Artigo Científico - DETECÇÃO DE FALHAS EM BOMBAS CENTRIFUGA ATRAVÉS DA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO

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A Engenharia transformando ideias em soluções inteligentes 
Anais do 2° COEN - Congresso de Engenharias - Universidade Federal de São João del-Rei - MG 
Anais do XII CONEMI - Congresso Nacional de Engenharia Mecânica e Industrial 
DETECÇÃO DE FALHAS EM BOMBAS CENTRIFUGA 
ATRAVÉS DA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO 
 
Tiago Alceu Coelho Resende 
(1)
 (tiagoalceuc@yahoo.com.br), Samuel Sander de Carvalho 
(1)
 
(sandercomputacao@yahoo.com.br), Sergio Luiz Moni Ribeiro Filho 
(1)
 (sergiolmrf@gmail.com), 
Junior das Graças Pereira 
(1)
 (jrclegrip@yahoo.com.br), Jorge Nei Brito 
(1)
 (brito@ufsj.edu.br) 
 
(1) Universidade Federal de São João del Rei (UFSJ) Departamento de Engenharia Mecânica (DEMEC) 
 
RESUMO: A disponibilidade operacional de uma planta depende totalmente do desempenho dos 
equipamentos dos rotativos, especialmente as bombas centrífugas. Uma bomba centrífuga trabalha 
transferindo energia cinética para o fluido e transformando-a em energia potencial. Esta ação é 
realizada empregando os conceitos do Princípio de Bernoulli, que descreve o comportamento de um 
fluido movendo-se ao longo de uma linha de corrente e traduz para os fluidos o princípio da 
conservação da energia. Este por sua vez estabelece que a quantidade total de energia em um sistema 
isolado permanece constante, ou seja, energia não pode ser criada nem destruída a energia pode ser 
apenas transformada. A melhor maneira de avaliar os efeitos do desgaste, o aumento das folgas, o 
desalinhamento e os defeitos mecânicos nas peças móveis é a medição da vibração do equipamento. 
E a melhor forma de relacionar a vibração medida com cada componente da máquina é através da 
Análise de Vibrações. O objetivo deste trabalho é apresentar as características da vibração da 
bomba centrífuga de polpa em função da falha registrada atuando na causa raiz do problema. 
 
PALAVRAS-CHAVE: Análise de Falhas, Bomba Centrífuga, Análise de Vibrações. 
 
DETECTION OF FAILURES IN CENTRIFUGAL PUMPS 
THROUGH THE VIBRATION ANALYSIS 
 
ABSTRACT: The operational availability of a plant depends entirely on the performance of rotating 
equipment, especially centrifugal pumps. A centrifugal pump works by transferring kinetic energy to 
the fluid and transforming it into potential energy. This action is performed using the concepts of 
Bernoulli's Principle, which describes the behavior of a fluid moving along a power line and fluids 
translates to the principle of conservation of energy. This in turn requires that the total amount of 
energy in an isolated system remains constant, i.e., energy can neither be created nor destroyed, 
energy can be transformed only. The best way to evaluate the effects of wear, increased clearances, 
misalignment and mechanical defects in moving parts is to measure the vibration of the equipment. 
And the best way to relate the vibration measured with each component of the machine is through 
Vibration Analysis. This work is characteristic of the vibration of the centrifugal pump as a function 
of pulp failure recorded in acting root cause of the problem. 
 
KEYWORDS: Failure Analysis, Centrifugal Pump, Vibration Analysis. 
 
2° COEN - UFSJ 
XII CONEMI 
São João del-Rei, Minas Gerais, 02 a 05 de Outubro de 2012 
 
 
 
A Engenharia transformando ideias em soluções inteligentes 
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1. INTRODUÇÃO 
As bombas centrífugas ou turbo-bombas são também conhecidas como bombas 
hidrodinâmicas ou rotodinâmicas. Este tipo de bomba é o mais utilizado para bombear 
líquidos, seja no saneamento básico, na irrigação de lavouras, nos edifícios residenciais, na 
indústria em geral, elevando, pressurizando ou transferindo líquidos de um local para outro. 
Embora a força centrífuga seja uma ação particular das forças de inércia ela dá o nome a esta 
classe de bombas. 
Nas indústrias de processos e usinas termonucleares, por exemplo, os altos níveis de 
vibrações em equipamentos rotativos são indícios de problemas mecânicos como desgaste e 
desalinhamento causando, inclusive, perda de eficiência. Portanto, essas fontes de vibração 
devem ser identificadas e eliminadas ou minimizadas a níveis aceitáveis, tanto quanto 
possível. Isto é realizado através de um acompanhamento do estado de cada equipamento vital 
para a operação da planta, com base em dados técnicos, podendo muitas das vezes ocorrer 
numa melhoria de projeto dos equipamentos afetados. 
Segundo Santos (2007), os equipamentos rotativos, tais como bombas centrífugas, 
recebem esforços dinâmicos produzidos internamente. Estes esforços geram tensões que 
podem ter efeitos negativos. Se os mesmos funcionam dentro dos requisitos de trabalho para 
os quais foram projetados, principalmente em relação a folgas e desalinhamentos, a vibração 
será mantida em níveis aceitáveis, consequentemente os níveis de tensões serão aceitáveis 
também, assegurando o desempenho esperado e a vida útil. 
Para uma análise inicial este sinal pode ser representado com base em um valor global 
para a vibração medida nos pontos críticos. Uma análise mais apurada é feita através do 
espectro de vibração, a fim de obter um diagnóstico mais preciso. 
A melhor maneira de avaliar os efeitos do desgaste, o aumento das folgas, o 
desalinhamento e os defeitos mecânicos nas peças móveis é a medição da vibração do 
equipamento. E a melhor forma de relacionar a vibração medida com cada componente da 
máquina é através da Análise de Vibrações. 
O objetivo deste trabalho é apresentar as características da vibração da bomba 
centrífuga de polpa em função da falha registrada atuando na causa raiz do problema. 
 
