Fratura de Eixos em Moendas.
Eixos de moendas em Usinas Sucroenergéticas são considerados componentes estratégicos dentro do sistema de extração e moagem, pois sua eventual falha acarreta prejuízos significativos tanto com o alto custo de reposição, como custos recorrentes do tempo de parada da planta para sua substituição, além das perdas na extração devido a “pular” o terno afetado.
Entretanto em sua maior
parte, os casos de falhas, não são decorrentes devido ao final de vida útil do
eixo e sim decorrentes de situações que envolvem falhas de manutenção ou
material. Podemos “contar nos dedos” os eixos fabricados com material adequado
que falharam após ter sofrido reparos de solda, sem ter corrosão intensa em
regiões críticas como na vedação ( o que facilita a nucleação de tricas),
devido a falta de inspeção preventiva ou a reparos de solda mal executados.
Foto 2 – O aspecto
da superfície de fratura de praticamente todos os eixos fraturados indica
propagação de trincas por fadiga e superdimensionamento do eixo, ou seja a área
tomada pela propagação das trincas é muito maior que a da fratura final.
Portanto, podemos
afirmar que, caso não haja adversidades operacionais extremas e as manutenções
preventivas e corretivas sejam realizadas de maneira adequada, a vida útil dos
eixos de moenda tende a ser extremamente longa, já que este componente é
superdimensionado e seu limite de fadiga está muito acima dos esforços a que
está submetido em operação normal.
Entretanto, riscos
profundos, superfícies grosseiras resultantes de corrosão, trincas, cantos
vivos, entre outros, são concentradores de tensão que somados a desalinhamentos
do conjunto que sempre estão presentes minam a vida e fadigam o eixo. Como o
próprio nome já diz, estes concentradores de tensão aumentam a tensão de
maneira localizada nesses pontos, onde muitas vezes se ultrapassa e muito a
tensão suportada pelo material, nucleando trincas. Uma vez nucleadas, estas
trincas passam a se propagar em condições operacionais normais, podendo
fraturar o eixo durante a safra ou exigir que este seja sucatado ou
recondicionado por processo de soldagem na entressafra.
Foto 3 – Eixo sem a
camisa, com a corrosão intensa e nucleação de trinca na região de vedação
Foto 04 – Microestruturas
de aço SAE 1045 sem e com tratamento térmico. (A): Aço bruto de forjamento
(grosseiro e frágil). (B): Mesmo aço com tratamento térmico adequado, mais
tenaz e dúctil, com qualidade extremamente superior quanto a resistência à propagação de trincas
Se alguns parâmetros
técnicos forem obedecidos, dificilmente um eixo de moenda virá a fraturar em
condições normais de operação. Estes parâmetros podem ser resumidos no seguinte.
1 – Adquirir a
matéria-prima adequada, utilizando – se especificação técnica para efeturar a
compra.
2 – Fabricar o eixo
utilizando boas práticas de projeto,
sobretudo levando –se em conta a mecânica da fratura, com regiões de transição
suaves, ausência de cantos vivos e bom acabamento de usinagem (baixa
rugosidade).
3 – Zelar pelo sistema
de vedação das mangas, pois se este for eficiente diminuirá a incidência de
riscos e de corrosão nesta região, evitando dessa forma, a necessidade de
recuperação por soldagem.
4 – Não montar rodetes
com folga excessiva e fazer ajustagem adequada das chavetas, evitando assim,
trincas nos canais de alojamento das chavetas.
5 – Ao final da safra,
realizar inspeções preventivas através de análise visual, dimensional e por
ensaios não destrutivos (partículas magnéticas, ultra-som e líquidos penetrantes),
empregando mão de obra especializada.
6 – Cuidados especiais
devem ser tomados com os eixos que não terão as camisas remobvidas ao final da
safra (camisas estas que serão refrisadas). Neste caso, é necessário realizar
inspeção por ultra-som utilizando transdutor angular para detecção de trincas
localizadas em regiões sob a camisa. Este ensaio é essencial e requer mão de
obra especializada.
7 – No caso de detecção
de trincas durante a inspeção preventiva, estas devem ser eliminadas por
usinagem ou por esmerilamento localizado (eventualmente por goivagem), e as
cavidades resultantes devem ser inspecionadas por ensaio de partículas
magnéticas fluorescentes para confirmação da eliminação das trincas.
8 – Cavidades ou
regiões que necessitam de soldagem devem ser recuperadas utilizando – se
procedimentos adequado que, invariavelmente, envolve os seguintes parâmetros:
a)
Procedimento com soldadores qualificados.
b)
Consumíveis fornecidos por fabricantes
idôneos e manipulados conforme recomendações das normas pertinentes.
c)
Pré-aquecimento e pós-aquecimento para
alívio de tensões executados através de sistema resistivo, com isolamento
térmico eficiente.
d)
Checagem durante o processo de
recuperação, do cumprimento dos parâmetros especificados do procedimento de
soldagem.
e)
Inspeção por partículas magnéticas
fluorescentes e ultra-som após usinagem das regiões recuperadas. Realizar,
também, inspeção visual e dimensional destas regiões.
Os assuntos técnicos
deste artigos foram correlacionados a eixos de moenda, entretanto, é sabido
quem em usinas sucroenergéticas, vários outros componentes de grande porte são
fabricados com o mesmo material. Como é o caso de eixos de volandeiras, eixos
de mesas alimentadoras, eixos de exaustores, entre outros. Portanto as
recomendações aqui citadas devem ser estendidas
a todos estes componentes.
fonte: www.welding.com.br/Boletim Técnico n°. 1.doc
fonte: www.welding.com.br/Boletim Técnico n°. 1.doc
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