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BOMBAS CENTRÍFUGAS E ALTERNATIVAS Autor: Alvaro Santos BOMBAS CENTRÍFUGAS E ALTERNATIVAS Programa Alta Competência Este material é o resultado do trabalho conjunto de muitos técnicos da área de Exploração & Produção da Petrobras. Ele se estende para além dessas páginas, uma vez que traduz, de forma estruturada, a experiência de anos de dedicação e aprendizado no exercício das atividades profissionais na Companhia. É com tal experiência, refletida nas competências do seu corpo de empregados, que a Petrobras conta para enfrentar os crescentes desafios com os quais ela se depara no Brasil e no mundo. Nesse contexto, o E&P criou o Programa Alta Competência, visando prover os meios para adequar quantitativa e qualitativamente a força de trabalho às estratégias do negócio E&P. Realizado em diferentes fases, o Alta Competência tem como premissa a participação ativa dos técnicos na estruturação e detalhamento das competências necessárias para explorar e produzir energia. O objetivo deste material é contribuir para a disseminação das competências, de modo a facilitar a formação de novos empregados e a reciclagem de antigos. Trabalhar com o bem mais precioso que temos – as pessoas – é algo que exige sabedoria e dedicação. Este material é um suporte para esse rico processo, que se concretiza no envolvimento de todos os que têm contribuído para tornar a Petrobras a empresa mundial de sucesso que ela é. Programa Alta Competência Esta seção tem o objetivo de apresentar como esta apostila está organizada e assim facilitar seu uso. No início deste material é apresentado o objetivo geral, o qual representa as metas de aprendizagem a serem atingidas. Autor Ao fi nal desse estudo, o treinando poderá: • Identifi car procedimentos adequados ao aterramento e à manutenção da segurança nas instalações elétricas; • Reconhecer os riscos de acidentes relacionados ao aterramento de segurança; • Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas. ATERRAMENTO DE SEGURANÇA Como utilizar esta apostila Objetivo Geral O material está dividido em capítulos. No início de cada capítulo são apresentados os objetivos específi cos de aprendizagem, que devem ser utilizados como orientadores ao longo do estudo. No fi nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem. Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do capítulo em questão. Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas C ap ít u lo 1 Riscos elétricos e o aterramento de segurança Ao fi nal desse capítulo, o treinando poderá: • Estabelecer a relação entre aterramento de segurança e riscos elétricos; • Reconhecer os tipos de riscos elétricos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos; • Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas. 20 Alta Competência 21 Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança A gravidade dos efeitos fi siológicos no organismo está relacionada a quatro fatores fundamentais: Tensão;• Resistência elétrica do corpo; • Área de contato;• Duração do choque.• Os riscos elétricos, independente do tipo de • instalação ou sistema, estão presentes durante toda a vida útil de um equipamento e na maioria das instalações. Por isso é fundamental mantê-los sob controle para evitar prejuízos pessoais, materiais ou de continuidade operacional. Os • choques elétricos representam a maior fonte de lesões e fatalidades, sendo necessária, além das medidas de engenharia para seu controle, a obediência a padrões e procedimentos de segurança. 1.4. Exercícios 1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso: A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato ( ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.” ( ) “Nas instalações elétricas de áreas classificadas (...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.” ( ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.” ( ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 24 Alta Competência 25 Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – Elétrica, 2007. COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. Curso técnico de segurança do trabalho, 2005. Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http:// www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008. NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004. Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med. br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/ parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/ choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. 1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança? O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos. 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso: A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato ( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.” ( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.” ( B ) “Nas partes das instalações elétricassob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.” ( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir: ( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes normalmente energizadas da instalação elétrica. ( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer riscos de choques elétricos. ( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se houver falha no isolamento desse equipamento. ( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um “fi o terra”. ( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem da corrente elétrica pelo corpo humano. 1.7. Gabarito1.6. Bibliografi a Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas defi nições estão disponíveis no glossário. Ao longo dos textos do capítulo, esses termos podem ser facilmente identifi cados, pois estão em destaque. 48 Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança 49 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança Todas as Unidades de Exploração e Produção possuem um plano de manutenção preventiva de equipamentos elétricos (motores, geradores, painéis elétricos, transformadores e outros). A cada intervenção nestes equipamentos e dispositivos, os mantenedores avaliam a necessidade ou não da realização de inspeção nos sistemas de aterramento envolvidos nestes equipamentos. Para que o aterramento de segurança possa cumprir corretamente o seu papel, precisa ser bem projetado e construído. Além disso, deve ser mantido em perfeitas condições de funcionamento. Nesse processo, o operador tem importante papel, pois, ao interagir diariamente com os equipamentos elétricos, pode detectar imediatamente alguns tipos de anormalidades, antecipando problemas e, principalmente, diminuindo os riscos de choque elétrico por contato indireto e de incêndio e explosão. 3.1. Problemas operacionais Os principais problemas operacionais verifi cados em qualquer tipo de aterramento são: • Falta de continuidade; e • Elevada resistência elétrica de contato. É importante lembrar que Norma Petrobras N-2222 defi ne o valor de 1Ohm, medido com multímetro DC (ohmímetro), como o máximo admissível para resistência de contato. 56 Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança 57 Choque elétrico – conjunto de perturbações de natureza e efeitos diversos, que se manifesta no organismo humano ou animal, quando este é percorrido por uma corrente elétrica. Ohm – unidade de medida padronizada pelo SI para medir a resistência elétrica. Ohmímetro – instrumento que mede a resistência elétrica em Ohm. CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – Elétrica, 2007. COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade – Curso técnico de segurança do trabalho, 2005. NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004. Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http:// www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008. 3.5. Bibliografi a3.4. Glossário Objetivo Específi co O material está dividido em capítulos. No início de cada capítulo são apresentados os objetivos específi cos de aprendizagem, que devem ser utilizados como orientadores ao longo do estudo. No fi nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem. Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do capítulo em questão. Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas C ap ít u lo 1 Riscos elétricos e o aterramento de segurança Ao fi nal desse capítulo, o treinando poderá: • Estabelecer a relação entre aterramento de segurança e riscos elétricos; • Reconhecer os tipos de riscos elétricos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos; • Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas. 20 Alta Competência 21 Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança A gravidade dos efeitos fi siológicos no organismo está relacionada a quatro fatores fundamentais: Tensão;• Resistência elétrica do corpo; • Área de contato;• Duração do choque.• Os riscos elétricos, independente do tipo de • instalação ou sistema, estão presentes durante toda a vida útil de um equipamento e na maioria das instalações. Por isso é fundamental mantê-los sob controle para evitar prejuízos pessoais, materiais ou de continuidade operacional. Os • choques elétricos representam a maior fonte de lesões e fatalidades, sendo necessária, além das medidas de engenharia para seu controle, a obediência a padrões e procedimentos de segurança. 1.4. Exercícios 1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso: A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato ( ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.” ( ) “Nas instalações elétricas de áreas classificadas (...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.” ( ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.” ( ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 24 Alta Competência 25 Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – Elétrica, 2007. COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. Curso técnico de segurançado trabalho, 2005. Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http:// www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008. NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004. Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med. br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/ parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/ choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. 1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança? O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos. 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso: A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato ( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.” ( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.” ( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.” ( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir: ( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes normalmente energizadas da instalação elétrica. ( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer riscos de choques elétricos. ( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se houver falha no isolamento desse equipamento. ( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um “fi o terra”. ( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem da corrente elétrica pelo corpo humano. 1.7. Gabarito1.6. Bibliografi a Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas defi nições estão disponíveis no glossário. Ao longo dos textos do capítulo, esses termos podem ser facilmente identifi cados, pois estão em destaque. 48 Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança 49 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança Todas as Unidades de Exploração e Produção possuem um plano de manutenção preventiva de equipamentos elétricos (motores, geradores, painéis elétricos, transformadores e outros). A cada intervenção nestes equipamentos e dispositivos, os mantenedores avaliam a necessidade ou não da realização de inspeção nos sistemas de aterramento envolvidos nestes equipamentos. Para que o aterramento de segurança possa cumprir corretamente o seu papel, precisa ser bem projetado e construído. Além disso, deve ser mantido em perfeitas condições de funcionamento. Nesse processo, o operador tem importante papel, pois, ao interagir diariamente com os equipamentos elétricos, pode detectar imediatamente alguns tipos de anormalidades, antecipando problemas e, principalmente, diminuindo os riscos de choque elétrico por contato indireto e de incêndio e explosão. 3.1. Problemas operacionais Os principais problemas operacionais verifi cados em qualquer tipo de aterramento são: • Falta de continuidade; e • Elevada resistência elétrica de contato. É importante lembrar que Norma Petrobras N-2222 defi ne o valor de 1Ohm, medido com multímetro DC (ohmímetro), como o máximo admissível para resistência de contato. 56 Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança 57 Choque elétrico – conjunto de perturbações de natureza e efeitos diversos, que se manifesta no organismo humano ou animal, quando este é percorrido por uma corrente elétrica. Ohm – unidade de medida padronizada pelo SI para medir a resistência elétrica. Ohmímetro – instrumento que mede a resistência elétrica em Ohm. CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – Elétrica, 2007. COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade – Curso técnico de segurança do trabalho, 2005. NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004. Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http:// www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008. 3.5. Bibliografi a3.4. Glossário Objetivo Específi co Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila, ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas, basta consultar a Bibliografi a ao fi nal de cada capítulo. Ao longo de todo o material, caixas de destaque estão presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos. A caixa “Você Sabia” traz curiosidades a respeito do conteúdo abordado de um determinado item do capítulo. “Importante” é um lembrete das questões essenciais do conteúdo tratado no capítulo. 24 Alta Competência 25 Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – Elétrica, 2007. COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. Curso técnico de segurança do trabalho, 2005. Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalaçõese serviços em eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http:// www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008. NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004. Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med. br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/ parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/ choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. 1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança? O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos. 