, aparecem no espectro picos correspon- dentes às frequências naturais do siste- ma. Esse tipo de vibração é muito comum em selos de máquinas rotativas ou quan- do há eixos empenados, partes quebra- das ou danificadas que levam ao atrito entre metal, situação que pode ocorrer por conta de babbit’s danificados nos mancais. O roçamento produz espectros semelhantes aos das folgas mecânicas, e gera uma série de frequências excitan- do uma ou mais ressonâncias (ANDRADE, 2004) (JESUS; CAVALCANTE, 2011). Abaixo temos três espectros carac- terísticos de desbalanceamento, desali- nhamento e roçamento. 8 9 Espectro de desbalanceamento Espectro de desalinhamento 8 9 Espectro de roçamento Fonte: RLAM (2008 apud JESUS; CAVALCANTE, 2011, p.23-5) As máquinas são elementos mecânicos complexos, articulados. As peças que so- frem excitação podem oscilar e as oscila- ções transmitem-se pelas articulações aos demais elementos acoplados. O resultado é um complexo de frequências que caracteri- za o sistema. Marçal e Susin (2005) explicam que cada vez que uma peça altera suas característi- cas mecânicas por desgaste ou trinca, uma componente de frequência do sistema será alterada. Havendo alteração no acoplamen- to entre as peças, altera o coeficiente de transmissão do sinal entre as peças e, em consequência, a forma de frequência global do sistema. Folgas, defeitos ou desalinhamentos de rolamentos ou mancais de máquinas rotati- vas refletem-se na alteração de frequências ou no surgimento de novas frequências. O desbalanceamento do rotor é transmitido pelo rolamento. As forças centrífugas, alternativas e de fricção atuantes nos distintos elementos de uma máquina em operação, dão origem a vibrações mecânicas proporcionais, que se manifestam nos mancais. Devido a este fato, medindo-se vibrações nos mancais pode-se detectar e determinar os esforços presentes em quaisquer componentes da máquina, determinando-se eventuais anor- malidades de funcionamento. Em geral, a medida de vibrações deve ser efetuada nos mancais, por ser um dos pontos válidos pe- las normas em uso empregadas para avaliar o funcionamento de máquinas (YA’CUB- SOHN, 1983 apud MARÇAL; SUSIN, 2005). A premissa fundamental sobre a qual se baseia a análise de vibração como técnica aplicada à manutenção industrial é: Cada componente ou cada tipo de deficiência mecânica de uma máquina em operação produz uma vibração de frequência específica que em condi- ções normais de funcionamento, alcan- ça uma amplitude máxima determinada (YA’CUBSOHN, 1983 apud MARÇAL; SU- SIN, 2005). Desta feita, é possível medindo-se e analisando-se a vibração, estabelecer sua origem, identificar cada componente da máquina e o tipo de falha que a está geran- do, além, de avaliar o estado mecânico do componente que a produz ou a gravidade da deficiência detectada. A metodologia básica recomenda o seguinte: 10 11 1) Medição de frequência para identificar a origem da vibração – o conhecimento da frequência permite identificar o componente da máquina ou a natureza da falha que produz a vibra- ção. 2) Medição da amplitude para ava- liar a vibração e consequentemente o funcionamento normal ou anormal do sistema – a medição da amplitude permite avaliar por comparação com va- lores limites, previamente estabelecido, se a vibração corresponde a um funcio- namento normal ou anormal e o grau de importância da falha detectada (MARÇAL E SUSIN, 2005). 2.2.1 O uso da bancada RLAM Os rolamentos geram quatro frequên- cias características relacionadas a defei- tos. Eles são relativos a falhas na pista externa, na pista interna, nas gaiolas e corpos rolantes. Essas frequências são várias vezes a velocidade de rotação do eixo, porém não são necessariamente múltiplos inteiros dessa rotação (LAMIN; ABREU; BRITO, 2006). Mancais de rolamento com defeito sobre as pistas, esferas ou rolos, usual- mente causam vibrações em altas frequ- ências. Isso se explica devido à natureza das forças dinâmicas que excitam o ro- lamento defeituoso gerando vibrações. Por exemplo, uma falha na esfera passa pelas pistas interna e externa em uma sucessão de impactos com o dobro da frequência de rotação da esfera. A frequ- ência fundamental da vibração será bem mais alta do que a do eixo. Além disso, forças dinâmicas do tipo impulsogeram vibrações de frequência muito alta, na faixa de ressonância estrutural das pis- tas do rolamento. A amplitude da vibra- ção dependerá da extensão da falha no rolamento. A Manutenção Industrial da RLAM dis- põe de um setor denominado Preditiva, que se dedica ao acompanhamento con- tínuo dos parâmetros de funcionamento dos equipamentos dinâmicos que com- põe a planta da Refinaria. A Manutenção Preditiva da RLAM faz uso das técnicas de análise de óleo, medição de tempera- tura e monitoramento dos níveis de vi- bração como ferramentas de identifica- ção e acompanhamento de defeitos em diversos equipamentos. A análise de vibração desponta como uma técnica de fundamental importân- cia ao passo que disponibiliza os resul- tados das investigações de forma rápida e criteriosa, possibilitando tomadas de decisões de maneira consciente. Com o objetivo de difundir os conhecimentos relativos às técnicas de monitoramento de equipamentos rotativos, a RLAM pos- sui uma bancada de testes que simula um conjunto rotor-mancal. Essa bancada é composta por uma base metálica, mo- tor e acoplamento, eixo e disco de inér- cia, mancais de deslizamento e suportes para sensores, conforme mostra a figura abaixo: 10 11 Na bancada da RLAM os transdutores (dispositivos que recebem um sinal e o retransmite, através de transformações de energia, fazendo uso, para isso, de elementos sensores) utilizam o princí- pio do contato, no qual é medido o mo- vimento absoluto da máquina. Esses são os mesmos que os técnicos da Preditiva aplicam no cotidiano das medições e se caracterizam pela facilidade de trans- porte e montagem. No caso específico da RLAM, os transdutores são sensores de aceleração (acelerômetros) (ASH210-A) constituídos basicamente por uma mas- sa sísmica e um cristal piezelétrico, utili- zados na condição de nível global dos si- nais coletados, com sensibilidade de 100 mV/g ± 5%, banda passante de 0,5 Hz - 15 kHz e base magnética. Os analisadores portáteis, frequente- mente chamados de coletores de dados, são aparelhos desenvolvidos objetivan- do acompanhar e verificar o estado de funcionamento de equipamentos dinâ- micos. São projetados para terem opera- ção simplificada, incorporando funções pré-programadas de armazenamento de rotas (que são caminhos, sequências de medição) e coleta rápida de dados. O coletor de sinais utilizado na banca- da é um analisador portátil CSI 2130, que apresenta processamento contínuo, dis- play colorido, bateria com autonomia de oito horas e cabo de comunicação com entrada USB (EMERSONPROCESS, 2010). Tendo em vista a condição que se deseja investigar, é preciso buscar um ponto externo acessível durante o fun- cionamento do equipamento, que seja portador das informações desejadas. A trajetória da vibração, desde a fonte até o ponto de medida deve ser a mais sólida e curta possível, garantido máxima fide- lidade na transmissão. Por esse motivo, os pontos de medição devem ser sempre nos locais mais próximos da sustentação Fonte: JESUS; CAVALCANTE (2011, p. 11) 12 1312 do equipamento. No caso dos equipa- mentos rotativos isso se dá nos mancais (DIAS; RODRIGUES; RAMALHO, 2009). Na bancada são executadas medições nas posições vertical, horizontal e axial de cada mancal, e é medida a vibração nessas direções também no motor (figu- ra abaixo). Pontos de aquisição de dados na bancada É fato que as máquinas rotativas são equipamentos utilizados nos diversos ambientes do cotidiano, tornando-se elementos indispensáveis nas atividades humanas e devido ao alto nível de exi- gência em tais especialidades, conhecer o comportamento dinâmico dessas má- quinas é fundamental. No estudo realizado por Jesus e Caval- canti (2011), ao analisar experimental- mente um conjunto suportado por dois mancais de deslizamento, localizado na RLAM e suas respectivas respostas para os fenômenos de desbalanceamento, de- salinhamento e roçamento, concluíram que a obtenção de conhecimento relati- vo aos principais fenômenos que afetam os equipamentos rotativos, através da aquisição de dados e análise da resposta do sistema simulando condições específi- cas de operação de equipamentos indus- triais, é ponto de partida para investigar não só estes como outros fenômenos de maneira contínua, contribuindo para so- lucionar vários problemas em máquinas industriais. 