Manual de manutenção da bomba centrífuga: substituição da vedação, inspeção do impulsor e teste da curva de desempenho

1. Escopo e propósito

Este manual de manutenção foi elaborado para engenheiros e técnicos que realizam manutenção programada e não programada em bombas centrífugas industriais padrão. Abrange procedimentos críticos, como substituição da vedação facial, inspeção detalhada do impulsor e da carcaça e teste funcional da bomba medindo sua curva de desempenho. O objetivo é garantir a máxima confiabilidade, eficiência e extensão da vida útil dos equipamentos de bombeamento operados nas empresas de produção da Ucrânia. A aplicação deste guia permite responder rapidamente a avarias e implementar medidas proativas para prevenir falhas de acordo com os requisitos da DSTU EN ISO 9905:2018.

A manutenção deve ser realizada nos casos de: manutenção planejada de acordo com o cronograma, detecção de vazamentos na vedação final, redução no desempenho da bomba, aumento de vibração ou ruído, bem como durante grandes reparos nos equipamentos.

2. Medidas de segurança

DEVE CUMPRIR!

Antes de iniciar qualquer trabalho de manutenção na bomba, certifique-se de que todos os equipamentos estejam desenergizados e isolados das fontes de energia de acordo com o procedimento LOTO (Lockout/Tagout). Isto inclui energia elétrica para o motor, fornecimento de fluido pressurizado (desligamento das válvulas de entrada e saída) e qualquer energia auxiliar (pneumática, hidráulica).

• Isolamento de fontes de energia: Desligue a bomba e seu acionamento. Bloqueie e identifique todos os interruptores e válvulas.
• Alívio de pressão: Drene o fluido de trabalho da carcaça da bomba e das tubulações. Certifique-se de que a pressão interna seja igual à pressão atmosférica.
• Alta temperatura: Deixe a bomba esfriar até uma temperatura segura se estiver trabalhando com líquidos quentes. As superfícies podem permanecer quentes durante muito tempo.
• Perigo químico: Ao trabalhar com líquidos agressivos, tóxicos ou inflamáveis, use equipamento de proteção individual (EPI) apropriado e garanta ventilação adequada. Drene os líquidos em recipientes especialmente designados.
• Peças rotativas: Nunca trabalhe na bomba se ela estiver energizada e houver risco de partida não autorizada.
• Componentes pesados: Use mecanismos de elevação para mover com segurança as peças pesadas da bomba (motor, carcaça).

Equipamentos de proteção individual (EPI):

• Óculos de segurança ou protetor facial: Obrigatório para qualquer trabalho.
• Luvas de proteção: resistentes a produtos químicos ao trabalhar com líquidos ou duráveis ​​para trabalhos mecânicos.
• Calçado de segurança: Com biqueira de metal.
• Roupas de proteção: Macacão de trabalho.
• Proteção auditiva: Ao trabalhar próximo a equipamentos barulhentos.

3. Ferramentas e materiais necessários

4. Checklist antes da manutenção

5. Procedimento passo a passo

5.1. Preparação e desmontagem da bomba

1. Realize o procedimento LOTO (bloqueio/etiquetagem):

   Certifique-se de que a bomba esteja completamente desenergizada e isolada de todas as fontes de energia.

   • Desligue a energia elétrica do motor da bomba e instale intertravamentos e sinais de alerta.
   • Feche as válvulas de entrada e saída nas tubulações que fornecem e removem o líquido da bomba. Bloqueie-os.
   • Abra as válvulas de drenagem e drene completamente o fluido de trabalho do corpo da bomba e da tubulação. Certifique-se de que não haja pressão residual.
   • Se a bomba tiver sido operada com líquidos quentes, deixe-a arrefecer abaixo dos 40°C.

   Erros comuns: O fluxo insuficiente de fluido pode causar derramamentos e queimaduras perigosos.

2. Desconectando o acoplamento:
   • Remova a tampa protetora do acoplamento.
   • Marque a posição relativa das metades do acoplamento (por exemplo, com um canto ou marcador) para facilitar a remontagem e manter o equilíbrio.
   • Afrouxe os parafusos que conectam os meios acoplamentos. Separe-os cuidadosamente, certificando-se de que o eixo do motor e o eixo da bomba giram livremente.
3. Desmontagem do motor (se necessário):
   • Desconecte os cabos elétricos do motor (previamente tire uma foto do diagrama de conexão).
   • Afrouxe os parafusos de montagem do motor na estrutura da bomba.
   • Utilizando o mecanismo de elevação, remova cuidadosamente o motor e coloque-o em local seguro.

   Erros comuns: A marcação incorreta dos fios pode causar erros de conexão e danos ao motor.