2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO 
Uma bomba centrífuga trabalha transferindo energia cinética para o fluido e 
transformando-a em energia potencial, seja esta de posição ou, mais frequentemente, de 
pressão no bocal de descarga da bomba. Esta ação é realizada empregando os conceitos do 
Princípio de Bernoulli, que descreve o comportamento de um fluido movendo-se ao longo de 
uma linha de corrente e traduz para os fluidos o princípio da conservação da energia. Este por 
 
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sua vez, estabelece que a quantidade total de energia em um sistema isolado permanece 
constante, ou seja, energia não pode ser criada nem destruída: a energia pode apenas ser 
transformada. 
A potência a ser fornecida é externa à bomba, seja um motor elétrico, um motor a 
diesel, uma turbina a vapor etc. 
Acionada mecanicamente por um eixo rotativo, a rotação do rotor da bomba transfere 
energia para o fluido através das palhetas do rotor. O fluido entra na bomba por um bocal de 
sucção, uma cavidade interna de diâmetro menor, a partir de onde escoa em direção ao 
diâmetro externo, bocal de recalque, pelos canais formados entre as palhetas do rotor. A 
transferência de energia pode ser efetuada por um ou mais rotores que giram dentro do corpo 
da bomba, movimentando o fluido e transferindo a energia para este. A energia é em grande 
parte cedida sob a forma de energia cinética aumentando a velocidade e esta pode ser 
convertida em energia de pressão. 
A energia cedida ao fluido se apresenta sob a forma de diferença de pressão entre a 
sucção e o recalque da bomba. Esta energia específica (energia por unidade de peso) é 
conhecidacomo altura manométrica total (Hman). Em função desta transferência de energia 
pode-se elevar, pressurizar ou transferir fluidos. 
A forma mais frequente de recuperação de energia nas partes não rotativas é uma 
carcaça com formato encaracolado, conhecido como voluta. Outra forma usual de dispositivo 
recuperador de energia é uma série de palhetas estáticas, chamada de difusor. O difusor com 
palhetas pode ser seguido de um canal de retorno, que dirige o fluido a outro rotor, ou a um 
coletor espiral, muito semelhante a uma voluta. 
A energia transferida pela bomba centrífuga ao fluido é função do diâmetro do rotor, 
da rotação de acionamento e do projeto do rotor. Se a descarga requer uma energia ainda mais 
alta que a fornecida pela bomba ao fluido, não há escoamento. Neste caso o fluido é somente 
pressurizado. 
Uma bomba centrífuga necessita ser selecionada com vistas a uma aplicação 
específica. A simples instalação de uma bomba centrífuga em uma instalação hidráulica não 
garante o funcionamento da mesma. A aplicação requer adequação entre a bomba instalada, o 
sistema de tubulações, empregado e do manancial superidor do fluido bombeado. 
 
3. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS 
 Os seguir tem-se os parâmetros que caracterizam uma bomba centrífuga. 
 A vazão bombeada (Q). 
 A altura manométrica total (Hman). 
 A potência absorvida (P). 
 
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 A eficiência, ou rendimento (η). 
 O diâmetro externo do rotor (D). 
 A carga positiva na sucção, ou NPSH requerido. 
 A velocidade de acionamento (n). 
Na Figura 1 tem-se os componentes de uma bomba centrifuga. 
 
FIGURA 1. Componentes de uma bomba centrífuga. 
 
A NPSH, carga líquida positiva de sucção ou carga positiva de sucção (do inglês Net 
Positive Suction Head) é a energia (carga) medida em pressão absoluta disponível na entrada 
de sucção de uma bomba hidráulica. Em qualquer seção transversal de um circuito hidráulico 
genérico o parâmetro NPSH mostra a diferença entre a pressão atual de um líquido em uma 
tubulação e a pressão de vapor do líquido a uma dada temperatura. 
O NPSH disponível refere-se à "carga energética líquida e disponível na instalação" 
para permitir a sucção do fluido, ou seja, diz respeito às grandezas físicas associadas à 
instalação e ao fluido. Esse NPSH deve ser estudado pelo projetista da instalação. 
O NPSH requerido é a "carga energética líquida requerida pela bomba" para promover 
a sucção. Esse NPSH é objeto de estudo do fabricante, sendo fornecido graficamente através 
de catálogos. 
Observa-se, portanto, que a energia disponível na instalação para sucção deve ser 
maior que a energia requerida pela bomba, logo NPSH disponível ≥ NPSH requerido. Caso 
contrário, haverá cavitação em decorrência de uma sucção deficiente. 
 