12 1313 UNIDADE 3 - Tribologia e Ferrografia 3.1 A tribologia O termo tribologia, que vem do grego Τριβο (Tribo – esfregar) e Λογοσ (Logos – es- tudo) foi utilizado, oficialmente, pela primei- ra vez, em 1966, em um relatório feito por H. Peter Jost para o comitê do departamen- to inglês de educação e ciência. Neste rela- tório, o termo foi definido como a “ciência e tecnologia de superfícies interativas em mo- vimento relativo e dos assuntos e práticas relacionados”. Tal relatório continua estudos sobre os impactos econômicos do desgaste de peças, principalmente automotivas. As maiores perdas no motor de um automóvel (por exemplo), transitando em uma cidade, são devidas ao resfriamento e à exaustão. Apenas 12% da potência do motor são transmitidas às rodas, o que é menor do que as perdas por atrito (cerca de 15%). Conside- rando melhorias de 20% a economia seria de 300 milhões de reais por ano e uma re- dução de 37.500 toneladas de CO2 emitidos para atmosfera, apenas na cidade de São Paulo, segundo dados obtidos por Anderson em 1991(Anderson, 1991 apud RADI et al., 2007). A tribologia reúne os conhecimentos ad- quiridos na física, na química, na mecânica e na ciência dos materiais para explicar e pre- ver o comportamento de sistemas físicos que são utilizados em sistemas mecânicos, é a ciência que estuda o desgaste e o atrito, ou seja, a interação de superfícies em movimen- to e de técnicas relacionadas às mesmas. Segundo Radi et al. (2007), o que unifica a tribologia não são os conhecimentos bási- cos, mas sim a área de aplicação. O desgaste é a principal causa da deterio- ração dos componentes de máquinas devido à fadiga superficial do material (BARWELL, 1979 apud SUSKI, 2004). Ele raramente é catastrófico, porém reduz a eficiência da operação, podendo resultar em mudanças dimensionais dos componentes ou danos na superfície, que podem gerar problemas secundários como vibrações e desalinha- mentos. Entretanto, em casos extremos o desgaste causa a formação e propagação de trincas na superfície do componente ou pró- xima à mesma, podendo levar a sua fratura e a formação de fragmentos. Resistência ao atrito e desgaste não são propriedades intrínsecas do material, mas são características do sistema de engenha- ria (Tribosistema), podendo causar perdas de energia e material, respectivamente. Atrito é a resistência ao movimento e aumenta com a interação da área de contato real dos sólidos. As perdas devido ao desgaste podem ser reduzidas por otimização e organização, além de um design apropriado, produção, montagem, acessórios (veja figura abaixo) e microestrutura do componente. Fonte: Zum-Gahr (1987 apud SUSKI, 2004, p. 18) 14 15 O controle das perdas por desgaste deve iniciar com o correto processo de fabricação do produto, incluindo a escolha do equipa- mento e lugar para instalação. Para estoca- gem deve-se considerar as partes a serem protegidas do desgaste. O design do produto pode reduzir efetiva- mente o desgaste de componentes, otimi- zando a transferência de força e movimento, o uso apropriado de materiais e lubrificantes em função da força, temperatura e ambien- te. Partes submetidas ao desgaste devem ser projetadas para uma fácil substituição. O grau de exatidão da forma, tamanho, per- fil da superfície, rugosidade e folga entre as superfícies durante o funcionamentoin- fluenciam o atrito e desgaste. A vida útil em serviço depende muito da exatidão da mon- tagem, por exemplo, alinhamento exato e limpeza de quaisquer superfícies sujeitas à falha do componente (SUSKI, 2004). Tradicionalmente são aceitos quatro modos de desgaste que estão represen- tados na Figura abaixo: Modo de desgaste Fonte: RUDI et al. (2007, p. 3) O desgaste adesivo ocorre quando a ligação adesiva entre as superfícies é sufi- cientemente forte para resistir ao desliza- mento. Como resultado dessa adesão, uma deformação plástica é causada na região de contato gerando uma trinca que pode se propagar levando à geração de um ter- ceiro corpo e a uma transferência comple- ta de material. No desgaste abrasivo ocorre remoção de material da superfície. Esse desgaste ocorre em função do formato e da dureza dos dois materiais em contato. Quando o desgaste é ocasionado pelo alto número de repetições do movimento ele é chamado de desgaste por fadiga. O desgaste corrosivo ocorre em meios corrosivos, líquidos ou gasosos. Neste tipo de desgaste são formados produtos de re- ação devido às interações químicas e ele- troquímicas. Essas reações são conhecidas como reações triboquímicas e produzem uma intercamada na superfície que depois é removida. Os modos de desgaste podem ocorrer 14 15 através de diversos mecanismos. Os me- canismos de desgaste são descritos pela consideração de mudanças complexas na superfície durante o movimento. Em geral, o desgaste ocorre através de mais de um modo, portanto, a compreensão de cada mecanismo de desgaste em cada modo se torna importante. O diagrama abaixo mos- tra um breve resumo destes mecanismos (Kato, 2001 apud RUDI et al., 2007; SUSKI, 2004). Diagrama dos processos de desgaste em função do ele- mento interfacial e do tipo de movimento das interfaces O desgaste ocorre em função da cine- mática do sistema. Pode variar entre, des- lizamento, rolamento, oscilação, impacto e erosão, dependendo do tipo de interação e do movimento das interfaces. A erosão pode ainda ser classificada pelo estado fí- sico do contracorpo, sólido ou líquido, ou pelo ângulo de ação, alto ou baixo. Os pro- cessos de desgaste também poderão ser classificados quanto ao elemento inter- facial, podendo ser de desgaste de 2-cor- pos ou estar sob ação de partículas sólidas pressionadas entre duas superfícies, por exemplo, poeira em lubrificantes ou mine- rais em rochas sob pressão, caracterizando um desgaste de 3-corpos (Peterson, 1980 apud SUSKI, 2004; RUDI et al., 2007). O pesquisador tem que ter sempre em men- te o tipo de aplicação do material que ele deseja testar para que possa simular as mesmas condições de velocidade, de movi- mento e de carga. Existem diferentes técnicas que podem ser utilizadas para testes de desgaste. Em contraste com outros testes mecânicos, 16 17 não há especificação única de padroniza- ção, mas um número razoável de técnicas aceita em todo o mundo. Em função da falta de padronização existem, quase sempre, diferenças nos procedimentos dos testes, como tamanho e geometria dos corpos de prova, ambiente, etc. Portanto, é muito im- portante o conhecimento das condições de teste para a correta comparação dos resul- tados obtidos. Outro fator que contribui para o eleva- do número de testes é a grande variedade de sistemas de desgaste que ocorrem na prática. Oportunamente, quando técnicas similares são utilizadas, os resultados ob- tidos podem ser comparados, ao menos qualitativamente. Obter-se-á sucesso na comparação de resultados obtidos em laboratório com a indústria somente se os mecanismos do sistema no laboratório e prática forem bas- tante similares (SUSKI, 2004). 