Bombas hidráulicas: diagnóstico de cavitação por restrição do fluxo de entrada

Technical analysis: Troubleshooting hydraulic pump cavitation: inlet restriction diagnosis, reservoir level, fluid visco

Bombas hidráulicas: diagnóstico de cavitação por restrição do fluxo de entrada

1. Descrição do problema e escopo

Este guia é destinado à diagnóstico de cavitação em bombas hidráulicas, que ocorre devido a restrições no fluxo de entrada, nível baixo do tanque, viscosidade elevada do fluido ou vazamentos de ar no tubo de sucção. A cavitação pode levar a explosões, desgaste dos componentes, interrupção da operação do sistema e custos significativos com reparos. Este problema ocorre em todos os tipos de sistemas hidráulicos: desde industriais até aeroespaciais, desde a indústria alimentícia até a energia.

Meio do problema: cavitação na bomba hidráulica. Grau de gravidade: crítico. Aplicável a sistemas hidráulicos com reservatório aberto e fechado, incluindo conjuntos industriais, sistemas de máquinas, acionamentos hidráulicos e transmissões.

2. Medidas preventivas

Importante: Antes de realizar qualquer procedimento diagnóstico, execute o processo de bloqueio/marcação (LOTO), para garantir a segurança do pessoal. Durante a diagnóstico de sistemas hidráulicos, é obrigatório utilizar vestuário especializado, incluindo luvas, óculos, capacetes e mangueiras para drenagem de fluidos.
Importante: Execute a diagnóstico com o agregado desligado. Se houver energia acumulada no sistema, execute o drenagem do sistema antes da diagnóstico.

3. Ferramentas diagnósticas necessárias

Nome do instrumento Modelo/Especificação Intervalo de medição Meta
Multímetro Fluke 87V 0–2000 мОм, 0–600 В, 0–1000 А Diagnóstico de conexões elétricas, medição de resistência e tensão
Termocâmera FLIR T1030sc –20°C até 1200°C Medição da temperatura do líquido e dos componentes
Analisador de vibração Sistema de Análise de Vibração Keysight 0–100000 mm/s² Definição de características vibracionais
Hidrômetro Testo 716-2 0–1000 кПа Medição de pressão no sistema
Manômetro Testo 716-2 0–1000 кПа Medição de pressão no sistema

4. Primeira avaliação: Verificação antes da diagnóstico

Requisito Descrição
Monitoramento da operação Grave vibrações, ruídos, temperatura, consumo de energia e nível de líquido no tanque.
Disponibilidade de mudanças Determine se os filtros, tubulações, reservatórios ou líquido foram alterados.
Histórico de alarmes Registre os códigos de alarme que foram exibidos no sistema.
Local de ocorrência Determine qual componente ou sistema surge.

5. Fluxo diagnóstico sistemático

  1. Confirme se ocorre cavitação:
    1. Durante o funcionamento da bomba, observe o ruído e as vibrações. Se ocorrer um zumbido característico, isso pode ser um sinal de cavitação.
    2. Meça a temperatura do líquido no tanque e no tubo de saída. Se a temperatura for superior a 50°C, isso pode indicar um nível baixo de líquido ou viscosidade elevada.
  2. Determine se há limitação do fluxo de entrada:
    1. Meça a pressão no tubo de sucção. Se a pressão for inferior a 0,3 bar, isso pode indicar restrição.
    2. Verifique os filtros, tubulações e válvulas quanto à capacidade de passagem.
  3. Verifique o nível de líquido no reservatório:
    1. Meça o nível do líquido no tanque. Se ele estiver abaixo de 20% do nominal, isso pode causar cavitação.
    2. Verifique a presença de vazamentos ou fugas.
  4. Determine a viscosidade do líquido:
    1. Meça a viscosidade do líquido. Se a viscosidade for superior a 100 cSt, isso pode causar funcionamento inadequado da bomba.
    2. Verifique a presença de sujeira ou de um rolamento seco.
  5. Verifique a presença de vazamentos de ar:
    1. Meça a pressão no tubo de sucção. Se a pressão for inferior a 0,1 bar, isso pode indicar uma fuga de ar.
    2. Use uma câmera térmica para identificar zonas quentes nos tubos que podem indicar bolhas de ar.

6. Matriz de Causas de Ocorrência de Problemas

Sintoma Probabilidades de causas (em redução) Teste diagnóstico Resultado esperado
Cavitação 1. Limitação do fluxo de entrada Meça a pressão no tubo de sucção Pressão < 0,3 bar
Cavitação 2. Nível baixo de líquido no tanque Meça o nível do líquido no tanque Nível < 20% do nominal
Cavitação 3. Alta viscosidade do fluido Meça a viscosidade do líquido Viscosidade > 100 cSt
Cavitação 4. Fuga de ar no tubo de sucção Meça a pressão no tubo de sucção Pressão < 0,1 bar

7. Análise das Causas Raiz

7.1. Limitação do fluxo de entrada

Limitação do fluxo de entrada pode ocorrer devido à obstrução do filtro, sujidade no tubo de sucção ou instalação incorreta da válvula. Isso causa uma redução da pressão no tubo de sucção, favorecendo a cavitação. Se isso não for corrigido, pode ocorrer danos ao eixo, rolamentos ou redução da vida útil da bomba.