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso: A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato ( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.” ( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.” ( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.” ( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir: ( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes normalmente energizadas da instalação elétrica. ( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer riscos de choques elétricos. ( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se houver falha no isolamento desse equipamento. ( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um “fi o terra”. ( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem da corrente elétrica pelo corpo humano. 1.7. Gabarito1.6. Bibliografi a 14 Alta Competência 15 Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança É atribuído a Tales de Mileto (624 - 556 a.C.) a primeira observação de um fenômeno relacionado com a eletricidade estática. Ele teria esfregado um fragmento de âmbar com um tecido seco e obtido um comportamento inusitado – o âmbar era capaz de atrair pequenos pedaços de palha. O âmbar é o nome dado à resina produzida por pinheiros que protege a árvore de agressões externas. Após sofrer um processo semelhante à fossilização, ela se torna um material duro e resistente. Os riscos elétricos de uma instalação são divididos em dois grupos principais: 1.1. Riscos de incêndio e explosão Podemos defi nir os riscos de incêndio e explosão da seguinte forma: Situações associadas à presença de sobretensões, sobrecorrentes, fogo no ambiente elétrico e possibilidade de ignição de atmosfera potencialmente explosiva por descarga descontrolada de eletricidade estática. Os riscos de incêndio e explosão estão presentes em qualquer instalação e seu descontrole se traduz principalmente em danos pessoais, materiais e de continuidade operacional. Trazendo este conhecimento para a realidade do E&P, podemos observar alguns pontos que garantirão o controle dos riscos de incêndio e explosão nos níveis defi nidos pelas normas de segurança durante o projeto da instalação, como por exemplo: A escolha do tipo de • aterramento funcional mais adequado ao ambiente; A seleção dos dispositivos de proteção e controle;• A correta manutenção do sistema elétrico.• O aterramento funcional do sistema elétrico tem como função permitir o funcionamento confi ável e efi ciente dos dispositivos de proteção, através da sensibilização dos relés de proteção, quando existe uma circulação de corrente para a terra, provocada por anormalidades no sistema elétrico. Observe no diagrama a seguir os principais riscos elétricos associados à ocorrência de incêndio e explosão: Já a caixa de destaque “Resumindo” é uma versão compacta dos principais pontos abordados no capítulo. Em “Atenção” estão destacadas as informações que não devem ser esquecidas. Todos os recursos didáticos presentes nesta apostila têm como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo. Aproveite este material para o seu desenvolvimento profi ssional! Uma das principais substâncias removidas em poços de petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose. VoCÊ SaBIa?? É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela! Importante! atenÇÃo É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles. Recomendações gerais • Antes do carregamento do pig, inspecione o interior do lançador; • Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs; • Lançadores e recebedores deverão ter suas reSUmInDo... NÍVEL DE RUÍDO DB (A) MÁXIMA EXPOSIÇÃO DIÁRIA PERMISSÍVEL 85 8 horas 86 7 horas 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos 104 35 minutos 105 30 minutos 106 25 minutos 108 20 minutos 110 15 minutos 112 10 minutos 114 8 minutos 115 7 minutos Uma das principais substâncias removidas em poços de petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose. VoCÊ SaBIa?? É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela! Importante! atenÇÃo É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles. Recomendações gerais • Antes do carregamento do pig, inspecione o interior do lançador; • Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs; • Lançadores e recebedores deverão ter suas reSUmInDo... NÍVEL DE RUÍDO DB (A) MÁXIMA EXPOSIÇÃO DIÁRIA PERMISSÍVEL 85 8 horas 86 7 horas 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos 104 35 minutos 105 30 minutos 106 25 minutos 108 20 minutos110 15 minutos 112 10 minutos 114 8 minutos 115 7 minutos Uma das principais substâncias removidas em poços de petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose. VoCÊ SaBIa?? É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela! Importante! atenÇÃo É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles. Recomendações gerais • Antes do carregamento do pig, inspecione o interior do lançador; • Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs; • Lançadores e recebedores deverão ter suas reSUmInDo... NÍVEL DE RUÍDO DB (A) MÁXIMA EXPOSIÇÃO DIÁRIA PERMISSÍVEL 85 8 horas 86 7 horas 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos 104 35 minutos 105 30 minutos 106 25 minutos 108 20 minutos 110 15 minutos 112 10 minutos 114 8 minutos 115 7 minutos Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila, ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas, basta consultar a Bibliografi a ao fi nal de cada capítulo. Ao longo de todo o material, caixas de destaque estão presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos. A caixa “Você Sabia” traz curiosidades a respeito do conteúdo abordado de um determinado item do capítulo. “Importante” é um lembrete das questões essenciais do conteúdo tratado no capítulo. 24 Alta Competência 25 Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – Elétrica, 2007. COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. Curso técnico de segurança do trabalho, 2005. Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http:// www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008. NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004. Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med. br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/ parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/ choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. 1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança? O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos. 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso: A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato ( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.” ( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.” ( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.” ( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir: ( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes normalmente energizadas da instalação elétrica. ( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer riscos de choques elétricos. ( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se houver falha no isolamento desse equipamento. ( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um “fi o terra”. ( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem da corrente elétrica pelo corpo humano. 