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3.1. As curvas características de altura manométrica total 
 Na aplicação de bombas centrífugas emprega-se, essencialmente duas curvas 
características: a curva característica da bomba e a curva característica do sistema hidráulico. 
 Curva característica da bomba: representa a energia cedida pela bomba ao fluido 
em função da vazão bombeada; 
 Curva característica do sistema hidráulico: representa a energia requerida do fluido 
pelo sistema hidráulico - composto por desníveis, diferenças de pressão, canais, tubos, 
válvulas ou registros - em função da vazão que atravessa o sistema. 
Na Figura 2 tem-se a Curva Característica da Bomba (CCB), cor azul, e a Curva 
Característica do Sistema (CCS), cor vermelha. 
 
FIGURA 2. Curvas características de uma bomba centrífuga e de um sistema aberto. 
 
Empregam-se curvas características para as bombas porque o comportamento das 
bombas centrífugas é complexo. Geralmente é representado sob a forma de uma curva 
apresentando a altura manométrica total em função da vazão bombeada. Às vezes a curva 
característica da bomba é chamada de curva H-Q. Frequentemente é apresentada na forma de 
gráfico pelos fabricantes. Outras vezes a relação é apresentada sob forma de uma tabela, que 
nada mais é que uma seleção de pontos sobre a curva característica da bomba. 
O comportamento do sistema hidráulico de bombeamento é composto por desníveis; 
diferenças de pressão; atrito entre o fluido e o sistema de bombeamento e mudanças de 
velocidade do fluido. 
Este comportamento pode ser representado, da mesma forma, em um diagrama onde 
apresenta-se a energia requerida do fluido em função da vazão dentro do sistema hidráulico. 
Fazendo-se isto, para diversos valores da vazão bombeada, e representando a altura 
 
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manométrica total requerida em função da vazão, obtém-se a curva característica do sistema. 
Além da denominação curva característica do sistema é frequente a menção à curva do 
sistema. 
Na Figura 2 o deslocamento da curva vermelha do eixo horizontal representa o 
desnível geométrico, geralmente uma diferença de cotas que é o objetivo da instalação de 
bombeamento vencer. Pode, no entanto, ser uma diferença de pressões a ser vencida pela 
instalação de bombeamento, como ocorre em uma instalação de alimentação de uma caldeira. 
O aumento da energia requerida para o fluido passar pelo sistema, à medida que a vazão 
aumenta, é devido ao atrito entre o fluido e as paredes ou a mudanças de velocidade ocorridas 
dentro do sistema. 
A vazão e a altura manométrica total na qual a bomba centrífuga e o sistema 
hidráulico encontram o equilíbrio permanente - enquanto a bomba estiver ligada - é o ponto 
onde a curva da bomba, em azul, intercepta a curva do sistema (em vermelho). Este ponto é 
denominado ponto de operação. 
Com frequência os fabricantes publicam curvas impressas apresentando as curvas H-Q 
para uns poucos diâmetros do rotor em uma rotação próxima à dos motores elétricos 
comerciais existentes no mercado. Pode-se empregar qualquer diâmetro entre os valores 
máximo e mínimo, cobrindo assim uma quantidade maior de aplicações. 
Na Figura 3 tem-se uma representação esquemática de uma bomba centrífuga de 
sucção positiva (a) e sucção negativa (b). 
 
 
 
FIGURA 3. Bomba Centrífuga: (a) Sucção positiva. (b) Sucção negativa ou afogada. 
(b) (a) 
 