4. Removendo a carcaça do rolamento e a vedação final:
   • Afrouxe os parafusos que prendem a carcaça do rolamento à luz da bomba ou à tampa traseira.
   • Remova cuidadosamente a carcaça do rolamento junto com o eixo da bomba e a vedação antiga. Evite danificar o eixo.
   • Limpe todas as superfícies de restos de juntas e selante.
5. Desmontagem do impulsor:
   • Fixe o eixo da bomba em uma morsa com almofadas macias.
   • Desaparafuse a contraporca do impulsor (geralmente tem rosca esquerda, verifique na documentação do fabricante).
   • Usando um extrator, remova cuidadosamente o impulsor do eixo. Nunca bata no impulsor com um martelo, pois isso pode danificá-lo ou desequilibrá-lo.
   • Remova a chave.

5.2. Inspeção de componentes

6. Inspeção do impulsor:
   • Faça uma inspeção visual completa em busca de sinais de cavitação (superfície semelhante a uma esponja), erosão (desgaste do metal), corrosão, rachaduras ou danos mecânicos.
   • Verifique as bordas das lâminas quanto a nitidez e ausência de serrilhados.
   • Meça o diâmetro externo do impulsor e compare com o valor nominal ou mínimo permitido.
   • Meça a folga axial e radial do impulsor em relação à carcaça ou aos anéis de desgaste (se aplicável). A folga radial permitida entre a roda de trabalho e o anel de desgaste é de 0,25 – 0,50 mm.
   • Verifique se há bloqueios nos orifícios de balanceamento (se houver).

   Erros comuns: ignorar pequenos danos pode levar à redução da eficiência e ao aumento da vibração.

7. Inspeção da carcaça da bomba e dos anéis de desgaste:
   • Inspecione a superfície interna da carcaça quanto a erosão, corrosão ou cavitação, especialmente na área do corte e do canal espiral.
   • Se a bomba tiver anéis de desgaste, inspecione-os quanto a desgaste e danos. A folga excessiva entre o impulsor e os anéis de desgaste leva a uma perda significativa de eficiência.
   • Inspecione as superfícies de vedação dos flanges quanto a deformações e danos.
8. Inspeção do eixo da bomba:
   • Inspecione o eixo quanto a corrosão, rachaduras, corrosão ou desgaste, especialmente na área onde a vedação final e os rolamentos estão instalados.
   • Usando um indicador do tipo relógio, meça o desvio do eixo. O desvio radial máximo permitido do eixo na zona de vedação não deve exceder 0,05 mm.
   • Verifique o desgaste da chaveta.
9. Inspeção de rolamentos:
   • Inspecione visualmente os rolamentos em busca de sinais de superaquecimento, desbotamento da graxa, rachaduras ou outros danos.
   • Gire os rolamentos com cuidado, ouvindo ruídos incomuns ou rugosidade.
   • Verifique a limpeza da unidade de rolamento.
   • Se os rolamentos apresentarem sinais de desgaste, deverão ser substituídos. Utilize os rolamentos recomendados pelo fabricante (por exemplo, classe C3 para a maioria das bombas).

5.3. Substituição da vedação final

10. Preparação para instalação de uma nova vedação:
    • Limpe completamente o eixo da bomba e as sedes de qualquer sujeira, ferrugem ou restos da vedação antiga. Use limpador de freio ou outro desengraxante especializado.
    • Verifique se há arestas vivas ou rebarbas no eixo que possam danificar os elementos de vedação da nova vedação final. Se necessário, limpe cuidadosamente com um abrasivo fino.
    • Aplique uma fina camada de revestimento antifricção ou lubrificante limpo (compatível com o fluido operacional) no eixo onde ele entra em contato com os elementos de vedação da extremidade de borracha para facilitar a instalação e evitar danos.

    Erros comuns: Sujeira ou danos ao eixo são a principal causa da falha rápida de uma nova vedação.

11. Instalação da parte estacionária da vedação facial:
    • Instale cuidadosamente o anel estacionário (geralmente de cerâmica ou carboneto de silício) no corpo ou na tampa da bomba. Não toque na superfície de trabalho com as mãos, use luvas limpas.
    • Certifique-se de que o anel estacionário se encaixe firmemente em sua sede, sem distorção.
12. Instalando a parte rotativa da vedação da extremidade:
    • Enrole a extremidade do eixo com fita isolante limpa (ou use um cone de montagem especial) para evitar que os elementos da vedação de borracha sejam danificados pela chaveta ou bordas afiadas.
    • Empurre cuidadosamente a parte rotativa da vedação final no eixo até onde ela for.
    • Remova a fita isolante/cone de montagem.
13. Ajuste da vedação final (se necessário):
    • Alguns tipos de vedações finais requerem posicionamento axial preciso ou ajuste de pré-compressão. Siga as instruções do fabricante.
    • Normalmente, para vedações de extremidade de cartucho, o ajuste da distância é automático, utilizando retentores temporários que são removidos após a instalação da bomba.