1.7. Gabarito1.6. Bibliografi a 14 Alta Competência 15 Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança É atribuído a Tales de Mileto (624 - 556 a.C.) a primeira observação de um fenômeno relacionado com a eletricidade estática. Ele teria esfregado um fragmento de âmbar com um tecido seco e obtido um comportamento inusitado – o âmbar era capaz de atrair pequenos pedaços de palha. O âmbar é o nome dado à resina produzida por pinheiros que protege a árvore de agressões externas. Após sofrer um processo semelhante à fossilização, ela se torna um material duro e resistente. Os riscos elétricos de uma instalação são divididos em dois grupos principais: 1.1. Riscos de incêndio e explosão Podemos defi nir os riscos de incêndio e explosão da seguinte forma: Situações associadas à presença de sobretensões, sobrecorrentes, fogo no ambiente elétrico e possibilidade de ignição de atmosfera potencialmente explosiva por descarga descontrolada de eletricidade estática. Os riscos de incêndio e explosão estão presentes em qualquer instalação e seu descontrole se traduz principalmente em danos pessoais, materiais e de continuidade operacional. Trazendo este conhecimento para a realidade do E&P, podemos observar alguns pontos que garantirão o controle dos riscos de incêndio e explosão nos níveis defi nidos pelas normas de segurança durante o projeto da instalação, como por exemplo: A escolha do tipo de • aterramento funcional mais adequado ao ambiente; A seleção dos dispositivos de proteção e controle;• A correta manutenção do sistema elétrico.• O aterramento funcional do sistema elétrico tem como função permitir o funcionamento confi ável e efi ciente dos dispositivos de proteção, através da sensibilização dos relés de proteção, quando existe uma circulação de corrente para a terra, provocada por anormalidades no sistema elétrico. Observe no diagrama a seguir os principais riscos elétricos associados à ocorrência de incêndio e explosão: Já a caixa de destaque “Resumindo” é uma versão compacta dos principais pontos abordados no capítulo. Em “Atenção” estão destacadas as informações que não devem ser esquecidas. Todos os recursos didáticospresentes nesta apostila têm como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo. Aproveite este material para o seu desenvolvimento profi ssional! Uma das principais substâncias removidas em poços de petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose. VoCÊ SaBIa?? É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela! Importante! atenÇÃo É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles. Recomendações gerais • Antes do carregamento do pig, inspecione o interior do lançador; • Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs; • Lançadores e recebedores deverão ter suas reSUmInDo... NÍVEL DE RUÍDO DB (A) MÁXIMA EXPOSIÇÃO DIÁRIA PERMISSÍVEL 85 8 horas 86 7 horas 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos 104 35 minutos 105 30 minutos 106 25 minutos 108 20 minutos 110 15 minutos 112 10 minutos 114 8 minutos 115 7 minutos Uma das principais substâncias removidas em poços de petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose. VoCÊ SaBIa?? É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela! Importante! atenÇÃo É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles. Recomendações gerais • Antes do carregamento do pig, inspecione o interior do lançador; • Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs; • Lançadores e recebedores deverão ter suas reSUmInDo... NÍVEL DE RUÍDO DB (A) MÁXIMA EXPOSIÇÃO DIÁRIA PERMISSÍVEL 85 8 horas 86 7 horas 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos 104 35 minutos 105 30 minutos 106 25 minutos 108 20 minutos 110 15 minutos 112 10 minutos 114 8 minutos 115 7 minutos Uma das principais substâncias removidas em poços de petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose. VoCÊ SaBIa?? É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela! Importante! atenÇÃo É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles. Recomendações gerais • Antes do carregamento do pig, inspecione o interior do lançador; • Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs; • Lançadores e recebedores deverão ter suas reSUmInDo... NÍVEL DE RUÍDO DB (A) MÁXIMA EXPOSIÇÃO DIÁRIA PERMISSÍVEL 85 8 horas 86 7 horas 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos 104 35 minutos 105 30 minutos 106 25 minutos 108 20 minutos 110 15 minutos 112 10 minutos 114 8 minutos 115 7 minutos SumárioSumário Introdução 15 Capítulo 1. Bombas de lama 1. Bombas - definição e caracterização 19 1.1. Bombas de lama – características gerais 20 1.2. Bombas de lama – estrutura 20 1.3. Bombas de lama – componentes 21 1.3.1. Pistões – aspectos e cuidados gerais 21 1.3.2. Pistões - tipos 24 1.3.2.1. Procedimentos para o armazenamento de pistões 32 1.3.3. Camisas – cuidados gerais 34 1.3.3.1. Camisas – tipos 34 1.3.3.2. Procedimentos para o armazenamento de camisas 38 1.3.4. Braçadeiras da camisa 40 1.3.5. Porca de travamento da camisa 40 1.3.6. Anéis retentores da camisa 41 1.3.7. Retentor hidráulico – características gerais 42 1.3.7.1. Retentor acionado por mola 42 1.3.8. Haste de pistão - informações gerais 43 1.3.8.1. Haste de pistão - montagem 44 1.3.9. Hastes – tipos e falhas 44 1.3.10. Informações gerais sobre braçadeiras de hastes 48 1.4. Válvulas e sedes - informações gerais 49 1.4.1. Armazenamento de válvulas e sedes - procedimentos importantes 57 1.4.2. Sistemas de refrigeração 58 1.4.3. Válvulas - buchas e guias superiores 60 1.5. Sede da válvula 60 1.5.1. Instalação da sede da válvula - módulo erodido (desgastado) 61 1.5.2. Remoção da sede da válvula 61 1.6. Extratores - tipos 62 1.7. Gaxetas 63 1.8. Amortecedores de pulsação pré-carregados de descarga 66 1.9. Válvula de alívio de pressão 67 1.10. Bombas – procedimentos de manutenção 67 1.10.1. Bombas National 67 1.10.1.1. Programa de lubrificação 68 1.10.1.2. Seleção de lubrificante segundo a temperatura do ar circulante 68 1.10.1.3. Capacidades de óleo 68 1.10.1.4. Manutenção 69 1.10.2. Bombas Oilwell a 1700 pt 70 1.10.2.1. Lubrificante do cárter 70 1.10.2.2. Seleção do lubrificante 71 1.10.2.3. Uso do lubrificante – recomendações importantes 71 1.10.2. 4. Manutenção 72 1.11. Bombas de lama – sinais de falhas e procedimentos de correção 76 1.12. Eficiência volumétrica - cálculos 86 Capítulo 2. Bombas centrífugas 2. Bombas centrífugas – caracterização 107 2.1. Bombas centrífugas – principais avarias 107 2.2. Bombas centrífugas – vantagens de uso 109 2.3. Bombas centrífugas – desvantagens de uso 110 2.4. Bombas centrífugas – lubrificação 110 2.5. Bombas centrífugas – partida e operação 112 Exercícios 118 Glossário 124 Bibliografia 125 Gabarito 126 Introdução O desenvolvimento da agricultura foi o primeiro marco da atividade humana a impulsionar a invenção das bombas. Portanto, há mais de dez mil anos o homem vem criando formas de elevar e transportar a água, primeiro para a irrigação e depois para outros usos. Os egípcios são os responsáveis pelos primeiros inventos. Há cerca de 1500 anos a.C. tem-se notícia da primeira máquina capaz de elevar a água: a picota. Depois, surgiram o sarilho, a nora e a roda persa, máquinas movidas pelo esforço humano ou animal. O Parafuso de Arquimedes é considerado um dos tipos mais antigos de bomba e remonta ao século VII a.C. Esse invento foi empregado pelo rei da Assíria para irrigar os Jardins Suspensos da Babilônia. Arquimedes, no século III a.C., descreve com detalhes o funcionamento dessa máquina. Bombas alternativas, envolvendo o uso de pistão ou êmbolo, eram conhecidas na Grécia e Roma antigas. Em 250 a.C., Ctesibius criou uma bomba alternativa que era movida por uma roda d’água. Vários modelos de bombas podem ser vistos em museus da Europa e aparecem descritos nos primeiros séculos da nova era, como a bomba alternativa duplex, por exemplo. Acionada manualmente, essa bomba foi fabricada entre os séculos I e II d.C. e está em exposição no Museu Arqueológico de Madri, Espanha. As bombascinéticas, embora fruto de conceitos muito antigos, só vieram a ser construídas para uso real no início do século XIX. O inventor francês Denis Papin construiu uma bomba de ar, em fins do século XVII, mas tal invento carecia de um acionador adequado. O nome deste aparelho, fole de Hesse, só foi criado bastante tempo depois e é uma homenagem ao patrono de Papin à época, o príncipe de Hesse, que patrocinava suas pesquisas. 