3.2 A ferrografia A ferrografia foi descoberta em 1971 por Vernon C. Westcott, um tribologista de Massachusetts, Estados Unidos, e de- senvolvida durante os anos subsequentes com a colaboração do Roderic Bowen e pa- trocínio do Centro de Engenharia Aerona- val Americano e outras entidades, (www. bibvirt.futuro.usp.br). Em 1982, a ferrogra- fia foi liberada para uso civil e trazida para o Brasil em 1988. (BARONI; GOMES, 1995). A ferrometria é uma técnica que conta o número de micropartículas metálicas num dado volume de lubrificante (mede o des- gaste que envolve a perda de massa), mas são necessárias técnicas mais complicadas para detectar microfissuras de fadiga e transformações estruturais dos materiais (ultravioletas e líquidos penetrantes, ul- trassons ou raios-X, por exemplo). Segundo Schio (2011), a ferrografia é uma técnica laboratorial de manutenção preditiva para o monitoramento e diagno- se de condições dos componentes das má- quinas (embora existam inúmeras outras aplicações, como desenvolvimento de ma- teriais e lubrificantes). A partir da quantifi- cação e análise da formação das partículas de desgaste (limalhas), encontradas em amostras de lubrificantes, determinam-se: tipos de desgaste, contaminantes, desem- penho do lubrificante, etc. Há dois níveis de análise ferrográfica. Uma quantitativa que consiste numa téc- nica de avaliação das condições de desgas- te dos componentes de uma máquina por meio da quantificação das partículas em suspensão no lubrificante, e uma analítica que utiliza a observação das partículas em suspensão no lubrificante (CUNHA, 2005). O conceito básico consiste na análise de particulados e propriedade de fluídos e óleos hidráulicos, visando a determinação de sua qualidade para atendimento das es- pecificações do seu meio ambiente funcio- nal (equipamento). São princípios básicos da ferrogra- fia: toda máquina se desgasta; o desgaste gera partículas; o tamanho e a quantidade das partícu- las indicam a severidade do desgaste; a morfologia e o acabamento super- ficial das partículas indicam o tipo de des- gaste (ALMEIDA, 2006). 16 17 3.3 O processo e tipos de análise da ferrografia A amostragem é feita com a máquina em funcionamento ou momentos após a sua parada, de forma a ser evitada a pre- cipitação das partículas (ALMEIDA, 2006). O ponto de coleta deve estar localizado o mais próximo possível da fonte de ge- ração de partículas. No caso de sistemas circulatórios, uma válvula na tubulação de retorno do óleo é o ponto ideal. Quando inacessível, drenos em reservatórios ou amostragem por meio de bombas de cole- ta são alternativas válidas. O maior cuida- do está em se evitar pontos após filtros ou regiões onde não ocorra homogeneização. Enviadas ao laboratório, as amostras serão analisadas pelo dois tipos de exames fala- dos anteriormente. 3.3.1 Exame Analítico (AN) Permite a observação visual das partí- culas para que sejam identificados os tipos de desgaste presentes (ALMEIDA, 2006). Sobre uma lâmina de vidro (ferrograma) bombeia-se lentamente a amostra. As par- tículas são depositadas e, posteriormente, examinadas com o auxílio de um microscó- pio ótico especial (ferroscópio). O ferrograma possui 25 x 60 x 0,7 mm. Montado no ferrógrafo analítico (abaixo) sofre a ação de um campo magnético cuja distribuição das linhas de força não é uni- forme, mas de intensidade menor na en- trada do fluxo e, num gradiente crescente, tem sua intensidade máxima na saída. Fonte: Almeida (2006, p. 140). 18 19 Dessa forma, à medida que a amostra flui por sobre a lâmina, as partículas ferromag- néticas de maior tamanho são depositadas logo na entrada. Avançando-se no ferrogra- ma, encontramos as partículas de tamanhos menores. Na saída, observamos as partícu- las de até 0,1 μm. Essas partículas são iden- tificadas pela forma com que se alinham, seguindo a direção das linhas de força do campo magnético. As partículas paramagnéticas ou não magnéticas (ligas de cobre, alumínio, prata,chumbo, etc. e contaminantes como areia, borracha, fibras de pano, papel etc.) deposi- tam-se de forma aleatória. São encontradas ao longo de todo ferrograma. Ao final do bombeamento da amostra, circula-se um solvente especial, isento de partículas, que “lava” o ferrograma, levando consigo o lubrificante. Até 98% das partícu- las presentes na amostra permanecem reti- das na lâmina. Após a secagem, o ferrograma está pronto para ser examinado no ferroscó- pio. Todo material utilizado na ferrografia é descartável. Um ferrograma, com cuidados especiais, pode ser armazenado por até 4 anos. Cada tipo de desgaste pode ser identi- ficado pelas diferentes formas que as partí- culas adquirem ao serem geradas. O desgaste mais comum é a Esfoliação. São partículas geralmente de 5 μm, poden- do atingir 15 μm. Sua forma lembra flocos de aveia. A Esfoliação é gerada sem a necessi- dade de contato metálico, mas apenas pela transmissão de força tangencial entre uma peça e outra por meio do filme lubrificante. A quantidade e o tamanho dessas partículas aumentarão caso a espessura do filme seja reduzida devido à sobrecarga, diminuição da viscosidade do óleo, diminuição da velocida- de da máquina, etc. Outro desgaste bastante comum é a Abra- são. Gera partículas assemelhadas a cavacos de torno com dimensões de 2 a centenas de mícron. A principal causa para esse tipo de desgaste é a contaminação por areia. Os pequenos grãos de areia ingeridos pela má- quina se incrustam, por exemplo, num man- cal de metal patente e o canto vivo exposto “usina” o eixo que está girando, tal qual um torno mecânico. De forma geral, considera-se como indí- cio de problema partículas maiores que 15 μm. Os vários tipos de partículas observadas pela ferrografia recebem nomes que repre- sentam ora o tipo do desgaste (Esfoliação, Abrasão, Corrosão, etc.), ora sua forma (La- minares, Esferas, etc.) ou ainda a natureza (Óxidos, Polímeros, Contaminantes Orgâni- cos, etc.). Existem regras bem definidas para a re- presentação da taxa de incidência de cada tipo de partícula num ferrograma. A repre- sentação da análise é feita de forma gráfica, onde barras horizontais indicam a incidência. 3.3.2 Exame Quantitativo (DR) Segundo Almeida (2006), a Ferrografia Quantitativa, ou ferrografia de leitura dire- ta (Direct Reading = DR) utiliza os mesmos princípios da ferrografia analítica. A diferen- ça está no formato do corpo de prova e no método de leitura. O corpo de prova (conjunto tubo precipita- dor) é formado por uma mangueira de PTFE, um tubo de vidro e uma mangueira de dre- nagem. O tubo de vidro é instalado sobre o campo magnético especial, da mesma forma 18 19 que o ferrograma. Duas regiões deste tubo são iluminadas de baixo para cima por uma fonte de luz controlada. A sombra formada pelas partículas que se depositam no tubo é observada por fotocélulas ligadas ao circuito micro processado. Assim como no ferrograma, as partículas se precipitam de forma ordenada por tama- nho. O tubo precipitador é divido em duas regiões onde se encontram as partículas maiores que 5 μm, chamadas Grandes (Large = L) e menores ou iguais a 5 μm, chamadas Pequenas (Small = S). Fonte: Almeida (2006, p. 142). A unidade utilizada na ferrografia quanti- tativa é exclusiva e arbitrada. Para 50% da área do tubo coberta por partículas foi arbi- trado o número 100, adimensional. A leitura fornecida pelo instrumento é diretamente proporcional à concentração de partículas da amostra. O manuseio dos valores de L e S per- mite várias interpretações, tais como: L+S = concentração total de partículas PLP = (L-S)/(L+S)*100 = modo de desgas- te IS = (L2 - S2)/diluição2 = índice de severi- dade Assim como em outras técnicas de Manu- tenção Preditiva, os primeiros exames são utilizados na determinação da referência da máquina (base-line). Para cada tipo de máquina estabelecem- -se diferentes periodicidades nos exames quantitativos (DR) e analíticos (AN). A título de exemplo, temos: a) DR a cada 30 dias. b) AN a cada 90 dias ou quando algo anor- mal é apontado pelo DR. c) Nas duas primeiras amostras efetuam- -se DR + AN para determinação da base-line (ALMEIDA, 2006). Vale guardar... A Ferrografia consiste na determinação da severidade, modo e tipos de desgaste em máquinas, por meio da identificação da morfologia, acabamento superficial, colora- ção, natureza e tamanho das partículas en- contradas em amostras de óleos ou graxas lubrificantes, de qualquer viscosidade, con- sistência e opacidade. 