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Bombas centrífugas e bombas de duplo diafragma nas indústrias de tratamento de superfície

Análise de dois tipos de bombas volumétricas

Sempre que vamos iniciar um projeto para urna instalação de urna unidade para tratamento de superfície ou mesmo uma reforma ou sua ampliação, devemos primeiro dimensionar os volumes e os respectivos tempos em que os fluidos envolvidos no processo deverão ser movimentados, além dos respectivos “tamanhos” das peças a serem tratadas.

Outro fator também importante nessa movimentação e adição dos fluidos são os equipamentos que irão realizar essas operações. No nosso caso estamos falando das bombas volumétricas que serão as responsáveis pela operação de carga, descarga e recirculação dos líquidos envolvidos em cada fase do processo.

Vários são os equipamentos que podem realizar essa operação, porém vamos nos concentrar na análise de apenas dois deles e estabelecer um comparativo entre ambos, enfocando principalmente seus benefícios e cuidados quanto à operação e manutenção dos mesmos.

É importante frisar que neste artigo estamos analisando dois equipamentos de tecnologias construtivas muito diferentes entre si mas que são capazes de realizar o mesmo trabalho.

Processos

Muitos são os processos envolvidos em indústrias de tratamento de superfícies porém vamos nos deter apenas em alguns dos quais cujas fases mais comumente utilizam bombas para movimentação de fluidos.

  • Tratamento de efluentes;
  • Controle do pH;
  • Remoções de lamas;
  • Transferência de ácidos;
  • Adição de produtos químicos nos banhos;
  • Recirculação nos filtros dos banhos;
  • Evacuação de tanques;
  • Recirculação para limpeza dos banhos;
  • Filtração;
  • Transferência de vernizes protetores.

Bombas Centrífugas

Devido às suas características construtivas e operacionais e por não possuírem pistões, válvulas de retenção na sucção ou descarga, espaços fechados e também não possuirem atuação positiva, alguns cuidados devem ser tomados na fase de projeto do sistema.

NÍVEL DO LIQUIDO EM RELAÇÃO BOMBA

  • Aspiração: Como o vácuo gerado por essa bomba é insignificante ou praticamente nulo, isto significa que sua capacidade de aspiração também é relativamente nula, por isso na sua instalação é importante observar os posicionamentos relativos a alturas de sucção e recalques, visto que a bomba deve trabalhar sempre afogada (nível de descarga da bomba deve estar abaixo do nível do fluido no tanque ou da tubulação) para que o fluxo do fluido seja forçado a sair pela tubulação de descarga independente da ação centrífuga da bomba, uma vez que a função do rotor é apenas “acelerar” a velocidade de fluxo dentro da bomba.
  • Afogamento: Praticamente não há restrições para o afogamento de urna bomba centrífuga. Uma vez que possui passagem livre em rotor, o cuidado a ser tornado é referente ao nível do líquido na descarga para se evitar o efeito de sifão.
  • Fluidos com sólidos em suspensão, particulados ou abrasivos: Nesse caso devesse considerar o rotor aberto e reduzir o seu diâmetro interno para evitar o desgaste e superaquecimento excessivos.
  • Fluidos com altas viscosidades: Algumas bombas centrifugas podem movimentar até fluidos com 100 cp (centipoise), porém o limite recomendado é de 10 cp.
  • Ácidos: Devido à alta corrosividade e incompatibilidade química de alguns metais, é recomendada a construção em metais nobres (inox, Hasteloy, etc) ou plástica.
  • Selagem: A selagem da bomba deve ser compatível com o fluido a ser bombeado, levando-se em conta que há vários tipos de selos, inclusive duplos, que procuram evitar ao máximo os vazamentos através do eixo de ligação entre a bomba e o motor, reduzindo os riscos de contaminação do ambiente.
  • Válvulas de alivio (segurança): É recomendado o uso de válvulas de alivio de pressão (válvulas de segurança) em casos onde a descarga da bomba poderá ser bloqueada acidentalmente ou mesmo por condições inerentes ao próprio processo, o que, caso venha a ocorrer, causará sérios danos ao equipamento.