15 16 Atualmente as bombas são máquinas amplamente utilizadas na indústria, sobretudo na de petróleo. Tendo em vista sua importância e aplicações, este estudo tem como finalidade fornecer ao operador um guia prático ao seu dia a dia, com informações necessárias para manter as bombas em funcionamento e promover a escolha correta dos sobressalentes. As informações aqui contidas são baseadas em recomendações de fabricantes e na experiência de anos de trabalho em operações de perfuração e completação de poços de petróleo. C ap ít u lo 1 Bombas de lama 18 Alta Competência 19 Capítulo 1. Bombas de lama 1. Bombas - definição e caracterização As bombas são equipamentos utilizados para o deslocamento de fluidos ou para fazê-los escoar. Resumindo, as bombas são chamadas de máquinas operatrizes hidráulicas que fornecem energia aos líquidos com a finalidade de transportá-los. As bombas, geralmente, recebem energia mecânica, transformando-a em energia cinética ou de pressão, ou ainda, nos dois tipos. São divididas em duas grandes categorias: bombas cinéticas e bombas de deslocamento positivo. Essas categorias, ou seja, seus nomes, referem-se à forma como o fluido é movimentado. Existem vários tipos de bombas cinéticas, dentre as quais podemos citar: as bombas centrífugas, axiais, regenerativas e outras. As bombas cinéticas fornecem energia ininterruptamente ao fluido que escoa através de seus componentes. A transmissão se dá normalmente por uma peça constituída de palhetas, que recebendo energia mecânica de um eixo, impulsionam o fluido, transferindo energia hidráulica. As bombas de deslocamento positivo, por sua vez, movimentam os fluidos isolando um determinado volume e aplicando sobre ele uma força de modo que seja deslocado até o bocal de descarga. Este tipo de bomba também é conhecido como bomba volumétrica e se subdivide em: alternativas e rotativas. As informações a seguir têm a finalidade de fornecer subsídios para que os responsáveis pelas bombas de lama possam identificar e solucionar os problemas cotidianos advindos da utilização das mesmas. Com isto esperamos ajudá-los na redução do tempo de parada para manutenções corretivas e no prolongamento da vida útil das peças, com a consequente redução de custos. Vale ressaltar que as informações são aplicáveis a todos os tipos de bombas triplex comumente utilizadas. Serão descritos, portanto, os componentes e tratados os tipos mais corriqueiros de falhas mecânicas e ações que visam a corrigi-las. 20 Alta Competência 1.1. Bombas de lama – características gerais As bombas de lama, consideradas bombas do tipo alternativas, são equipamentos essenciais para o processo de perfuração. Ao longo dos anos, os fabricantes têm procurado melhorar e atualizar o projeto destes equipamentos. Apesar de bastante robustas, requerem manutenção constante e cuidadosa observação durante seu funcionamento para detecção antecipada de possíveis problemas que, quanto mais cedo visualizados, mais rapidamente serão sanados, com a consequente diminuição de horas paradas. A sonda de perfuração funciona com sistema de circulação fechado, isto é, o fluido succionado dos tanques através das bombas volta e é reinjetado. Fazendo uma analogia com o corpo humano, a bomba de lama seria o coração, fazendo o trabalho de injeção do fluido de perfuração – lama – em todo o sistema. A bomba de lama é uma máquina poderosa que exige, do operador, procedimentos de observação e manutenção constantes, prolongando sua vida útil. 1.2. Bombas de lama – estrutura A bomba de lama se divide basicamente em duas partes, a saber: 1- O Power-end é a parte de força da bomba de lama, basicamente um mecanismo redutor de velocidade, composto de engrenagens, biela, virabrequim. Nos dias atuais, praticamente todas as bombas são acionadas através de motores elétricos; 2- O Fluid-Dend consiste na parte onde encontramos as camisas, pistões, válvulas, sedes, tampões, módulos e outros elementos. A manutenção direta do Fluid-End é responsabilidade dos Homens-Bomba e Torristas. Importante! 21 Capítulo 1. Bombas de lama atenÇÃo Sempre que houver necessidade de intervenção em bombas que tenham operado, é preciso certificar-se de realizar os procedimentos indicados, a seguir: • Despressurizar o equipamento; • Instalar etiquetas de advertência, tanto no equipamento quanto nos painéis de operação; • Atuar as travas elétricas; • Garantir que todos os envolvidos nos serviços de manutenção conhecem os procedimentos de segurança, estão cientes e compreendem as tarefas a serem executadas. 1.3. Bombas de lama – componentes As bombas de lama são compostas por vários componentes que serão detalhados, a seguir. Será descrito também o funcionamento esperado desses componentes, bem como os principais problemas que podem afetar seu desempenho. 1.3.1. Pistões – aspectos e cuidados gerais Os pistões são oferecidos em diversos estilos e composições. Normalmente, temos pistões projetados para um propósito específico e devem ser empregados para o tipo de trabalho a que foram designados. Se ocorrer o contrário, do ponto de vista econômico, o seu uso pode não ser interessante. Para que tenhamos um desempenho satisfatório do pistão, algumas ações devem ser executadas. Observe as indicações, a seguir. 22 Alta Competência A bomba de lama deve ser constantemente super alimentada. • O sistema tem de garantir que a bomba esteja continuamente cheia, trabalhando na pressão correta, garantindo assim que a mesma não succione o ar; A bomba de superalimentação deve fornecer uma vazão 1 ½ vez • superior à vazão de descarga da bomba de lama para capacidade de até 170 cpm. Além deste valor, o dimensionamento deve ser de 1 ¾ sobre a vazão máxima da bomba de lama; O pistão deve estar sempre alinhado, a camisa deve se • encontrar em boas condições e o sistema de resfriamento deve estar adequado e em boas condições de funcionamento. O desalinhamento é um fator crítico para a vida útil de pistões e camisas, trazendo também problemas relacionados com o aumento do calor friccional no pistão, podendo facilmente exceder os limites nominais de temperatura. atenÇÃo A temperatura do fluido de perfuração/completação, o teor de sólidos, as características químicas do fluido, a pressão de operação e a velocidade da bomba são responsáveis pelos impactos mais importantes sobre a vida útil do pistão, embora não constituam aspectos normalmente controlados pelos operadores, assim como outros. Em algumas situações práticas, vimos que o sistema de resfriamento utilizado normalmente nas bombas, mostra-se insuficiente para resfriar adequadamente o fluid-end durante operações de perfuração em poços HT (poços cujo gradiente de temperatura das formações excede 300 °F). Vale ressaltar que a Petrobras tem perfurado, na Costa do Rio Grande do Norte, poços que apresentam estas configurações e durante a perfuração das fases HT o pessoal das sondas tem implantado com sucesso um sistema de resfriamento contínuo sem a reutilização da água. 23 Capítulo 1. Bombas de lama Esse sistema utiliza água salgada, pois a utilização de água industrial tem se mostrado inviável. São confeccionados dois “chuveiros” que borrifam água sobre os tampões de sucção e descarga. A bomba de resfriamento éretirada de operação e, em seu recalque, é conectada uma tubulação que leva água salgada para a refrigeração dos pistões. O sistema tradicional de resfriamento não deve ser descartado. Entretanto, o sistema de resfriamento contínuo sem a reutilização da água se refere a um procedimento tomado para solucionar um problema específico em poços HT e que se mostra eficiente, in- clusive aumentando a vida útil de pistões e camisas. Importante! Pistões de uretano são severamente afetados pela alta temperatura, pois o composto pode derreter e desintegrar-se. Quando atingem temperaturas elevadas emitem permanente odor de borracha queimada. Existem hastes autoalinháveis que são produzidas para compensar/ eliminar certos níveis de desalinhamento. No entanto, casos severos devem ser corrigidos de acordo com as recomendações do fabricante. O sistema de refrigeração exerce papel fundamental na vida útil dos pistões. O fluido refrigera o pistão, auxilia na lubrificação, e remove partículas sólidas das paredes da camisa. Para pistões em uretano, recomenda-se vazão mínima por pistão de 14 galões por minuto. Em pistões de borracha preta, recomenda-se um mínimo de 10 galões por minuto. 