20 2120 UNIDADE 4 - Termografia A técnica que possibilita a medição de temperaturas ou observação de padrões diferenciais de distribuição de calor, por meio da medição da radiação infraverme- lha, naturalmente emitida pelos corpos, apresentando imagens térmicas (termo- gramas) dos componentes, equipamen- tos ou processos denomina-se Termo- grafia. É amplamente utilizada na mecânica e elétrica, pois apresenta diversas vanta- gens, como: baixo custo; alto rendimen- to, com a medição de grandes áreas em pouco tempo; segurança, pois não há ne- cessidade de contato físico com os equi- pamentos. A utilização da termografia, um ensaio não destrutivo que tem seu princípio na leitura térmica, através da radiação in- fravermelha emitida pelos objetos, está fundamentado no método preditivo de manutenção, com propósito de aumen- tar a confiabilidade dos equipamentos, ou seja, o equipamento estar disponível para executar determinado trabalho, mantendo suas funções continuamente quando este for solicitado. Considerando que toda quebra em equipamentos pro- vocada por disfunção em componentes, apresenta anteriormente um sintoma de falha, detectar a alteração da temperatu- ra normal de operação dos componentes elétricos, tem sido uma prática bastante utilizada pelas indústrias, e a aplicação da termografia é utilizada como método para monitorar a temperatura dos com- ponentes, evitando aquecimento exces- sivo e possíveis falhas (PALUCHOWSKI et al., 2011). O conceito básico consiste na análise pela visão humana do expectro infra- vermelho, chamadas de termogramas. O Infravermelho é uma frequência ele- tromagnética, naturalmente emitida por qualquer corpo com intensidade propor- cional a sua temperatura. Dentre as utilidades da termogra- fia, elencam-se: análise de quaisquer circuitos ele- troeletrônicos; quadros de energias, estações, su- bestações; cabines de entradas de energia; instalações elétricas; no breaks; pontes rolantes, escadas rolantes, elevadores, etc. Santos (2006, p.19) faz um breve co- mentário sobre a evolução, principal- mente dos equipamentos termovisores, salientando a importância dos estudos realizados nesta área: A Termografia infravermelha, tal como é conhecida hoje, com Termovisores por- táteis capazes de detectar e converter, em tempo real, a radiação infraverme- lha em imagens visíveis e com a possi- bilidade de medição de temperatura, só foi possível devido a diversos estudos e descobertas, das quais alguns dos mais importantes, a partir da descoberta da radiação infravermelha. 20 2121 A termografia, ou a geração de ima- gens térmicas, pode ser utilizada em aplicações, tais como a inspeção de equi- pamentos elétricos, de processos e no diagnóstico de construções. Os equi- pamentos elétricos incluem motores, equipamentos de distribuição, quadros de comando, subestações, entre outros. Equipamentos de processo incluem equi- pamentos de montagem e manufatura automatizados. Os diagnósticos de cons- trução incluem a verificação de umidade em telhados e inspeções de vazamento de ar e detecção de umidade no isola- mento de prédios. Dentre essas aplica- ções, são mais comumente utilizadospara inspecionar a integridade de siste- mas elétricos (FLUKE, 2009). 4.1 Aplicações elétricas Dentro da prática termográfica, os componentes que envolvam eletricidade tem a maior aplicação, nos quais se ins- peciona aquecimento em acionamentos, aquecimento em bornes, aquecimento em componentes elétricos, quadros de comando até subestações de energia. Em eletricidade e eletrônica, a monito- rização constante e a detecção precoce de alterações na temperatura de um de- terminado componente permitem a pre- venção de falhas de maquinaria e conse- quentes perdas de produtividade, além de resultar em redução significativa nos custos com manutenção corretiva por fa- lhas indesejadas de máquinas, por conta de defeitos em componentes elétricos que as integram (AFONSO, 2010; FLUKE, 2009). Seguindo esse mesmo pensamen- to, em 1972, foi implantado a prática da termografia em Furnas Centrais Elétri- cas, uma distribuidora de energia, onde a manutenção preditiva em todas as su- bestações da empresa, tem como foco principal a prática termográfica, apre- sentando ótimos resultados, dentre eles uma maior confiabilidade do sistema de distribuição de energia, detectando pro- blemas em seu estágio inicial, evitando desta forma paradas indesejadas e, con- sequentemente, maior produtividade e operacionalidade de seus sistemas de distribuição de energia (ARAÚJO; BARBO- SA; SINISCALCHI, 2008). O trabalho de Brice apud Santos (2006, p.23), traz um exemplo prático de aplica- ção em subestação de energia elétrica, no qual cita que um lado importante da operação de subestações de alta tensão é a manu- tenção preventiva de equipamentos elétricos energizados. Os problemas nesses equipamentos geralmente aparecem como pontos quentes de- vido a sobrecargas térmicas locais ou mau contato. Em trabalho de Brito, Alves e Filho (2011), é abordado um programa de ma- nutenção preditiva em aproximadamente 500 painéis elétricos, utilizando a prática da análise termográfica, com o objetivo de introduzir uma variável que indique a importância da falha no contexto do sistema. Citam que torna-se necessário incluir na classificação do aquecimento o parâmetro de “Criticidade” dos compo- nentes dos painéis elétricos, que segun- do eles se classifica em três classes: Classe 1: quando sua falha afeta o fornecimento de energia de toda a uni- 22 23 dade e paradas de custo muito elevado. Classe 2: quando sua falha causa pa- radas à produção, porém restritas a uma parte da unidade. Classe 3: quando sua falha pode ser facilmente contornada através de mano- bras ou redundâncias, sem interromper a produção. Ainda, esses mesmos autores de- monstraram a importância e a eficiência da análise termográfica, na qual, com a implantação deste programa, torna-se possível minimizar os custos de manu- tenção elétrica e maximizar a disponibili- dade dos painéis de comando elétrico as- sistidos, evitando-se falhas prematuras e paradas indesejáveis da produção por falhas em componentes que integram os painéis elétricos (BRITO; ALVES; FILHO, 2011). 4.2 Aplicações mecânicas As inspeções eletromecânicas e me- cânicas abrangem uma grande variedade de equipamentos. A geração de imagens térmicas provou ser inestimável para a inspeção de equipamentos, tais como motores e equipamentos giratórios. A maior parte dessas aplicações é qualita- tiva, a imagem térmica atual é normal- mente comparada com a anterior e, con- sequentemente, feito comparações para se detectar quais as partes do motor que estão gerando um aumento da tempera- tura, e as possíveis causas de isso estar acontecendo. Motores são inspecionados termicamente porque são muito suscetí- veis a falhas relacionadas ao calor. Captar imagens térmicas de um motor ao longo do tempo pode ser de grande valor, pois pode revelar, se um motor está entupido com poeira, que tenha falta de fase, que esteja desalinhado ou desbalanceado, ou até mesmo se seus rolamentos estão danificados, evitando com essas análi- ses a queima desse motor ou a parada de algum processo por conta disso (FLUKE, 2009). Além de inspeções termográficas em equipamentos mecânicos e elétricos, também existe uma ampla utilização em demais processos. Um exemplo é no diagnóstico de construções que pode-se utilizar o termovisor para inspeção de umidade em telhados, no qual, através da diferença de temperatura se compa- rada a outros pontos do telhado, pode-se verificar vazamentos de água e demais danos nas estruturas causados por infil- trações (FLUKE, 2009). São vantagens de uma inspeção termográfica: excelente custo/ benefício – o cus- to de uma inspeção termográfica em re- lação à economia que ela proporciona é imensurável, pois um bom programa pre- ventivo de inspeções periódicas e inter- venções adequadas elimina a ocorrência de falhas imprevistas e paradas não pro- gramadas. Além de minimizar a ocorrên- cia de prejuízos materiais e até humanos; sem interrupção do processo pro- dutivo – para apresentação de melhores resultados, as inspeções devem ser reali- zadas nos períodos de plena atividade ou carga; segurança – as inspeções são reali- zadas a distâncias seguras, sem necessi- dade de contato físico entre a instalação e o inspetor, e permite maior segurança na estocagem de produtos; 22 23 rapidez – a inspeção termográfica é realizada com equipamentos portáteis, tornando-se um processo rápido e de alto rendimento. Em função de resulta- dos instantâneos, possibilita a interven- ção imediata, caso necessário; aumento da confiabilidade – há uma maior confiança no sistema de tra- balho, reduzindo-se, assim, os itens em almoxarifado (SOUZA; PIRES; ALVES, 2010). Vale guardar... A análise termográfica, sendo um pro- cesso não destrutivo e que é realizado com o funcionamento da máquina com carga total, pode identificar o defeito logo em seu início, com a antecedência necessária que possibilite o planejamen- to da parada do sistema e um reparo sim- ples e de baixo custo (SANTOS, 2009). 