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4. INTRODUÇÃO A ANÁLISE DE VIBRAÇÃO 
O caso prático apresentado neste trabalho teve como um dos principais motivos a 
vibração como causa da falha de uma bomba. A análise de vibrações é uma das principais 
técnicas de Manutenção Preditiva para avaliar o estadode um equipamento. 
Segundo Almeida (2003) pode-se afirmar que o nível de vibração depende da 
intensidade da força e sua direção. Contudo, o nível de vibração depende também da 
flexibilidade que a carcaça da bomba tem em determinada frequência, em função da 
característica de resposta da mesma às forças de vibração. Estas forças têm suas frequências 
de excitação e, na medida em que elas se aproximam da frequência natural do equipamento, 
maior será a amplitude de vibração. Este comportamento vibratório é denominado de 
ressonância, que representa a maior flexibilidade dinâmica do corpo do equipamento em 
função dessa frequência natural. 
A flexibilidade em certa frequência é chamada de mobilidade. Por esta razão, uma 
bomba ou um equipamento é dinamicamente mais rígido, ou mais flexível, em uma 
determinada direção, de acordo com a frequência de excitação. 
A implementação da análise de vibrações de equipamentos tornou-se possível graças 
ao desenvolvimento de instrumentos de análise, denominados analisadores de sinais 
dinâmicos em tempo real. 
Na Análise de Vibrações pelo Nível Global, o controle do estado do equipamento é 
realizado com base em valor global de vibração medido na carcaça da máquina. Esse valor 
representa uma medida do nível de amplitude do seu sinal vibratório. No caso de inspeções 
dinâmicas realizadas pela manutenção preditiva, as normas técnicas internacionais definem 
critérios para um valor global. As medições de velocidade em RMS (do inglês Root Means 
Square) são amplamente usadas para medidas de severidade de vibração. Isto é devido ao fato 
da velocidade de vibração estar relacionada à energia vibratória. Portanto, ela é uma medida 
de efeito destrutivo da vibração. Um determinado nível de velocidade também significa 
estresse constante para construções geometricamente similares, vibrando no mesmo modo, 
Broch (1980). 
Deve-se medir periodicamente a vibração dos equipamentos. Um repentino aumento 
na taxa de variação acarreta ao equipamento uma anormalidade no seu comportamento 
vibratório. 
Na Análise de Vibrações pelo espectro de frequências o sinal de vibração é a 
resposta da estrutura às excitações dinâmicas decorrentes do funcionamento da máquina. Esta 
técnica revela a presença de amplitudes nas frequências associadas àquelas excitações. No 
espectro de vibrações podem ser identificadas as frequências de funcionamento de cada 
componente da máquina. 
 
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A principal frequência é a do giro de eixo do acionamento da máquina, chamada de 
frequência fundamental. Outras frequências são também identificadas, como frequência de 
passagem das pás do impelidor de uma bomba, de engrenamentos etc. 
Estas são frequências síncronas porque estão relacionadas diretamente com a rotação 
de acionamento da máquina. Com base nestas frequências, foram feitos acompanhamentos 
com periodicidades pré-definidas na rota de monitoramento. Quando ocorre uma variação 
qualquer na amplitude de uma dessas frequências, ou caso se observa o aparecimento de 
outras frequências com amplitudes elevadas, o evento pode ser caracterizado como um defeito 
do componente relacionado com essa frequência. 
O acompanhamento preditivo de máquinas ou equipamentos rotativos por análise de 
vibração pode ser dividido em três etapas conforme apresentado a seguir. 
 Etapa 1 - Aquisição de Dados: Conversão das vibrações geradas pela máquina em 
sinais elétricos, através de sensores ou transdutores. 
 Etapa 2 - Processamento dos Sinais: Em analisadores e/ou programas de 
Manutenção Preditiva, os sinais "brutos" são convertidos em dados digitais e 
manipulados para se obter informações significativas para a avaliação das vibrações e 
definição da sua causa dominante. 
 Etapa 3 - Avaliação da Condição: É a fase de decisão, no qual os dados são 
comparados com dados de referência ou "assinaturas", dados anteriores e/ou limites de 
alarme estabelecidos por normas, fabricantes ou consultores, visando à avaliação da 
condição dos equipamentos e a tomada de decisões sobre a necessidade de 
intervenções. Nesta fase, conceitos de confiabilidade são largamente empregados. 
 
5. DEFEITOS DE FUNCIONAMENTO E SUAS EVENTUAIS CAUSAS 
 Na Figura 4 tem-se alguns defeitos comuns de bombas centrífugas. Na 
Tabela 1 tem-se a relação dos principais defeitos e eventuais causas nas bombas centrífugas. 
 
FIGURA 4. Poços de sucção com turbulência: Soluções possíveis. Fonte KBS. 
 
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TABELA 1. Causas e defeitos de bombas centrífugas. 
 
Defeitos 
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Causas 
A bomba não está escorvada. X X 
Excesso de pressão na câmara de gaxeta. X X X 
Altura geométrica de sucção negativa 
muito elevada. 
X X X X 
Insuficiente altura geométrica de sucção 
positiva, quando bombeado água quente. 
X X X X 
Tubulação de equilíbrio do empuxo axial 
inexistente ou com registro fechado. 
 X 
Bolsas de ar na tubulação de sucção X X X 
Entrada de ar na tubulação de sucção X X 
Entrada de ar na bomba, através da caixa 
de gaxetas. 
 X X 
Válvula de PE sub-dimencionada X X 
Insuficiente submergência da tubulação de 
sucção. 
X X X X 
Ligação do líquido de 
selagem/lubrificação das gaxetas entupido 
ou sem passagem de líquido. 
 X 
Anel cadeado posicionado erradamente na 
caixa de gaxeta. 
 X X 
Rotação muito baixa. X X 
Rotação muito alta. X 
Sentido de rotação errada. X X X 
Altura manométrica total do sistema 
demasiadamente elevada em relação à 
bomba. 
X 
Altura manométrica total do sistema 
menor do que aquela para a qual a bomba 
foi fornecida 
 X 
Peso específico do líquido diferente 
daquele para o qual a bomba foi 
fornecida. 
 X 
 