24 Alta Competência O sistema de refrigeração deve ser posicionado de tal modo que toda a superfície interna da camisa seja atingida pelo fluido durante o curso de retorno do pistão no seu interior, garantindo com isso que todas as áreas percorridas pelo pistão sejam resfriadas, lubrificadas e lavadas. As áreas não atingidas poderão provocar aquecimento no material do pistão. Quanto mais lubrificado e resfriado o pistão, maior será o tempo de operação e a temperatura do fluido refrigerante afetará diretamente o seu desempenho: quanto mais frio o fluido, melhor será o desempenho do pistão. Algumas empresas adicionam óleo solúvel em água para melhorar a lubrificação e reduzir o calor friccional dos pistões. VoCÊ SaBIa?? 1.3.2. Pistões - tipos Há diferentes tipos de pistões: de uretano, de borracha preta, de Blue Lightning, de White Lightning, Green Duo, Supreme, Regulares e Flex Lip. Pistões de uretano• Pistões de uretano podem apresentar falhas ligadas a quatro diferentes condições, sendo relativamente fácil a identificação. São elas: calor, extrusão, abrasão e ataque químico. As falhas nos pistões podem também ocorrer em função de múltiplas condições, ou seja, pela associação de diversos fatores descritos a seguir. 25 Capítulo 1. Bombas de lama Condições Descrição da falha Calor O calor provoca a perda de material deixando a superfície do pistão similar a uma vela derretida. Isto pode ser provocado pela temperatura do fluido de perfuração, de inadequada refrigeração ou até mesmo calor friccional resultante de desalinhamento. Pistões em uretano padrão suportam temperatura máxima de 180 °F. Extrusão Falhas por extrusão fazem os pistões parecem despedaçados e apresentam uma aparência bastante áspera. Também se observa a perda de material a partir do flange do pistão e em direção ascendente. As bordas da superfície de uretano estarão afiadas e ásperas ao toque. Prematuras falhas por extrusão em pistões normalmente indicam que a folga entre a parede interna da camisa e o flange do pistão era muito grande para a pressão de operação. Abrasão Falhas devidas à abrasão mostram perda de material e uma superfície áspera, porém não despedaçada. Estrias longitudinais serão normalmente observadas nestes pistões após algum tempo de operação, nos pontos onde sólidos tenham sido capturados entre o composto de uretano e a camisa. Ataque químico Falhas por ataques químicos não são facilmente identificáveis visualmente. O composto irá abrandar-se e, algumas vezes, dilatar-se. Esta falha estará normalmente associada a um forte odor de produtos químicos como solventes ou compostos de hidrocarbonetos, sentidos quando o pistão é examinado pela primeira vez fora da bomba. Algumas poucas bases de lamas ou aditivos para lamas possuem compostos químicos que, quando adicionados à lama pela primeira vez, tendem a degradar os elastômeros. A maioria destas bases e aditivos é pouco volátil ao longo do tempo e, conforme o fluido circula, elas tendem a se diluir até não mais degradarem os elastômeros. Condições múltiplas Falhas podem ser provocadas por mais de uma condição. Sob condições de falha por calor, o uretano irá terminar por ser perdido a tal ponto que o pistão apresentará o que parece ser uma ruptura. Esta ruptura assumirá as características de uma extrusão em função das bordas ásperas ao redor da falha. Sob condições de extrusão, o fluido que preenche o vazio na área extrudada pode empurrar hidraulicamente o pistão para o lado oposto desse vazio no curso de pressão, causando um aquecimento excessivo do uretano naquele ponto. Normalmente, pode -se discernir entre as causas primárias e os resultados secundários de uma falha. 26 Alta Competência Pistões de borracha preta• Os pistões de borracha preta normalmente falham em decorrência de uma ou das seguintes condições: calor, extrusão, abrasão, ataque por produtos químicos, erosão do diâmetro interno/externo ou ainda pelo uso de pistões demasiadamente desgastados para a pressão operacional a que se destinam. Falhas em pistões de borracha preta não são tão facilmente identificáveis como no caso dos pistões de uretano, embora possam ser identificadas através das características apresentadas a seguir. Condições Descrição da falha Calor Após a temperatura da borracha ter ultrapassado um certo limite, o material passará a emitir um odor persistente de borracha queimada. A superfície externa torna-se carbonizada e dura ao toque. Negro de fumo pode se formar e abrasionar o pistão caso se observem temperaturas muito altas. A proporção em que a temperatura operacional aumenta, as propriedades mecânicas da borracha diminuem. Pistões de borracha preta trabalham a temperatura operacional máxima de 225 °F (107 °C). Extrusão Em condições de extrusão, ou quando se utilizam borrachas em corpos por demais desgastados de pistões, caso a camisa esteja muito desgastada ou caso a borracha seja instalada sobre corpos de pistão muito desgastados, o tecido da borracha do pistão irá extrudar para o espaço entre o corpo do pistão e a camisa, vindo a se partir. As características visuais desta condição incluem a perda de tecido, perda de material da guarnição e uma superfície áspera na guarnição de borracha. Quando da utilização de pressões de trabalho superiores a 2,500 psi, não é recomendável a troca das borrachas de pistões de corpos de pistões usados. Acima desse valor de pressão, esta ação não é econômica em função da redução na vida útil da borracha do pistão, aumento de períodos ociosos e aumento no desgaste da camisa. Abrasão O pistão de borracha preta exibe perda de material de aparência uniforme. Tanto a borracha quanto o tecido poderão ainda apresentar estrias longitudinais nos pontos da camisa onde sólidos tenham sido capturados e sofrido movimento alternativo sob pressão. 