5.4. Montagem da bomba

14. Instalação do impulsor:
    • Instale a chaveta no rasgo de chaveta do eixo.
    • Empurre o impulsor no eixo o máximo que puder.
    • Aperte a contraporca do impulsor. Aperte-o com uma chave dinamométrica a um binário de 80-100 Nm (ou de acordo com as recomendações do fabricante). Verifique se o impulsor gira livremente sem tocar na carcaça.

    Erros comuns: Torque de aperto insuficiente pode levar ao enfraquecimento do impulsor, e torque excessivo pode levar à deformação.

15. Conjunto da caixa do rolamento e da tampa traseira:
    • Instale novas juntas ou anéis de vedação.
    • Coloque cuidadosamente a carcaça do rolamento junto com o eixo e o impulsor no lugar, alinhando-os com a carcaça da bomba.
    • Aperte os parafusos de fixação de maneira uniforme e cruzada com um torque de 40-50 Nm (dependendo do tamanho dos parafusos).
    • Certifique-se de que o eixo gire livremente sem emperrar.
16. Instalação do motor e acoplamento:
    • Instale o motor no lugar e fixe-o com os parafusos, apertando-os com um torque de 50-70Nm.
    • Conecte as metades do acoplamento usando as marcas feitas durante a desmontagem. Aperte os parafusos da embreagem com um torque de 25-30 Nm.
    • Alinhamento obrigatório do eixo: Alinhe com precisão os eixos do motor e da bomba usando um sistema de alinhamento a laser ou um indicador do tipo relógio. Desalinhamento permitido: radial - não mais que 0,05 mm, angular - não mais que 0,05 mm/100 mm de comprimento do acoplamento.
    • Instale a tampa protetora do acoplamento.

    Erros comuns: o mau alinhamento do eixo é a principal causa do aumento da vibração, desgaste dos rolamentos e vedações das extremidades.

5.5. Teste de curva de desempenho

Este procedimento é realizado para confirmar se a bomba está funcionando de acordo com as especificações declaradas pelo fabricante após a manutenção.

17. Preparação para teste:
    • Certifique-se de que a bomba esteja totalmente montada, a tubulação esteja conectada e o sistema esteja cheio de fluido de trabalho.
    • Instale manômetros calibrados nas linhas de entrada e saída da bomba.
    • Conecte um medidor de vazão calibrado na linha de saída.
    • Conecte um amperímetro e um voltímetro ao motor para medir o consumo de energia.
18. Realização do teste:
    • Ligue a bomba, certificando-se de que não há ar no sistema (desaeração).
    • Comece com a válvula de saída totalmente aberta (vazão máxima).
    • Registre as leituras do medidor de vazão, manômetros (pressão na entrada P_entrada e saída P_saída), bem como as leituras dos dispositivos elétricos (corrente I, tensão U).
    • Feche gradualmente a válvula de saída, fazendo pelo menos 5-7 medições para diferentes pontos de fluxo até fechar completamente (fluxo zero). Em cada ponto de medição, espere que as leituras se estabilizem.
19. Processamento de dados:
    • Calcule a pressão da bomba H para cada ponto: H = (P_out - P_in) / (ρ * g) + ΔZ, onde ρ é a densidade do líquido, g é a aceleração da queda livre, ΔZ é a diferença de altura entre os pontos de medição de pressão.
    • Calcule o consumo de energia do motor (se não for medido diretamente) e a eficiência da bomba.
    • Trace as curvas de dependência da altura manométrica (H), potência (P) e eficiência (η) versus vazão (Q).
    • Compare as curvas obtidas com os dados do passaporte da bomba (de acordo com DSTU EN ISO 9906:2018). Desvios de até 5% são considerados aceitáveis. Desvios maiores requerem diagnósticos adicionais.

6. Checklist após manutenção

7. Guia de solução de problemas

8. Cronograma de manutenção recomendado

9. Diretório de peças de reposição

Para solicitar peças de reposição originais e análogos de alta qualidade, consulte o catálogo eletrônico UNITEC-D: https://www.unitecd.com/e-catalog/

10. Links

• DSTU EN ISO 9905:2018 Bombas centrífugas industriais. Requisitos técnicos.
• DSTU EN ISO 9906:2018 Testes operacionais de características hidráulicas. Classes de aceitação para bombas centrífugas, de fluxo misto e axiais.
• DSTU ISO 10816-3:2018 (EN ISO 10816-3:2009, IDT) Vibração mecânica. Avaliação da vibração da máquina com base em resultados de medição em peças não rotativas. Parte 3. Máquinas industriais com potência nominal superior a 15 kW e velocidade nominal superior a 120 rpm (ISO 10816-3:2009, IDT).
• Bombas ISO 21049:2019. Vedações finais para bombas centrífugas e rotativas.
• Instruções de operação e manutenção de bombas do fabricante do equipamento.