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TABELA 1. Causas e defeitos de bombas centrífugas. (Continuação).Viscosidade do líquido diferente da 
daquele para o qual a bomba foi 
fornecida. 
 X 
Operação com vazão insuficiente para a 
bomba. 
 X X 
Corpos estranhos no rotor. X X 
Desalinhamento. X X X X X 
Fundação inadequada X 
Eixo empenado. X X X X X 
Rotor raspando na carcaça. X X X X 
Mancais gastos. X X X X 
Anéis de desgaste gastos X X 
Rotor danificado X X 
Junta do corpo da bomba defeituosa, 
permitindo vazamento 
 X 
Eixo ou luva protetora do eixo gasta ou 
com sulcos 
 X X 
Engaxetamento erroneamente instalados. X X X 
Tipo de gaxeta inadequado as condições 
de serviço 
 X X 
Eixo fora do centro, por motivo de 
mancais gastos ou desalinhados. 
 X X X X X 
Desbalanceamento do rotor, causando 
vibrações. 
 X X X X 
Aperta-gaxetas muito apertado, 
impedindo a lubrificação do 
engaxetamento. 
 X 
Falha no sistema de água de 
refrigeração/lubrificação caixa de gaxetas. 
 X X 
Folga excessivamente grande entre o eixo 
ou luva e a carcaça, no fundo da caixa de 
gaxeta. 
 X X 
Sujeira ou substâncias abrasivas em 
suspensão no líquido de refrigeração / 
lubrificação das gaxetas, provocando o 
desgaste do eixo ou luva protetora 
 X X 
Empuxo excessivo causados por falhas 
mecânicas dentro da bomba. 
 X X X 
 
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 Na Tabela 2 tem-se a relação dos principais defeitos e correções nas bombas 
centrífugas. 
 
TABELA 2. Defeitos e correções em bombas centrífugas. 
Defeitos Correções 
A bomba não está escorvada. 
A bomba e a tubulação de sucção devem ser enchidas. 
Verificar a válvula de pé e as conexões quanto a vazamento 
Excesso de pressão na câmara de 
gaxeta. 
Deve ser verificada a tubulação de equilíbrio da pressão. 
Idem para as vedações internas de acesso a câmara de 
gaxeta. 
Altura geométrica de sucção negativa 
muito elevada. 
Devem ser verificadas as perdas de carga na tubulação de 
sucção. Deve ser calculado o NPSH disponível na 
instalação e comparado com o NPSH requerido da bomba. 
Se necessário, diminua a altura de sucção. 
Insuficiente altura geométrica de 
sucção positiva, quando bombeado 
água quente. 
Deve ser verificado se a água quente está se convertendo 
em vapor. Use um manômetro; se a água se move 
descompassadamente é sinal de demasiada formação de 
vapor. A baixa pressão no flange de sucção pode fazer com 
que a água se converta em vapor a uma temperatura 
consideravelmente mais baixa que a normal, com a 
consequente diminuição de altura geométrica de sucção 
positiva, podendo tornar-se nula. A pressão requerida 
depende da temperatura da água, capacidade de bomba e 
tipo de rotor; por isso a bomba deverá ter as características 
necessárias ao serviço de água quente. Calcular o NPSH 
disponível (da instalação) é comparar com NPSH requerido 
(da curva da bomba). 
Tubulação de equilíbrio do empuxo 
axial inexistente ou com registro 
fechado. 
Deve ser instalada uma tubulação e eliminado o registro 
Bolsas de ar na tubulação de sucção 
Sendo sucção negativa, deve ser verificado se a tubulação 
de sucção está com aclive no sentido da bomba. Quando for 
sucção positiva, deve ser verificado o declive da tubulação 
em relação à bomba. Também se a redução, na boca de 
sucção, é do tipa excêntrico e com sua parte horizontal no 
plano superior. 
Entrada de ar na tubulação de sucção 
Deve ser verificando o alinhamento da tubulação e o estado 
das conexões quanto à entrada de ar. 
Entrada de ar na bomba, através da 
caixa de gaxetas. 
Deve ser verificado o aperta-gaxeta até fluir o líquido 
bombeado. Deve ser trocada a gaxeta, se necessário. Deve-
se verificar as tubulações auxiliares e a posição do anel 
cadeado. 
Válvula de PE sub-dimencionada 
Deve ser verificado o estado da válvula quando a 
entupimento. A área útil de passagem deverá ser de uma e 
meia vez a área do tubo. Usando-se filtro, ou crivo, a área 
útil de passagem deverá ser de três a quatro vezes a área do 
tubo de sucção. 
 