24 2524 UNIDADE 5 - Ultrassom Souza (2011) explica didaticamente que ultrassom corresponde a um som com fre- quência de onda superior aos 20 KHz, e tem algumas aplicações, como a ultrassonogra- fia, o ultrassom terapêutico e focando nosso curso, funciona como um Ensaio Não Des- trutivo (END) (uma das técnicas utilizadas na inspeção de materiais e equipamentos sem danificá-los, sendo executados nas etapas de fabricação, construção, montagem e ma- nutenção). No meio científico, utiliza-se a palavra frequência para especificar uma grandeza física. Assim como no cotidiano, a frequên- cia simboliza a quantidade de determinados eventos que ocorrem em um intervalo de tempo. No caso particular das ondas, a pala- vra frequência caracteriza o número de osci- lações de uma onda por um período de tem- po. Ela é medida em Hertz, ou seja, número de eventos por segundo, em homenagem ao físico alemão Heinrich Hertz. Há três tipos de ondas: mecânicas, eletro- magnéticas e de matéria. As ondas mecâni- cas dependem de um meio para se propagar, enquanto as eletromagnéticas não. Já as ondas de matéria representam o compor- tamento de pequenas partículas, como elé- trons e prótons. Um exemplo de onda mecânica é o som (vibrações que tem como meio o ar). O som ouvido pelos seres humanos varia entre as faixas de frequência 20 Hz à 20 KHz, portan- to, os sons que ultrapassam ou são inferiores a tais faixas, não conseguem ser percebidos pelo homem. Dentre tais sons, há o chamado ultrassom (SOUZA, 2011). Voltando aos END, eles constituem uma das principais ferramentas do controle da qualidade de materiais e produtos, contri- buindo para garantir a qualidade, reduzir os custos e aumentar a confiabilidadeda inspe- ção. São largamente utilizadas nos setores pe- tróleo/petroquímico, químico, aeronáutico, aeroespacial, siderúrgico, naval, eletrome- cânico, papel e celulose, entre outros. Con- tribuem para a qualidade dos bens e servi- ços, redução de custo, preservação da vida e do meio ambiente, sendo fator de compe- titividade para as empresas que os utilizam (ABENDE) Os END incluem métodos capazes de pro- porcionar informações a respeito do teor de defeitos de um determinado produto, das características tecnológicas de um material, ou ainda, da monitoração da degradação em serviço de componentes, equipamentos e estruturas. Dentre os métodos mais usuais de END, além do ultrassom, podemos citar o ensaio visual, líquido penetrante, partículas magné- ticas, radiografia (Raios X e Gama), correntes parasitas, análise de vibrações, termografia, emissão acústica, estanqueidade e análise de deformações. 5.1 Fundamentos e princí- pios do ultrassom Os sons produzidos em um ambiente qualquer refletem-se ou reverberam nas pa- redes que constituem o ambiente, podendo ainda ser transmitidos a outros ambientes. Este fenômeno constitui o fundamento do ensaio por ultrassom de materiais. 24 2525 Assim como uma onda sonora reflete ao incidir num anteparo qualquer, a vibração ou onda ultrassônica também reflete quando percorre um meio elástico; do mesmo modo, a vibração ou onda ultrassônica refletirá ao incidir numa descontinuidade ou falha in- terna de um meio considerado. Através de aparelhos especiais, é possível detectar as reflexões provenientes do interior da peça examinada, localizando e interpretando as descontinuidades. O teste ultrassônico de materiais é feito com o uso de ondas mecânicas ou acústicas colocadas no meio em inspeção, ao contrá- rio da técnica radiográfica, que usa ondas eletromagnéticas. O ensaio por ultrassom caracteriza-se por ser um método não des- trutivo com o objetivo de detectar desconti- nuidades internas, presentes nos mais varia- dos tipos ou formas de materiais ferrosos ou não ferrosos. As descontinuidades são caracterizadas pelo próprio processo de fabricação da peça ou por componentes, como por exemplo, bolhas de gás em fundidos, dupla laminação em laminados, microtrincas em forjados, es- córias em uniões soldadas e muitos outros. Portanto, o exame ultrassônico, assim como todo exame não destrutivo, visa a diminuir o grau de incerteza na utilização de materiais ou peças de responsabilidade. Um pulso ultrassônico é gerado e transmi- tido através de um transdutor especial, en- costado ou acoplado ao material. Os pulsos ultrassônicos refletidos por uma desconti- nuidade, ou pela superfície oposta da peça, são captados pelo transdutor, convertidos em sinais eletrônicos e mostrados na tela LCD ou em um tubo de raios catódicos (TRC) do aparelho. Os ultrassons são ondas acústi- cas com frequências acima do limite audível. Normalmente, as frequências ultrassônicas situam-se na faixa de 0,5 a 25 MHz. Geralmente, as dimensões reais de um defeito interno podem ser estimadas com uma razoável precisão, fornecendo meios para que a peça ou componente em questão possa ser aceito, ou rejeitado, baseando-se em critérios de aceitação da certa norma aplicável. Utiliza-se ultrassom também para medir espessura e determinar corrosão com extrema facilidade e precisão (INSPECON, 2010). Aparelho de ultrassom industrial Os princípios físicos que regem o ensaio por ultrassom são a dispersão, a absorção, a atenuação sônica e a divergência do feixe sônico. a) Dispersão – a dispersão do feixe sô- nico deve-se ao fato de a matéria não ser totalmente homogênea e conter interfaces naturais de sua própria estrutura ou que são provocadas pelo processo de fabricação. 26 27 Como exemplo citam-se os fundidos, que apresentam grãos de grafite e ferrita com propriedades elásticas distintas. A mudança das características elásticas de ponto num mesmo material é chamada anisotropia, que é mais significativa quando o tamanho do grão é de 1/10 do comprimento de onda. b) Absorção – absorção é a energia ce- dida pela onda para que cada partícula do meio execute um movimento de oscilação, transmitindo vibração às outras partículas do próprio meio; esse fenômeno ocorre sem- pre que uma vibração acústica percorre um meio elástico. c) Atenuação sônica – a onda sônica, ao percorrer um material qualquer, sofre em sua trajetória efeitos de dispersão e absor- ção que resultam na redução da sua energia. Os resultados dos efeitos de dispersão e ab- sorção, quando somados, resultam na ate- nuação sônica. Na prática, esse fenômeno pode ser vi- sualizado na tela do aparelho de ultrassom, quando se observam vários ecos de reflexão de fundo provenientes de uma peça com su- perfícies paralelas. As alturas dos ecos dimi- nuem com a distância percorrida pela onda. A atenuação sônica é importante quan- do se inspecionam peças em que este fator pode inviabilizar o ensaio. Soldas em aços inoxidáveis austeníticos e peças forjadas em aços inoxidáveis são exemplos clássicos des- ta dificuldade. O controle e avaliação da ate- nuação nestes casos é razão para justificar procedimentos de ensaio especiais. Alguns valores de atenuação podem ser encontra- dos num quadro extraído do livro de Krau- tkramer “Ultrasonic Testing of Materials”. d) Divergência do feixe sônico – a divergência é um fenômeno físico respon- sável pela perda de parte da intensidade ou energia da onda sônica; a divergência se pronuncia à medida que a fonte emissora é afastada das vibrações acústicas. Tal fenô- meno pode ser observado ao detectar um defeito pequeno com o feixe ultrassônico central do transdutor; nesta condição, a am- plitude do eco na tela do aparelho é máxima. No entanto, quando o transdutor é afastado lateralmente ao defeito, a amplitude dimi- nui, indicando uma queda na sensibilidade de detecção do mesmo defeito. A diferença de sensibilidade ou altura do eco de reflexão entre a detecção do defeito com o feixe ul- trassônico central e a detecção do mesmo defeito com a borda do feixe ultrassônico é considerável. 