Análise de Causas em Bombas Centrífugas

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Análise de causas básicas - Bombas centrífugas 
 
 
 Quase sempre, a parte danificada ou o equipamento inteiro é trocado quando 
uma bomba falha sem que se faça uma análise do porque da falha. Qualquer que seja 
a ação correta, ela quase sempre é uma solução temporária, e a probabilidade da 
bomba falhar pela mesma razão é a alta. Devido ao alto custo de manutenção, peças 
e lucro cessante, esta prática de simples troca não é mais aceitável. 
 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 (ver abaixo) 
 
 
Custo típico de uma falha recorrente: 
 
Tipo: Bomba de processo sucção 
Fluído: Ácido Nítrico a 20% 
Operação: Funciona diariamente por aproximadamente 16 horas 
Problema: O selo mecânico falha a cada 2 ou 3 semanas 
Custos: Mão-de-obra 2 mecânicos - 5 horas a U$ 35/h = U$ 350 
 Material (selo mecânico) = U$ 1.200 
 
 Custo mínimo por falhas = U$ 1.550 
 Custo anual de 15 falhas = U$ 23.250 
 
 
 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 seqüência de ações é tomada para resolver o problema. Um 
processo de 4 etapas é recomendado: 
 
A - Classificação da falha: 
 Define-se falha como um evento que impede que o equipamento opere de 
acordo com o projetado. 
 
B - Estabelecer o sintoma: 
 Um sintoma é qualquer condição que indica que existe um problema com o 
equipamento. 
 
C - Determinar o mecanismo da falha: 
 O mecanismo da falha é um processo físico que leva o sistema a falhar. Força 
mecânica, tempo, temperatura e reação ao ambiente químico são mecanismos de 
falha. 
 
D - Identificar a causa básica: 
 A causa básica é a origem da falha. 
 
 
 
O primeiro passo para classificar uma falha de bomba centrífuga é relativamente 
simples já que existem somente dois tipos (hidráulico e mecânico). Pode-se 
 
 
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eventualmente incluir problemas no sistema como outra categoria, entretanto 
problemas relativos ao sistema devem ser evidentes na falha da bomba. 
 A tabela anexa, “Sintomas e causas de falhas mecânicas e hidráulicas de 
bombas”, é um guia para o usuário identificar o sintoma e determinar a razão mais 
provável da falha. 
 
 
 
Explorando as causas básicas 
 
 
 Em muitos casos de análise de falha, uma vez que a causa é determinada e a 
ação corretiva é tomada, não é necessário ir até o passo 4, já que a causa imediata e 
causa básica (raiz) são as mesmas. 
 Naqueles casos onde o “porque” não foi determinado, uma análise mais 
aprofundada é necessária. Na análise adicional é altamente recomendado contar 
coma vantagem da experiência do fabricante para detectar as causas básicas. 
 
 Existem muitas categorias gerais de causas básicas de falhas em bombas: 
 
 - Projeto errado 
 - Defeito de material 
 - Deficiência de fabricação 
 - Deficiência de instalação / montagem 
 - Uso em condições anormais 
 - Operação inadequada 
 
 
 Cada categoria 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. 
 
 
Exemplo: 
 
 O exemplo a seguir mostra como, verificando os mecanismos com as 
categorias de causas básicas, e por um processo de eliminação de causas não 
aplicadas, foi encontrada a solução para falhas de uma bomba. 
 Uma fábrica de papel usava uma bomba no circuito de água desmineralizada. 
A bomba foi projetada com potência para altas cargas. O rolamento de escora 
aqueceu-se e falhou com 3 meses de operação. Trocou-se por um idêntico que 
também durou 3 meses. Um novo rolamento com contato angular de 40º, montado 
“back to back” foi instalado. O rolamento falhou após 5 meses. 
 O serviço de engenharia de campo do fornecedor foi chamado, e em conjunto 
com o Engenheiro de Manutenção, sistematicamente começou a eliminar da lista 
causas básicas que não se aplicavam. 
 Os componentes da bomba tinham um excelente histórico, e fora o 
superdimensionamento e os rolamentos, todas as partes foram consideradas 
consistentes. Estes fatos eliminaram defeitos de material como causa básica. 
 Todas as peças da unidade que falhou foram inspecionadas para assegurar 
que elas foram fabricadas de acordo com as especificações. Esta etapa eliminou 
“defeitos de fabricação”. 
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O grupo de manutenção foi considerado competente e seguiu corretamente os 
procedimentos de manutenção. Assim, ficou eliminado o item “deficiências de 
manutenção”. 
 As técnicas de montagem estavam de acordo com as recomendações e assim 
“falhas de montagem” foram eliminadas. 
 Embora a bomba começou a rodar a 25% do “ponto de melhor eficiência”, ela 
foi projetada para este serviço. Isto eliminou “Operação inadequada”. 
 Sobrou apenas uma causa básica para explorar: O projeto da bomba. Foi 
determinado, através de testes do fabricante, que as falhas nos rolamentos foram 
causadas por excesso de calor gerado por alta carga de escora. O fabricante 
desenvolveu um reprojeto do lado do acoplamento. Que reduziu o calor gerado em 
 70 º F (aproximadamente 21,1º) e incorporou um sistema de lubrificação por anel 
pescador e ainda um reservatório maior de óleo para proporcionar melhor troca de 
calor. Após esta modificação, a Planta não teve nenhuma falha na bomba. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sintomas e Causas de Falhas Mecânicas e Hidráulicas de Bombas 
 
Sintomas Hidráulicas Mecânicas 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
 
 
 
 
 
Causas 
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Bomba não escorvada x x x x 
Válvulas de sucção ou descarga fechada x x x x 
Tubulação da sucção inadequada x x x 
Insuficiente NPSH x x x x x x 
Ar excessivo no líquido x x x x 
Velocidade (RPM) baixa x x x 
Rotação incorreta x x 
Impelidor quebrado ou palheta torcida x x x x 
Impelidor incorreto ou diam. Incorr. Impel. x x 
Pressão de topo muito elevada X 
Instrumentos de difícil ou errada leitura x X 
Perda de ar na linha de sucção x 
Desalinhamento excessivo do eixo x x x 
Lubrificação inadequada x 
Lubrificante contaminado x 
Luibrificante de resfriamento inadequado x 
Pressão axial ou radial muito elevada do que 
suportada pelo mancal x 
Lubrificação imprópria no acoplamentox x 
Pressão de sucção muito elevada x x 
Instalação incorreta do rolamento x x x 
Impelidor Desbalanceado x x x 
Superaquecimento dos selos x 
Desvio excessivo do eixo x x x 
Falta de vedação nos selos X 
Instalação incorreta do selo x 
Bomba trabalhando seca x 
Bomba trabalhando como projetada (não) x x x x x 
Bucha do eixo gastada x x 
Gaxeta bucha não ajustada corretamente x x 
Gaxeta não instalada corretamente x 
Impelidor travado x x 
Acoplamento desbalanceado x x x 
Placa-base não instalada corretamente x x x 
Velocidade de operação da bomba muito próxima a 
freqüência natural do sistema x 
Falhas nos mancais x x x 
Suportes de tubos não apropriados x x x 
Bomba e ou acionador não segurado na placa-base x x x 
Peso específico acima do que o especificado x x x 
Viscosidade acima do que a especificada x x x 
Folga interna muito apertada x x 
Uso de produto líquido não especificado x 
Montagem incorreta da bomba x x x x x x 
Concentração do sólido acima do que especificada x 
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