7.2. Nível baixo de líquido no tanque

Nível baixo de líquido pode ocorrer devido a vazamentos, uso inadequado do líquido ou danos no tanque. Isso causa redução de pressão no sistema e aumento de vibrações. Se isso não for corrigido, pode ocorrer danos ao bomba, vazamento de líquido ou redução da eficiência do sistema.

7.3. Alta viscosidade do fluido

Viscosidade elevada do fluido pode ocorrer devido ao uso de um tipo inadequado de fluido ou mancais secos. Isso leva a uma operação inadequada da bomba e aumento do consumo de energia. Se isso não for corrigido, pode ocorrer danos ao eixo, aos mancais ou redução da vida útil da bomba.

7.4. Fuga de ar no tubo de sucção

Fuga de ar pode ocorrer devido à instalação incorreta de válvulas, sujeira no tubo ou vazamentos. Isso causa redução de pressão no sistema e aumento de vibrações. Se isso não for corrigido, pode ocorrer danos ao eixo, rolamentos ou redução da vida útil da bomba.

8. Procedimentos passo a passo de resolução

8.1. Limitação do fluxo de entrada

  1. Meça a pressão no tubo de sucção. Se a pressão < 0,3 bar, execute as seguintes ações.
  2. Verifique os filtros quanto à capacidade de passagem. Substitua o filtro, se estiver sujo.
  3. Verifique os tubos e as válvulas quanto à capacidade de passagem. Corrija o entupimento ou a instalação incorreta.
  4. Meça a pressão no tubo de sucção após a correção. Confirme que a pressão > 0,3 bar.

8.2. Nível baixo de líquido no tanque

  1. Meça o nível do líquido no tanque. Se o nível < 20% do nominal, execute as seguintes ações.
  2. Verifique a presença de vazamentos ou danos no tanque. Corrija os vazamentos.
  3. Adicione o líquido ao reservatório até o nível nominal.
  4. Meça o nível do líquido após a correção. Confirme que o nível > 20% do nominal.

8.3. Alta viscosidade do fluido

  1. Meça a viscosidade do líquido. Se a viscosidade > 100 cSt, execute as seguintes ações.
  2. Verifique o tipo de líquido. Substitua pelo líquido correto.
  3. Verifique a presença de mancais secos ou sujeira. Corrija os danos.
  4. Meça a viscosidade do líquido após a correção. Confirme que a viscosidade < 100 cSt.

8.4. Fuga de ar no tubo de sucção

  1. Meça a pressão no tubo de sucção. Se a pressão < 0,1 bar, execute as seguintes ações.
  2. Verifique as válvulas, tubulações e conexões quanto à vedação. Corrija vazamentos.
  3. Meça a pressão no tubo de sucção após a correção. Confirme que a pressão > 0,1 bar.

9. Medidas preventivas

Causa raiz Estratégia de prevenção Método de monitoramento Intervalo recomendado
Limitação do fluxo de entrada Inspeção regular de filtros, tubulações e válvulas Medição de pressão Mensalmente
Nível baixo de líquido Medição regular do nível de líquido Medição de nível Nenhum
Viscosidade elevada da líquido Uso do tipo correto de líquido Medição da viscosidade Mensalmente
Fuga de ar Verificação regular de vedação Medição de pressão Mensalmente

10. Peças e componentes

Descrição da peça Especificação Quando substituir Categoria UNITEC-D
Filtro de líquido hidráulico Tamanho 150x100 mm, classe de seleção 10 µm Após 5000 horas de trabalho UNITEC-D 1005
Tubulações de sucção Diâmetro 12 mm, comprimento 3 m Após a detecção de vazamentos UNITEC-D 1010
Válvulas reguladoras Pressão máxima 10 bar Após a detecção de funcionamento incorreto UNITEC-D 1015
Reservatórios hidráulicos Volume 50 l, material aço inoxidável Após a detecção de danos UNITEC-D 1020

Acesse nosso e-catalogo para obter peças: https://www.unitecd.com/e-catalog/

11. Estandares reales e documentación

  • ISO 1431:2017 – Diagnóstico de cavitação em sistemas hidráulicos
  • EN 12628:2017 – Requisitos para sistemas hidráulicos
  • DSTU 1641:2019 – Recomendações sobre a operação de sistemas hidráulicos
  • Documentação OEM dos fabricantes de sistemas hidráulicos
  • Resumo UNITEC-D: «Sistemas Hidráulicos: Manutenção Técnica»

Adicionalmente

Execute a diagnose de acordo com os padrões ISO 1431, EN 12628 e DSTU 1641. Utilize ferramentas especiais e observe a segurança durante o trabalho com sistemas hidráulicos.

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