5.2 Aplicações do ultrassom É largo o campo de aplicação do utrassom ou área de abrangência, indo de transfor- madores, passando por painéis, motores, geradores, cabos e terminações; isoladores; barramentos; barramentos blindados; relés; disjuntores; muflas/ terminações; caixas de passagem; outros equipamentos elétricos. As aplicações deste ensaio não destrutivo são inúmeras: soldas, laminados, forjados, fundidos, ferrosos e não ferrosos, ligas me- tálicas, vidro, borracha, materiais compos- tos, tudo permite ser analisado por ultras- som. Indústria de base (usinas siderúrgicas) e de transformação (mecânicas pesadas), indústria automobilística, transporte maríti- mo, ferroviário, rodoviário, aéreo e aeroes- pacial: todos utilizam ultrassom. Mesmo em hospitais, a primeira imagem de um feto hu- mano é obtida por ultrassom. Modernamen- te, o ultrassom é utilizado na manutenção industrial, na detecção preventiva de vaza- mentos de líquidos ou gases, falhas opera- cionais em sistemas elétricos (efeito corona), 26 27 vibrações em mancais e rolamentos, etc. O ensaio ultrassônico é, sem sombra de dúvi- das, o método não destrutivo mais utilizado e o que apresenta o maior crescimento para a detecção de descontinuidades internas nos materiais (INSPECON, 2010). Três problemas básicos que podem ser detectados pelo equipamento de ul- trassom seriam: o arco elétrico – que ocorre toda vez que existe uma disrupção do ar, seguido de passagem de corrente. A maior parte das fal- tas em sistemas elétricos industriais ocorre por falha de isolação, ou seja, através de arco; corona – ocorre quando a tensãoem um condutor elétrico excede o gradiente de potencial do ar que circunda este condutor e começa a ionizá-lo e formar uma nuvem azul ou púrpura ao redor; descargas Elétricas (embrionárias – descargas parciais) – conhecidas como “baby arcing” (arco embrionário), ocorre quando há perda de isolação e esta perda de isolação estabelece um caminho para cor- rentes (descargas) elétricas de baixa inten- sidade que não podem ser identificadas por dispositivos de proteção convencionais (EN- GEPOWER, 2009). Ferramenta indispensável para garantia da qualidade de peças de grandes espessu- ras, com geometria complexa de juntas sol- dadas e chapas, essa técnica é aplicada na indústria moderna, principalmente nas áre- as de caldeiraria e estruturas marítimas. Na maioria dos casos, os ensaios são aplicados em aços carbono e em menor porcentagem nos aços inoxidáveis, bem como materiais não ferrosos podem ser examinados por ultrassom, mas requerem procedimentos especiais, existindo vantagens e desvanta- gens, a saber: Vantagens - Alta sensibilidade na detectabilidade de pequenas descontinuidades internas, como trincas devido a tratamento térmico, fissuras e outros de difícil detecção por ensaio de radiações penetrantes (radiografia ou gamagrafia). - Para interpretação das indicações, o ensaio por ultrassom dispensa processos intermediários, agilizando a inspeção. No caso de radiografia ou gamagrafia, existe a necessidade do processo de revelação do filme, que, via de regra, demanda tempo para o informe de resultados. - Ao contrário dos ensaios por radiações penetrantes, o ensaio por ultrassom não requer planos especiais de segurança ou quaisquer acessórios para sua aplicação. - A localização, a avaliação do tamanho e a interpretação das descontinuidades encontradas são fatores intrínsecos ao exame ultrassônico, enquanto que outros exames não definem tais fatores. Por exemplo, um defeito mostrado num filme radiográfico define o tamanho do defeito mas não sua profundidade e em muitos casos este é um fator importante para proceder a um reparo. 28 29 5.3 Componentes e funcio- namento de um ultrassom Basicamente, o aparelho de ultrassom contém circuitos eletrônicos especiais, que permitem transmitir ao cristal pie- zelétrico, através do cabo coaxial, uma série de pulsos elétricos controlados, que são transformados pelo cristal em ondas ultrassônicas. Da mesma forma, sinais captados no cristal são mostra- dos na tela do tubo de raios catódicos em forma de pulsos luminosos denominados ecos, que podem ser regulados tanto na amplitude quanto na posição na tela gra- duada. Os ecos constituem o registro das descontinuidades encontradas no inte- rior do material. Em geral, os fabricantes oferecem vá- rios modelos de aparelhos com maiores ou menores recursos técnicos; entre- tanto, alguns controles e funções bási- cas devem existir para que sua utilização seja possível. Esses controles são refe- rentes a escolha da função, potência de emissão, ganho, escala e velocidade de propagação. Todo aparelho possui entradas de co- nectores dos tipos BNC (aparelhos de procedência norte-americana) ou Lemo (aparelhos de procedência alemã), para permitir transdutores dos tipos mono- cristal e duplo-cristal. A potência de emissão está diretamen- te relacionada à amplitude de oscilação do cristal ou tamanho do sinal transmi- tido. Em geral, os aparelhos apresentam níveis de potência controláveis por uma chave seletora com posições em número de 2 até 5. O ganho está relacionado com a ampli- tude do sinal na tela ou amplificação do sinal recebido pelo cristal. Os aparelhos apresentam um ajuste fino e um grossei- ro, calibrados em decibéis, num mesmo botão de controle ou separadamente. As graduações na tela do aparelho po- dem ser modificadas, conforme a neces- Desvantagens - Apresenta algumas desvantagens, como a exigência de grande conhecimento teórico e experiência por parte do inspetor, além do preparo da superfície; o re- gistro permanente do teste não é facilmente obtido; faixas de espessuras muito finas constituem uma dificuldade para aplicação do método; em alguns casos de inspeção de solda existe a necessidade da remoção total do reforço da solda, o que demanda tempo de fábrica. - O ensaio por ultrassom de materiais com ondas superficiais é aplicado com seve- ras restrições, pois somente são observados defeitos de superfície; para detectar este tipo de descontinuidade, existem ensaios não destrutivos mais simples, como os ensaios por líquidos penetrantes e por partículas magnéticas, que em geral são de custo e complexidade inferiores aos do ensaio por ultrassom. 28 29 sidade, por meio do controle de escala calibrada em faixas fixas com variações de 10, 50, 250 e 1.000mm. Quando a velocidade de propagação é alterada no aparelho, nota-se claramen- te que o eco de reflexão produzido por uma interface muda de posição na tela do osciloscópio, permanecendo o eco original em sua posição inicial. O apare- lho de ultrassom é basicamente ajustado para medir o tempo de percurso do som na peça ensaiada por meio da relação S = v x t, onde o espaço percorrido S é pro- porcional ao tempo t e à velocidade de propagação v. A unidade de medida do material tam- bém pode ser ajustada em centímetros, metros, etc. Dependendo do modelo e do fabricante do aparelho, pode existir um controle específico da velocidade ou, na maioria dos casos, um controle que tra- balha junto com o da escala do aparelho. Nesse caso, existe uma graduação de ve- locidade em metros por segundo em re- lação aos diferentes materiais de ensaio por ultrassom. Os componentes principais do equipa- mento de ultrassom são os cristais e os transdutores. Cristais são materiais que apresen- tam o efeito piezelétrico responsável por transformar a energia elétrica alternada em oscilação mecânica e a energia mecâ- nica em elétrica. Os cristais são monta- dos sobre uma base que funciona como suporte ou bloco amortecedor. Tipos de cristais são quartzo, sulfato de lítio, tita- nato de bário e metaniobato de chumbo. O transdutor, também chamado de cabeçote, é formado pelos cristais, pe- los eletrodos e pela carcaça externa. Um transdutor emite um impulso ultrassôni- co que atravessa o material e reflete nas interfaces, originando o eco. O eco retor- na ao transdutor e gera o sinal elétrico correspondente. O transdutor pode ser classifica- do em três tipos: normal ou reto, angular e duplo-cristal: a) O transdutor normal ou reto é o chamado cabeçote monocristal gerador de ondas longitudinais perpendiculares à superfície de acoplamento. É construí- do a partir de um cristal piezelétrico com uma das faces colada