Bombas de duplo diafragma

Por serem de acionamento pneumático Por serem de acionamento pneumático, as bombas de Duplo Diafragma exigem uma fonte de ar comprimido estável (constante) e limpo (isento de impurezas), poisa presença de materiais sólidos dou abrasivos, além de interromper a operação da bomba, pode causar sérios danos à sua válvula de acionamento,

NÍVEL DO LIQUIDO EM RELAÇÃO á BOMBA:

  • Aspiração: Em função da dupla operação, possuindo duas cavidades de bombeamento (dois diafragmas) e dois conjuntos de válvulas de retenção na sucção e na descarga, sua capacidade de aspiração pode chegar até a 6 metros de coluna de água (mca). Essa aspiração depende diretamente do tamanho da bomba, da viscosidade do fluido e também do diâmetro dessa tubulação. Alturas superiores a esta vão sacrificar em muito a vida útil dos diafragmas.
  • Afogamento: O limite de afogamento de uma bomba de duplo diafragma é de 7 mca, uma vez que alturas maiores podem danificaros diafragmas. Neste caso pode ocorrer o rompimento deles e o fluido bombeado pode atingir as partes internas, que normalmente são utilizadas apenas para o acionamento através de ar comprimido, atacando-as e podendo até a causar vazamento para fora da bomba.
  • Fluidos com sólidos em suspensão, partis dos ou abrasivos: Face às grandes aberturas entre as válvulas e os assentos, algumas bombas permitem a passagem de partículas de até 9,4 mm de diâmetro. Nesse caso convém observar a compatibilidade dos materiais envolvidos quanto à sua abrasividade para evitar desgastes excessivos.
  • Fluidos com altas viscosidades: Também em função das largas passagens entre os diafragmas e as válvulas, considerando também o efeito de deslocamento positivo, podem ser bombeados fluídos de ,até 25.000 cp (centipoise), observando os limites para cada tamanho de bomba.
  • Ácidos: Como o fluido a ser bombeado não entra em contato com as partes internas da bomba, é possível até o bombeamento de ácidos fortes sem perigo de vazamento ou contaminação do meio ambiente.
  • Selagem: Não exigem qualquer tipo de selagem.
  • Válvula de alivio (segurança): Não é necessário o uso de válvula de alivio de pressão (válvula de segurança), pois se bloquearmos a descarga a bomba de duplo diafragma parará de bombear sem qualquer prejuízo para seus componentes internos.
  • Válvulas de sucção e descarga: tressão as opções de válvulas de abertura e fechamento da sucção e descarga, a saber:
  • Esferas: Recomendadas para uso geral em fluidos com baixa abrasividade e pequena quantidade de sólidos em suspensão;
  • Disco: Indicada para fluidos abrasivos e grande quantidade de sólidos em suspensão; e
  • Bico de Pato: Indicada para fluídos de alta viscosidade. Um exemplo de substituição de bomba centrifuga por uma bomba de duplo diafragma em função de tempo de parada e custo de manutenção em uma unidade de tratamento de superfícies de uma indústria de dobradiças para portas. O processo consiste em tratar a superfície das dobradiças num banho de solução alcalina a 100C antes do banho de cobertura de latão.

A solução alcalina tem que ser filtrada para manter o banho isento de sujeiras e limalhas. A bomba de duplo diafragma foi instalada no lugar da bomba centrífuga com selagem que era responsável pela circulação do banho através dos filtros-cesta.

Uma bomba de duas polegadas de polipropileno com diafragmas de Teflon após constantes interrupções a cada dois ou três dias de operação por vazamentos na selagem ou por outras falhas. Após sua correta instalação, a bomba de duplo diafragma trabalhou durante aproximadamente 6 meses antes de sua primeira parada para manutenção. Considerando o custo dos selos e da mão-de-obra envolvidos nas paradas, a empresa estimou como resultado uma economia de aproximadamente US$ 4.030,00 durante os 6 meses de operação.

Isto demonstra que os projetos de uma instalação para indústria de tratamentos de superfícies não podem ser considerados corno muito simples, pois um equivoco na especificação de um equipamento pode acarretar um custo operacional muito grande e indesejável neste mercado bastante competitivo.

A adoção de uma bomba de duplo diafragma para indústrias de tratamento de superficie deve ser considerada quando:
  • Sua instalação for simples;
  • Não for possível nenhuma lubrificação;
  • Poderá trabalhar em vazio ou com a descarga bloqueada;
  • O tempo de parada para manutenção é importante;
  • É necessário evitar a presença de motores devido ao seu aguce imanto;
  • É necessário evitar o uso de qualquer tipo de selagem.

Nilson Queiroz: Químico. especialista em filtraçãoindustrial atuando na área desde 1973. Diretor da Tecitec Industriais Ltda.

Fernando Brusadin: especialista em bombas diafragmas com formação em Minneapolis, USA.

Fonte: Tecitec.


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