 
 
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TABELA 2. Defeitos e correções em bombas centrífugas. (Continuação). 
Insuficiente submergência da 
tubulação de sucção. 
Se o tubo de sucção não puder ser rebaixado ou se houver 
redemoinho na zona de aspiração causando a entrada de ar, 
deve ser feito uma proteção com uma prancha de madeira. 
Isto elimina o turbilhonamento. 
Ligação do líquido de 
selagem/lubrificação das gaxetas 
entupido ou sem passagem de líquido. 
Deve ser verificado e limpo o tubo ou deve ser regulada a 
válvula de controle deste fluxo. 
Anel cadeado posicionado 
erradamente na caixa de gaxeta. 
Deve ser reposicionado o anel corretamente. 
Rotação muito baixa. 
Deve ser verificado se o motor está devidamente ligado a 
linha e recebendo plena voltagem. O motor pode estar com 
uma fase aberta ou a frequência da rede demasiadamente 
baixa. 
Rotação muito alta. 
Deve ser verificado se a rotação do motor confere com a do 
sistema (a potência requerida por uma bomba centrífuga 
varia com o cubo da rotação). 
Sentido de rotação errada. 
Deve ser comparado o sentido de rotação do motor com o 
sentido de rotação da seta localizada na bomba. Se errada, 
inverta duas fases do motor com a linha. 
Altura manométrica total do sistema 
demasiadamente elevada em relação à 
bomba. 
Deve ser verificado se as válvulas estão totalmente abertas, 
deve ser calculadas perdas de carga na tubulação e nas 
válvulas. Se forem demasiadas, um tubo de diâmetro maior 
corrigirá a deficiência. 
Altura manométrica total do sistema 
menor do que aquela para a qual a 
bomba foi fornecida 
Deve ser reduzido o diâmetro do rotor à medida 
devidamente calculada ou de acordo com as condições das 
curvas características da bomba. Pode-se ajustar a vazão 
através do registro de recalque. 
Peso específico do líquido diferente 
daquele para o qual a bomba foi 
fornecida. 
Deve ser substituído o motor de acordo com a nova carga 
hidráulica. 
Viscosidade do líquido diferente da 
daquele para o qual a bomba foi 
fornecida. 
Deve ser substituído o motor de acordo com a nova carga 
hidráulica. 
Operação com vazão insuficiente para 
a bomba. 
Deve ser aumentada a vazão. 
Corpos estranhos no rotor. A bomba deve ser desmontada e totalmente limpa. 
Desalinhamento. 
Deve ser verificado e corrigido o alinhamento da bomba e 
do motor. 
Fundação inadequada 
Deve ser construído uma fundação adequada, de acordo 
com o peso e potência do conjunto motor-bomba. 
Eixo empenado. 
Deve ser corrigido e substituído os eixos de acordo com a 
deformação. 
Rotor raspando na carcaça. 
A carcaça poderá ter sido deformada pelo peso da tubulação 
indevidamente apoiada. Eixo empenado poderá ser a causa. 
Mancais gastos. 
Devem ser substituídos os mancais e verificado o estado do 
eixo. 
Anéis de desgaste gastos Devem ser substituídos anéis e verificado o estadodo rotor. 
Rotor danificado 
Devem ser reparado e substituído o rotor, assim como 
verificado e corrigido a causa da avaria. 
 
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TABELA 2. Defeitos e correções em bombas centrífugas. (Continuação). 
Junta do corpo da bomba defeituosa, 
permitindo vazamento 
Deve ser substituída a junta de acordo com a especificação 
do fabricante. 
Eixo ou luva protetora do eixo gasta 
ou com sulcos 
Indica o uso contínuo de gaxetas demasiadamente apertadas 
ou líquido de selagem/lubrificação inadequados. Deve ser 
substituída a luva protetora do eixo feito novo 
engaxetamento e providenciado o líquido de selagem 
adequado. 
Engaxetamento erroneamente 
instalados. 
Verifique o estado das gaxetas. Devem ser feito o 
engaxetamento corretamente e/ou recolocado 
adequadamente em relação ao anel cadeado 
Tipo de gaxeta inadequado as 
condições de serviço 
Deve ser substituída as gaxetas de acordo com as 
especificações do fabricante. 
Eixo fora do centro, por motivo de 
mancais gastos ou desalinhados. 
Devem ser verificadas as condições do eixo e o estado dos 
mancais, substituindo-os se necessário 
Desbalanceamento do rotor, causando 
vibrações. 
Devem ser verificados e trocados, se necessário os anéis de 
desgastes traseiro e dianteiro. Balancear o rotor. 
Aperta-gaxetas muito apertado, 
impedindo a lubrificação do 
engaxetamento. 
Deve ser ajustado o aperta-gaxetas, o suficiente para fazer a 
água de lubrificação fluir nas gaxetas. 
Falha no sistema de água de 
refrigeração/lubrificação na caixa de 
gaxetas. 
Bombas de grande vazão são providas de dispositivos para 
selagem / lubrificação da caixa de gaxetas. A água passa 
através do mecanismo de redução de pressão, cujo o mau 
funcionamento é, na maioria das vezes, a causa da 
irregularidade. 
Folga excessivamente grande entre o 
eixo ou luva e a carcaça, no fundo da 
caixa de gaxeta. 
Deve ser substituída a luva protetora, com a folga original. 
Sujeira ou substâncias abrasivas em 
suspensão no líquido de refrigeração / 
lubrificação das gaxetas, provocando o 
desgaste do eixo ou luva protetora 
Quando o líquido trabalhado pela bomba contiver, 
permanentemente: lama, terra, pó de cascalho ou outro 
elemento prejudicial ao engaxetamento, o recurso será 
prover uma fonte independente de água limpa para 
refrigerar/lubrificar as gaxetas, ou instalar, na tubulação 
externa de condução de água de lubrificação/refrigeração, 
um filtro de malha fina. 
Empuxo excessivo causados por falhas 
mecânicas dentro da bomba. 
Deve ser instalada uma tubulação e eliminado o registro 
Quantidade excessiva de graxa ou óleo 
nos depósitos dos mancais. 
Quando for lubrificação a graxa deve ser colocada somente 
a quantidade recomendada pelo manual de serviço do 
fabricante. Em bombas com lubrificação a óleo o nível 
correto corresponde a linha de centro da esfera ou rolete 
inferior. 
Falha de lubrificação. Deve ser conservado sempre lubrificante no nível indicado. 
Mancais erroneamente colocados 
(danificados durante a montagem ou 
uso de mancais não casados). 
Devem ser verificados a colocação e o estado dos mancais. 
Certos tipos de mancais, tais como: com rolamento de 
contato angular e de escora, possuem posições definidas 
(sentido de empuxo axial). 
Sujeira nos mancais. 
É a principal causa de falha no funcionamento dos mancais. 
Ao primeiro sinal de sujeira ou água no lubrificante, o 
mesmo deverá ser removido e limpo. Relubrificar de acordo 
com recomendações do fabricante. 
 