num bloco rígido denominado amortecedor e outra face protegida por uma membrana de borra- cha ou por uma resina especial. O bloco amortecedor serve de apoio para o cris- tal e absorve as ondas emitidas pela face colada a ele. A face de contato do trans- dutor com a peça deve ser protegida con- tra desgaste mecânico por meio de mem- branas de borracha finas e resistentes ou camadas fixas de epóxi enriquecido com óxido de alumínio. Em geral, os transdu- tores normais são circulares, com diâme- tro de 5 a 24 mm, com frequência de 0,5, 1, 2, 2,5, 4,5 e 6 MHz. Outros diâmetros e frequências existem, porém para aplica- ções especiais. b) O transdutor angular é assim chamado em razão de o cristal formar um determinado ângulo em relação à su- perfície do material. O ângulo é obtido pela inserção de uma cunha de plástico entre o cristal piezelétrico e a superfí- cie. A cunha pode ser fixa, sendo então englobada pela carcaça, ou intercambi- ável; neste último caso, um transdutor normal é preso com parafusos que fixam 30 31 a cunha à carcaça. Umavez que a práti- ca é trabalhar com diversos ângulos (35, 45, 60, 70 e 80 graus), a solução de um único transdutor com várias cunhas é mais econômica; no entanto, é necessá- rio maior cuidado no manuseio. O ângulo nominal, sob o qual o feixe ultrassônico penetra no material, vale somente para inspeção de peças de aço; se o material for outro, determina-se o ângulo real de penetração por meio de blocos de cali- bração feitos desse mesmo material. A mudança do ângulo deve-se à mudança de velocidade no meio. O cristal piezelé- trico somente recebe ondas ou impulsos ultrassônicos que penetram na cunha na direção paralela à de emissão, em senti- do contrário. A cunha de plástico funcio- na como amortecedor para o cristal pie- zelétrico após a emissão dos impulsos. O transdutor angular apresenta sapatas de acrílico feitas para proporcionar ângulos de transmissão bem definidos. Entretan- to, o uso contínuo e o consequente des- gaste das sapatas poderão alterar o de- sempenho do transdutor. Esse problema pode ser agravado quando a pressão do dedo do operador incidir sobre as bordas do transdutor, fazendo com que o des- gaste ocorra de modo irregular e alteran- do significativamente o ângulo nominal. c) O transdutor duplo-cristal é o mais indicado e largamente utilizado nos procedimentos de medição de espessu- ra por ultrassom. Apresenta dois cristais incorporados na mesma carcaça, leve- mente inclinados em relação à superfície de contato e separados por um material acústico isolante. Cada um deles funcio- na somente como emissor ou somente como receptor, sendo indiferente qual deles exerce cada uma das funções. Os cristais são conectados ao aparelho de ultrassom por um cabo duplo; o aparelho deve ser ajustado para trabalhar com dois cristais. Os cristais são montados sobre blocos feitos de plástico especial de bai- xa atenuação. Devido a essa inclinação, os transdutores duplos não podem ser usados para qualquer profundidade, pois fora da zona de inclinação a sensibilidade se reduz. Possuem sempre uma faixa de inspeção ótima, que deve ser observada. Em certos casos, os transdutores duplos são utilizados com focalização, isto é, o feixe é concentrado em uma determina- da zona do material para a qual se deseja máxima sensibilidade. Existem problemas de inspeção que não podem ser resolvidos nem com trans- dutores retos nem com angulares. Quan- do se trata de inspecionar ou medir ma- teriais de reduzida espessura, ou quando se deseja detectar descontinuidades logo abaixo da superfície do material, a zona morta existente na tela do apare- lho impede uma resposta clara. O cristal piezelétrico recebe uma resposta num espaço de tempo curto após a emissão, e suas vibrações não são amortecidas su- ficientemente. Neste caso, somente um transdutor duplo-cristal, capaz de sepa- rar a emissão da recepção pode ajudar. De todo modo, para realizar a inspe- ção, o transdutor deve ser acoplado à peça; quando isso é feito, estabelece- -se uma camada de ar entre a sapata do transdutor e a superfície da peça. Esta camada ar impede que as vibrações me- cânicas produzidas pelo transdutor se propaguem para a peça em razão das ca- racterísticas acústicas (impedância acús- tica) muito diferentes das do material a 30 31 inspecionar. Por esta razão, deve-se usar um líquido que estabeleça uma redução desta diferença e permita a passagem das vibrações para a peça. Esse líquido, denominado líquido acoplante, é escolhi- do em função do acabamento superficial da peça, de condições técnicas e tipo da peça (INFOSOLDA, 2013; SENAI, 1997). Guarde... As aplicações deste ensaio – ultras- som – são inúmeras: soldas, laminados, forjados, fundidos, ferrosos e não ferro- sos, ligas metálicas, vidro, borracha, ma- teriais compostos, tudo permite ser ana- lisado por ultrassom. Na manutenção, é aplicado na detecção de vazamentos de líquidos ou gases, falhas operacionais em sistemas elétricos, vibrações em mancais e rolamentos. 32 3332 UNIDADE 6 - Espectrografia Também conhecida como Análise Espec- trográfica, essa técnica, embora preditiva, é aplicada ao seguimento veicular, isto é, quando se deseja monitorar veículos de pas- seio, tratores, caminhos, empilhadeiras, etc. O princípio básico partilhado por todas as técnicas espectroscópicas se resume basica- mente em um feixe de radiação eletromag- nética direcionado para uma determinada amostra e, na sequência, observa-se como a amostra se comporta a um determinado es- tímulo. A resposta obtida normalmente é re- gistrada como uma função do comprimento de onda da radiação, em função do compri- mento de onda, sendo conhecido como um espectro (GUIMARÃES, 2013). De uma maneira geral, as técnicas espec- troscópicas fornecem informações detalha- das sobre os níveis de energia das espécies em estudo, particularmente no caso da es- pectroscopia vibracional, na qual os espec- tros representam a “impressão digital” das moléculas devido à maior riqueza de deta- lhes proporcionada pelos níveis de energia vibracionais (FARIA, 1997). A espectroscopia Raman estuda a inte- ração da radiação eletromagnética com a matéria, sendo um dos seus principais obje- tivos a determinação dos níveis de energia vibracional de átomos ou moléculas. Tam- bém é possível obter informações sobre a estrutura molecular e as ligações químicas presentes. Nas moléculas, a região espectral onde as transições são observadas depende do tipo de níveis envolvidos, eles podem ser eletrônicos, vibracionais ou rotacionais (SIL- VA, 2005). Segundo Pereira (2010), a espectrografia investiga a natureza química de uma subs- tância pelo exame do seu espectro, deno- minado “Espectro de Fraunhofer”, mas há indícios que ela não possui a precisão exigida quando aplicada a partículas maiores da or- dem de 10 micra (0,010 mm), o que também é dito por Medeiros (2010) em estudo que utilizou a espectroscopia Raman para moni- torar a cura de tinta epóxi aplicadas em tan- ques de armazenamento de petróleo. Conforme Medeiros (2010, p. 2), é impor- tante ressaltar que os artigos que utilizam a espectroscopia Raman ao invés de DSC para estudar a cura de resinas termofixas, são muito recentes e sua metodologia de análise ainda se encontra em desenvolvimento. Fitch (2004) é outro autor que colabora com as apreciações acima ao ressaltar que a análise espectrográfica tem sido usada des- de a Segunda Guerra Mundial para estabe- lecer e quantificar a presença de metais de desgaste a aditivos nos óleos lubrificantes e fluidos hidráulicos, mas com ressalvas. Tem havido muitos estudos conflitantes em relação à utilidade e precisão da análise espectrográfica. Os que duvidam dizem que a técnica não pode detectar partículas maio- res do que 10 micra e que não determina dados quantitativos referentes a tamanho e contagem de partículas. Um estudo publi- cado na revista Lubrication Engineering envolvendo mais de 150 amostras de óleo usado coletadas de caixas de engrenagens industriais, compressores, transmissões e sistemas hidráulicos, concluiu que: 1) Altos níveis de contaminação nesses sistemas contribui para níveis maiores de desgaste, aceleram o processo de desgaste 32 3333 e resultam em falha prematura. 