27 Capítulo 1. Bombas de lama Condições Descrição da falha Ataque químico Sob condições de ataque por compostos químicos, a dureza da borracha irá diminuir, podendo ocorrer expansão da mesma a depender do composto presente. Geralmente, o pistão apresenta um forte odor de solventes ou hidrocarbonetos. Este odor pode não ser duradouro uma vez que alguns compostos voláteis irão evaporar-se no ar. Um dos tipos de ataque químico envolve lamas à base de óleo e ponto de anilina desse óleo de base. Óleos com teores elevados de aromáticos apresentam baixos pontos de anilina e vice-versa. Óleos diesel com altos pontos de anilina são os mais desejáveis para uso em lamas de perfuração, uma vez que os mesmos irão causarmenos dificuldades com elastômeros. Óleos com ponto de anilina de 170 °F ou acima não devem causar problemas com elastômeros. Quando o ponto de anilina cair na faixa de 150 °F a 170 °F, os óleos não devem causar grandes problemas. Para pontos de anilina inferiores a 150°, problemas com elastômeros podem ser causados. Talvez não seja possível determinar o ponto de anilina de um óleo, uma vez que o mesmo seja misturado à lama. O fornecedor do óleo diesel deve ser capaz de fornecer este dado antes da compra. Este é um aspecto pouco lembrado – ataque químico – quando nos deparamos no dia a dia com situações de desgaste prematuro de pistões. Erosão de diâmetro interno - externo A condição de erosão é de difícil visualização antes da desmontagem do pistão. Esta condição, embora rara, acontece quando há falha de vedação entre o diâmetro interno da borracha e o diâmetro externo do cubo do pistão. Caso não se observe sinais visíveis na porção externa do pistão, esta pode ser a causa da falha. Geralmente ela está associada à montagem do pistão em uma camisa demasiadamente gasta para a pressão operacional em questão. 28 Alta Competência atenÇÃo No que se refere aos problemas de extrusão, os pistões Supreme possuem ranhuras usinadas no flange do corpo do pistão para calibração do desgaste. A ranhura mais profunda destina-se a pressões operacionais entre 0 e 1,500 psi, enquanto a rasa destina-se a pressões entre 1,500 e 2,500 psi. Caso a operação situe-se dentro de uma dessas duas faixas de pressão, a ranhura apropriada de desgaste pode ser utilizada na calibração, desde que o pistão possa ser usado com um novo conjunto de borracha, visando a sua reforma. Caso o desgaste em qualquer parte do flange do pistão seja mais profundo que a ranhura de desgaste correspondente à pressão operacional, o corpo do pistão será considerado esgotado e não deverá ser utilizado com outro conjunto de borracha. Pistões • Blue Lightning Projetados e desenvolvidos inicialmente para uso em camisas cerâmicas e a pressões de até 7,500 psi, os pistões Blue Lightning podem ser empregados com sucesso em camisas com mangas de ferro-cromo sob qualquer pressão. Têm a capacidade de expandir-se de acordo com a dimensão interna da camisa e evitar a extrusão do uretano. Especialmente formulado para este pistão, o composto de uretano é altamente resistente à abrasão, extrusão e rasgamento. O anel de suporte centraliza o pistão na camisa, reduzindo a fricção e evitando a transferência de metal para o interior da camisa quando o pistão está prestes a falhar ou em caso de pequenos desalinhamentos. Com isto, aumenta-se a vida útil da camisa cerâmica e reduz-se o estriamento da superfície. Estes pistões são resistentes às altas temperaturas e são encontradas nos dias atuais na indústria, operando normalmente a temperaturas de até 220 ºF (104 ºC). São também recomendados para sistemas com lamas à base de óleo ou sintéticas, ou mesmo para sistemas com lamas à base de água, com densidades de 11 lb/gal ou superiores. 29 Capítulo 1. Bombas de lama atenÇÃo Os pistões Blue Lightning são inadequados para o bombeamento de água doce ou salgada, em virtude da falta de lubricidade desses fluidos. É recomendável a utilização de vazão de 14 gal/min, por pistão, ou superior no sistema de resfriamento. Pistões • White Lightning O pistão White Lightning foi desenvolvido para funcionar como um pistão substitutivo aos de uretano. Possui a mesma resistência à abrasão e rasgamento dos pistões de uretano, podendo haver a troca de componentes, caso utilizem-se pressões operacionais abaixo de 2,500 psi. Resiste às características químicas de alguns fluidos que poderiam afetar outros compostos de uretano e pode operar em serviços de até 200 ºF (93 ºC), com pressões de até 6,000 psi. Os pistões White Lightning são recomendados para sistemas com lamas à base de óleo ou sintéticas ou mesmo para sistemas com lamas à base de água com densidades de 11 lb/gal ou superiores. Entretanto, não são indicados para o bombeamento de água doce ou salgada em virtude da falta de lubricidade desses fluidos. O sistema de resfriamento deve fornecer um mínimo recomendável de 14 gal/ min de vazão por pistão ou mais. O pistão do tipo White Lightning tem sido utilizado pela Petrobras em perfurações de poços que apresen- tam temperaturas elevadas com bastante sucesso. Importante! 30 Alta Competência Pistões • Green Duo É um pistão duplo ligado de durômero altamente resistente à abrasão e ao rasgamento. Resiste à extrusão sob pressão e restringe o movimento, reduzindo a formação de calor. Opera em serviços de até 180 ºF (82 ºC) e tem operado a pressões de até 6,300 psi. O pistão Green Duo é recomendado para lamas à base de óleo ou sintéticas, ou mesmo para lamas à base de água com densidades de 11 lb/gal ou superiores. O sistema de resfriamento deve fornecer um mínimo recomendável de 14 gal/min ou mais de vazão por pistão. Pistões• Supreme Fabricados em nitrila mostram-se resistentes a óleos com suporte em tecido de algodão e também à composição da maior parte dos produtos químicos atualmente em uso. Os insertos de borracha do pistão Supreme podem ser trocados empregando-se um kit de borracha, mas isto não é recomendado para pressões operacionais superiores a 2,500 psi. O Supreme opera sob temperaturas de até 225 ºF (107 ºC) e pressões de até 7,500 psi, dependendo do tamanho do pistão. Este pistão é recomendado para sistemas com lamas à base de óleo ou sintéticas ou mesmo para sistemas com lamas à base de água, com densidades de 11 lb/gal ou superiores. O Supreme pode ser empregado também para serviços com água doce ou salgada com certo sucesso. O sistema de resfriamento deve fornecer um mínimo recomendável de 10 gal/min, ou mais, de vazão por pistão. Os pistões Supreme possuem ranhuras usinadas no flange do pistão para calibração do desgaste. A ranhura profunda destina-se a pressões operacionais entre 0 e 1,500 psi, enquanto a ranhura rasa destina-se a pressões entre 1,500 e 2,500 psi. 31 Capítulo 1. Bombas de lama Pistões regulares (borracha natural)• Os chamados pistões Regulares são fabricados em borracha natural altamente resistente à abrasão e ao rasgamento. As borrachas são montadas sobre os mesmos corpos empregados para os pistões Supreme. Deste modo permitem trocas das borrachas a pressões inferiores a 2,500 psi. A borracha do Regular pode operar a temperaturas de até 180 ºF (82 ºC) e pressões de até 5,000 psi. O pistão Regular é recomendável para serviços com água doce e salgada, assim como para serviços com lamas à base de água, sobretudo com densidades menores ou iguais a 11 lbs/gal, e não deve ser empregado em sistemas com lamas de base oleosa ou sintética. Estes pistões não resistem a ataques químicos como outros pistões e não devem ser empregados em operações à base de produtos químicos. É importante ressaltar que o sistema de resfriamento deve fornecer um mínimo recomendável de 14 gal/min, ou mais, de vazão por pistão. Pistões• Flex Lip Trata-se de um pistão de estilo unificado com uma face de nitrilo. É resistente aos óleos e compatível com a maioria dos fluidos de perfuração atualmente em uso. Opera a temperaturas de até 210 ºF (99 ºC) e pressões de até 4,500 psi, sendo fabricado para emprego com bombas triplex de efeito simples e duplo. Recomendado também para sistemas com lamas à base de água com densidades de 11 lb/gal ou superiores. Pode ser empregado com certo sucesso para serviços com água doce ou salgada. O sistema de resfriamento deve fornecer um mínimo recomendável de 10 gal/min, ou mais, de vazão por pistão. Não deve ser utilizado em sistemas com alto teor de sólidos. Observe, a seguir, a tabela que apresenta a indicaçãoda aplicação dos pistões. 