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6. CASO PRÁTICO 
 Esse estudo de caso trata-se de uma análise de falha da bomba centrífuga de polpa 
(BP-MO-101R), causada pela falha de seu mancal. 
 O mancal dessa bomba apresentou uma vida útil muito abaixo do esperado. O uso da 
técnica de análise de vibração evidenciou o fenômeno responsável por esse acontecimento. O 
diagnóstico preditivo foi fundamental na decisão de retirada do equipamento para 
manutenção. No dia 23/12/2010 verificou-se a falha prematura evidenciada pela forma onda 
característica apresentado pelo espectro da Figura 5. 
 
 
FIGURA 5. Espectro de vibrações do mancal. 
 
6.1. Fixação Incorreta do Mancal 
 As marcas encontradas no mancal indicam que o mesmo foi montado incorretamente. 
A superfície apresentou sinais de incrustações provenientes de falta de limpeza no "berço". 
Deve-se ressaltar que os parafusos de fixação não estão sendo torqueados corretamente. Esse 
tipo de mancal é montado por arruelas e porcas. Dinamicamente desenvolvem-se forças 
centrífugas provenientes da excentricidade do centro de massa da bomba em relação ao centro 
geométrico do mancal. Normalmente a direção predominante da força transmitida possui 
direção radial. Com aplicação de torque, utilizando chaves de impacto, a intensidade da força 
axial de aperto não é bem distribuída ao longo dos componentes. Na Figura 6 tem-se a fixação 
do mancal antes e após a desmontagem. 
 
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(a) (b) © 
 FIGURA 6. Fixação do mancal (a). Mancal com falha (b) e (c). 
 
6.2. Aparência Visual da Graxa 
 A graxa utilizada para lubrificação dos rolamentos apresentou coloração diferente do 
produto original, conforme mostrado na Figura 7. O escurecimento da mesma acontece 
quando o óleo base do composto está em níveis acentuados de oxidação. A aceleração dessa 
reação está ligada a um fluxo de calor gerado durante o funcionamento do equipamento. 
Houve a catalisação da reação onde a energia de ativação foi reduzida drasticamente. 
 
 
(a) (b) (c) 
 FIGURA 7. Graxa nova (a). Graxa oxidada (b) e (c). 
 
 
 
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6.3. Lubrificante em Excesso 
 A caixa de mancal apresentou elevado volume de lubrificante. O atrito interno 
molecular é elevado devido ao fluxo reverso criado durante o cisalhamento do fluido. Esse 
ocorre em regime turbulento. Entretanto, a elevação da intensidade do diferencial de potencial 
térmico, deve-se a pressão hidrodinâmica criada no interior do componente hermeticamente 
fechado. 
 O processo de troca térmica do lubrificante é afetado. Como consequência ocorre a 
redução da folga interna radial dos rolamentos, além de acelerar o processo de oxidação do 
fluido. Referente à redução da folga interna radial, o filme fluídico é afetado podendo gerar 
concentrações de partículas de desgaste tribológico elevadas. Uma vez que tende-se retornara 
graxa a sua forma de maior estabilidade química, criam-se compostos (verniz, borras) que são 
responsáveis pelo fenômeno de corrosão, além de saturar determinados aditivos do produto, 
conforme mostrado na Figura 8. 
 