2) Quando a análise de metais sozinha (confrontada com monitoramento de con- taminante) indica aumento de desgaste, o processo abrasivo pode ser irreversível e o sistema pode, de fato, estar no ponto de fa- lha total. 3) É interessante notar que os resulta- dos da análise espectroscópica do desgaste de metais não mudaram significativamente (apesar da filtragem altamente melhorada), entretanto, foi obtida uma redução geral no desgaste total depois de vários meses de monitoramento do sistema. Outro estudo ainda mostrouque “a análi- se espectográfica não previu a falha de com- ponentes banhados a óleo da aeronave”. Surpreendentemente, depois de analisar uma amostra de óleo de um gerador elétrico em outro relatório, os resultados especto- gráficos indicaram “sem maiores problemas”. De fato, a amostra foi colhida depois da falha total, um ponto em que níveis exorbitantes de metal de desgaste deveriam ter sido de- tectados (FITCH, 2004). 34 3534 UNIDADE 7 - Hidráulica e Análise de Pressões 7.1 Hidráulica O termo hidráulica derivou-se da raiz grega hidro, que tem o significado de água, por essa razão entendem-se por hidráulica todas as leis e comportamentos relativos à água ou outro fluido, ou seja, hidráulica é o estudo das características e uso dos fluidos sob pressão (SANTOS, 2010). Experiências têm mostrado que a hidráu- lica vem se destacando e ganhando espaço como um meio de transmissão de energia nos mais variados segmentos do mercado. Algumas definições importantes: força – é qualquer influência capaz de produzir uma alteração no movimento de um corpo. Temos como unidade de medida de força o Newton (N); resistência – é a força que pode parar ou retardar o movimento de um corpo. Exem- plos de resistência são: o atrito e a inércia; energia – é uma força que pode causar o movimento de um corpo; lei da conservação de energia – diz que a energia não pode ser criada nem des- truída, embora ela possa passar de uma for- ma à outra. Por exemplo: quando desejamos realizar uma multiplicação de forças, signifi- ca que teremos o pistão maior, movido pelo fluido deslocado pelo pistão menor, sendo que a distância de cada pistão é inversa- mente proporcional às suas áreas. O que se ganha em relação à força tem que ser sacrifi- cado em distância ou velocidade; trabalho – é o movimento de um obje- to através de uma determinada distância; potência – a unidade para medir “potên- cia” é o Nm/s. James Watt, o inventor da má- quina a vapor, quis comparar a quantidade de potência que a sua máquina poderia produzir com a potência produzida por um cavalo. Por métodos experimentais, Watt descobriu que um cavalo poderia erguer 250kgf à altura de 30,5cm em um segundo; fluido hidráulico – é o elemento vital de um sistema hidráulico industrial. Ele é um meio de transmissão de energia, um lubrifi- cante, um vedador e um veículo de transfe- rência de calor (SANTOS, 2010). 7.2 Bombas hidráulicas São máquinas de fluxo, cuja função é for- necer energia para a água, a fim de recalcá-la (elevá-la), através da conversão de energia mecânica de seu rotor proveniente de um motor a combustão ou de um motor elétrico. A característica básica da bomba centrí- fuga ou radial é trabalhar com pequenas va- zões a grandes alturas, com predominância de força centrífuga; são as mais utilizadas atualmente. A Altura manométrica da instalação é de- finida como sendo a altura geométrica (soma das alturas de sucção e recalque) da instala- ção mais as perdas de carga ao longo da tra- jetória do fluxo. Fisicamente, é a quantidade de energia hidráulica que a bomba deverá fornecer à água, para que esta seja recalca- da a uma certa altura, vencendo, inclusive, as perdas de carga, que referem-se à energia perdida pelo fluido no seu deslocamento por alguma tubulação. Essa perda de energia é provocada por atritos entre o fluido e as pa- redes da tubulação, devido a sua rugosidade. 34 3535 Portanto, ao projetar uma estação de bom- beamento, deve-se considerar essa perda de energia. Cavitação, por sua vez, é um fenômeno semelhante à ebulição, que pode ocorrer na água durante um processo de bombeamen- to, provocando estragos, principalmente no rotor e palhetas, e é identificado por ruídos e vibrações. Para evitar tal fenômeno, de- vem-se analisar o NPSH requerido e o NPSH disponível. O NPSH (Net Positive Succion Head) dis- ponível refere-se à “carga energética líqui- da e disponível na instalação” para permitir a sucção do fluido, ou seja, diz respeito às grandezas físicas associadas à instalação e ao fluido. O ideal seria a bomba afogada, pois está sempre cheia com produto a bombear, evi- tando aeração ou cavitação. Para as bombas não afogadas é recomendável afogá-la, por meio de sistemas de enchimento e retenção do produto no interior da bomba e da tubula- ção, evitando assim problemas de funciona- mento, conforme ilustrado abaixo: Dentre os problemas que pode surgir em relação às bombas, Santos (2010) cita os seguintes: gaxeta danificada, causando vazamen- to ou entrada de ar; selos mecânicos com vazamento; rotor entupido (recomenda-se a instala- ção de filtros na entrada da bomba); junta da tampa danificada, provocando a entrada de ar; sando ineficiência; acoplamento folgado no eixo ou com “borrachas ou grades” danificadas; rotor folgado no eixo; chavetas desgastadas; bucha da gaxeta desgastada; eixo torto ou quebrado; rotor em atrito com a tampa, causando barulho e desgaste; bomba girando ao contrário quando desliga (recomenda-se a instalação de vál- vula de retenção no recalque da bomba); rolamento e retentores danificados; 36 37 tampa ou carcaça furada. 7.3 Bombas de engrenagens Bombas de engrenagens são bombas de deslocamento positivo, especificadas para a movimentação de fluidos viscosos que não contenham em si partículas sólidas em suspensão. Não são adequadas para o bom- beamento de água. Também não são apro- priadas para a movimentação de líquidos contaminados por sólidos (exemplos: óleos residuais, ceras industriais com aditivos me- tálicos, pastas contendo talco ou carga mi- neral). Para isso, emprega-se outras famílias de bombas: pneumática, de palhetas, heli- coidais, lóbulos, etc. São defeitos que podem surgir com as bombas de engrenagem: eixo travado quando o mancal é com bu- chas; rolamentos danificados; bomba travada em função de produto solidificado (existem bombas com camisa de vapor para diminuir este problema); acoplamento danificado; falta de pressão (as juntas devem ter a menor espessura possível, diminuindo assim este problema); muito ruído em função de engrenagens danificadas; vazamento nas gaxetas; chaveta desgastada. 7.4 Caldeiras a vapor Segundo a NR 13, caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e acu- mular vapor sob pressão superior à atmos- férica, utilizando qualquer fonte de energia, excetuando-se os refervedores e equipa- mentos similares utilizados em unidades de processo. É um recipiente com a função de produzir vapor através do aquecimento da água. As caldeiras em geral são empregadas para ali- mentar máquinas térmicas, autoclaves, tro- cadores de calor, tanques de cozimento, etc. (SANTOS, 2010). O vapor pode ser usado em diversas con- dições tais como: baixa pressão, alta pres- são, saturado, superaqueci¬do, etc. Ele pode ser produzido também por diferentes ti¬pos de equipamentos, nos quais estão incluídas as caldeiras com diversas fontes de energia. Para efeito da NR-13, serão considerados, como “caldeiras” todos os equipamentos que simultaneamente geram e acumulam vapor de água ou outro fluido. As caldeiras ditas flamotubulares são aquelas em que os gases provenientes da combustão “fumos” (gases quentes e/ou gases de exaustão) atravessam a caldeira no interior de tubos que se encontram cir- cundados por água, cedendo calor a esta. Enquanto as caldeiras aquatubulares são as mais comuns tratando-se de plantas ter- melétricas ou geração de energia elétrica em geral, exceto em unidades de pequeno porte (SANT0S, 2010). Dentre as falhas que podem ocorrer com essas caldeiras, citam-se: superaquecimento – é ocasionado por incrustações ou camadas de vapor de- positadas
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