220 200 180 180 210225 Fl ex L ip Re gu la r Su pr em o G re en D ur o Bl ue L ig ht in g W hi te L ig ht in gExcelente Muito Bom Bom Ruim/NR Atributos Resistência à Abrassão Resistência ao Rasgamento Resistência a Óleos Resistência Química Resistência a Óleos Sintéticos Resistência à Temperatura Resistência à Extrusão Uso com Lamas Base-Óleo Uso com Lamas Base-Sintética Uso com Lamas Base-Água >#10 Uso com Lamas Base-Água >#10 Uso com Lamas Base-Água >#10 Uso com Lamas Base-Água >#10 Uso com Água Doce Uso em Água Salgada Uso em Meio com Baixo Teor de Sólidos Uso em Meio com Alto Teor de Sólido Características Lineares de Desgaste Uso com Camisas Cerâmicas Temperatura Máxima (Linha de Fluxo) Fonte: M anual de M anutenção FEPN A TIO N A L O ILW ELL 1.3.2.1. Procedimentos para o armazenamento de pistões Em curto prazo e dispostos em locais fechados e cobertos, os pistões e kits de borracha devem ser embalados e revestidos com tinta e inibidores de ferrugem. Estes materiais, se expostos ao tempo e a temperaturas elevadas, podem deteriorar-se. Além disso, devem ser mantidos em suas embalagens originais fechadas, isoladas da umidade do solo e em pisos elevados de concreto. Deve-se cuidar também para evitar a condensação no interior das embalagens, mantendo-os longe de fontes diretas de umidade. 33 Capítulo 1. Bombas de lama Pistões e kits de borrachas não devem ser armazenados em áreas muito quentes. Temperaturas mais baixas irão manter ou reduzir a taxa de envelhecimento do material. Quanto mais baixa a temperatura em que forem armazenados, mais longa será sua vida útil. Os pistões e kits de borracha devem ser armazenados fora da incidência direta da luz solar (radiação ultravioleta), distantes de solventes aromáticos, da umidade e de motores elétricos (produção de ozônio). Armazenados de maneira apropriada, os produtos de borracha preta (nitrilo, neoprene etc.) apresentarão uma vida útil de cinco anos a contar da data de fabricação. Todavia, sendo o armazenamento inadequado ou sob condições de calor mais elevadas, esta vida útil será diminuída de modo correspondente. Produtos de poliuretano apresentam uma vida útil de quatro anos a contar da data de fabricação, quando adequadamente armazenados, ou uma redução nesse período, quando estocados de maneira incorreta ou sob condições de calor elevado. atenÇÃo Os produtos de borracha preta ou de poliuretano não devem ser utilizados quando a idade real dos mesmos exceder a vida útil. Devem ser descartados (ou substituídos) se apresentarem uma coloração leitosa ou turva ou ainda se estiverem substancialmente mais rígidos do que peças similares mais novas. 34 Alta Competência 1.3.3. Camisas – cuidados gerais As camisas, apesar de apresentarem aparência robusta, não devem ser golpeadas diretamente. Em caso de necessidade do uso de martelos para encaixar uma camisa, recomenda-se colocar um pedaço de madeira entre a mesma e o martelo para que parte do choque seja absorvida, eliminando a possibilidade de deformações. A deformação pode provocar fissuras na manga ou no chapeamento de cromo. Antes da utilização deve-se remover qualquer inibidor de ferrugem de uma camisa. Eles podem ser prejudiciais ao material do pistão. A camisa e o pistão devem ser engraxados antes da montagem. Sempre certificar-se de que a gaxeta da camisa esteja ligeiramente engraxada e corretamente instalada. Normalmente, cada nova camisa fornecida pelo fabricante vem acompanhada da respectiva gaxeta. No momento da instalação da camisa, é sempre bom untar a gaxeta com um pouco de graxa para diminuir o risco de a mesma sair do lugar durante a montagem. Após a instalação da camisa é necessário fazer uma verificação para certificar-se de que a gaxeta está corretamente posicionada. Quando a instalação da camisa à bomba for realizada, a braçadeira ou luva (colar) da camisa deve ser apertada de acordo com a especificação. Logo após um tempo trabalhado, a camisa ficará assentada, o que pode afetar a tensão de aperto da luva ou braçadeira. Deste modo, deve- se apertar novamente a braçadeira de acordo com a especificação do fabricante. A falha neste procedimento pode ocasionar folga entre a camisa e a placa de desgaste, causando rompimento da gaxeta da camisa, bem como da gaxeta da placa de desgaste. 1.3.3.1. Camisas – tipos As camisas podem ser constituídas por diversos materiais e sua aplicação varia em função da resistência de seus materiais e do uso dos pistões. Existem camisas Cerâmicas, Supreme, Cromadas e Endurecidas por indução. 35 Capítulo 1. Bombas de lama A seguir, veremos esses tipos mais comuns de camisas utilizadas. Camisas cerâmicas• As camisas cerâmicas constituem atualmente o tipo mais nobre de camisas disponíveis. Temos visto que estas camisas operam satisfatoriamente para além da marca de 7.000 horas. Devido à dureza do revestimento cerâmico, elas se desgastam bem menos do que outros tipos. Sendo assim, temos um período operacional mais prolongado do pistão. Quando utilizadas em condições corretas, apesar de bem mais caras do que as comuns, o custo operacional pode ser bem menor a longo prazo. Deve-se ter bastante cuidado no manuseio e instalação das mesmas, evitando-se choques que possam ocasionar rompimento da superfície cerâmica. Durante a utilização, a principal causa de falha prematura de uma camisa cerâmica relaciona-se ao rompimento da superfície cerâmica na área de golpe do pistão. Isto é normalmente causado por um deslizamento irregular do corpo metálico contra a superfície cerâmica, que pode ser provocado por uma bomba desalinhada ou por um pistão mantido em operação por muito tempo após o início da falha. A ruptura da superfície é causada por fraturas microscópicas no material cerâmico, semelhantes a trincas em vidro e muito abrasivas em relação ao componente encaixante, no caso, o pistão. Corrosão, presença de sólidos, temperatura e propriedades químicas do fluido apresentam relativamente poucos efeitos sobre camisas cerâmicas. Durante o processo de montagem de pistões, deve-se tomar cuidado para que a sua parte metálica não descanse sobre a parte interna da camisa e provoque danos à mesma. Por vezes, em montagens iniciais, as paredes internas da camisa cerâmica passarão por um processo de “amaciamento”, o que fará com que o pistão se desgaste a uma velocidade mais rápida. Depois do primeiro pistão, a camisa estará amaciada e o conjunto pistão/camisa deverá oferecer uma expectativa de vida útil satisfatória. 36 Alta Competência Camisa • Supreme com manga de ferro cromo alto Este tipo de camisa é considerado mais nobre (comparada às outras camisas de ferro), com manga de ferro-cromo alto endurecido, instalada em uma carcaça de liga metálica ou de aço carbono. As camisas com mangas de ferro-cromo alto não possuem a mesma dureza do que as camisas cerâmicas. Alguns sólidos de perfuração possuem dureza superior à do ferro-cromo alto. Um tipo de falha prematura, neste caso, é denominado estriamento da camisa. Esta falha é causada pela presença de sólidos duros de perfuração, capturados entre o pistão e a parede interna da camisa. Estes sólidos causam estrias longitudinais nas paredes internas da mesma através de desgaste. Se não verificadas e corrigidas, estas estrias irão se desenvolver até chegar ao ponto em que a camisa é erodida e destruída. Recomenda-se, para retardar o crescimento de estrias e aumentar sua vida útil, rotacionar o conjunto pistão/haste cerca de ¼ de volta a cada parada da bomba. Agindo desta maneira, interrompe-se o padrão de desgaste e impede-se que as estrias atinjam profundidade suficiente para causar
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