 
 FIGURA 8. Verniz e borras causadas pela graxa oxidada. 
6.3. Rolamentos 
 Existem marcas de oxidação causadas por contaminação por água, Figura 9. 
Também existem várias marcas de desgaste nos rolamentos, onde o mecanismo de geração 
das mesmas está relacionado a desalinhamento, Figura 10. Essas estão distribuídas ao 
longo de toda extremidade do anel externo em um dos rolamentos de rolos cônicos. No 
rolamento de rolos cilíndricos também existem as mesmas características. 
A oxidação encontrada nos anéis externos dos rolamentos deve-se ao uso e 
aplicação inadequada de gaxetas. Na maioria da vezes a água de refrigeração da caixa é 
bastante abrasiva. Utilizando vedações com propriedades inadequadas, assim como perfil 
de montagem incorreto, ocorre projeção de água sobre os labirintos, que 
consequentemente penetra na caixa. 
 
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FIGURA 9. Marcas de oxidação. 
 
 
FIGURA 10. Marcas de desgaste. 
 
 Através de todas as evidências constatadas, verificou-se que a causa desta falha 
está diretamente relacionada com a excentricidade entre os alojamentos dos rolamentos. 
Entretanto, para confirmar o fato, é necessário quantificar o valor dessa irregularidade. O 
meio utilizado foi através da mandriladora de solo Nomura. Através de um sensor óptico, 
foi fixado o referencial cartesiano em um dos centros dos alojamentos. Após adotar a 
origem, girou-se a mesa a 180º para verificar a concentricidade entre os furos na direção 
vertical (eixo y) e horizontal (eixo x). Foi confirmado que esses estavam excêntricos, 
conforme mostrado na Figura 11. 
Essa excentricidade foi gerada durante a recuperação do mancal no último reparo 
realizado. Após usinar um dos lados, o componente é removido para nova fixação no torno 
convencional. 
A falha está ligada nesse método de usinagem pois impossibilita adotar o mesmo 
referencial cartesiano para furos opostos. Na Figura 12 tem-se os valores encontrados. 
 
 
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FIGURA 11. Mandrilhadora de solo Nomura. 
 
FIGURA 12. Excentricidade correta e a encontrada no alojamento do rolamento. 
 
6.4 Medidas Tomadas 
 Revisão do processo de recuperação do mancal. Uso de mandriladora nessa etapa. 
 Modificação da graxa de acordo com as variáveis de trabalho. 
 Revisão dos desenhos de acordo com o projeto original. 
 Utilização do volume correto de lubrificante através da revisão do plano de 
lubrificação. 
 
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 Torque dos parafusos de fixação do mancal no berço. 
 Revisão da gaxeta usada de acordo com a aplicação. 
 Treinamentos de lubrificação. 
 Treinamentos de vedação. 
 
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 Os níveis altos de vibração verificados nestas bombas reduziram com as ações 
preventivas alcançadas através dos diagnósticos obtidos pela análise de vibrações, mitigando 
as ocorrências de falhas nos mancais e eixo das bombas. As intervenções corretivas reduziram 
e a disponibilidade operacional do sistema aumentou. A economia gerada pela manutenção 
preditiva é importante indicador para assegurar a continuidade da aplicação dessa técnica. 
Para alcançar este resultado, é necessário quantificar o efeito das atividades em valores 
monetários. Porém, na manutenção preditiva, as falhas são corrigidas antes de ocasionar os 
prejuízos. Essa redução de custo nem sempre pode ser mensurada com precisão. Em geral, 
estima-se o valor de uma eventual ação emergencial evitada por uma intervenção anterior 
preventiva. 
 É interessante notar que alguns usuários literalmente esperam que uma bomba falhe 
após um determinado período. Eles agora percebem que o tempo de campanha ou Tempo 
Médio Entre Falhas (TMEF) pode ser maximizado. Custa muito caro uma falha em uma 
bomba. Para uma solução definitiva do problema, é essencial que, a causa raiz (básica) do 
problema seja identificada. Uma vez que a causa básica seja conhecida e compreendida, uma 
sequência de ações é tomada para resolver o problema. Cada ação deve ser lembrada como 
uma possível causa básica usando dados históricos e mecanismos de falha, tais como Força, 
Tempo, Temperatura e Ambiente Nocivo, Isto leva à identificação de como e porque ocorreu 
a falha. 
 
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
ALMEIDA, M. T., Análise de Vibrações I: Medidas e Diagnósticos, 1ª edição, Itajubá: 
FUPAI, 2003. 
BROCH, J. T., Mechanical Vibration and Shock Measurements, 2nd edition, Soborg, K. 
Laren & Son A/S (Bruel & Kjaer), 1980. 
DUARTE, Ronaldo. Manual de Treinamento / Manutenção (KSB). 6ª edição, Junho de 
1994. 
SANTOS, Derly Ferreira dos. Monitoramento e Diagnóstico de Defeitos Em Um Grupo de 
Bombas Centrífugas Com Base Em Análise De Vibração. Trabalho de Conclusão de Curso, 
Rio De Janeiro, RJ - Brasil, Junho de 2007.