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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AVSKS6| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Metodologia para avaliação de desgaste abrasivo em pás de rotor de bombas centrífugas de estação elevatória |
| Authors: | Rodrigo Otávio Perea Serrano |
| First Advisor: | Carlos Barreira Martinez |
| First Co-advisor: | Edna Maria de Faria Viana |
| First Referee: | Eduardo Bauzer Medeiros |
| Second Referee: | Jorge Luis Zegarra Tarqui |
| Third Referee: | Aloysio Portugal Maia Saliba |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Maria Aparecida Pinto |
| metadata.dc.contributor.referee5: | Paulo Henrique Vieira Magalhaes |
| Abstract: | A resistência ao desgaste por abrasão e erosão dos rotores depende das características dos materiais utilizados em sua fabricação, onde a dureza de sua superfície determinará a resistência à penetração dos impactos recebidos. Apesar dos cuidados especiais quanto à escolha do material de fabricação das bombas, o desgaste por abrasão do rotor é praticamente impossível de ser totalmente evitado. Neste trabalho analisa-se o desgaste das pás de rotor de bombas centrífugas, utilizadas em Estação Elevatórias de Água Bruta (EEAB) de rios sedimentares da Amazônia brasileira, decorrente da variação da carga de sedimentos de cota fluviométrica do rio. A análise preliminar do desgaste de dois rotores reais, mostraram uma combinação de impactos diretos na ponta e na base das pás, desgastando o leito por deslizamento, choque direto e erosão por deslizamento em torno da periferia. Neste estudo, analisou-se a capacidade abrasiva dos sedimentos do leito do rio Acre, Brasil, no desgaste de 3 materiais ferrosos diferentes utilizados na fabricação de rotores de bombas centrífugas, utilizados na captação de água bruta. Para determinar o modo de desgaste e a relação do coeficiente de desgaste específico do material (K), em função da concentração de sedimentos, foram realizados ensaios em abrasômetro de esfera rotativa em amostras de aço SAE 8620, FoFo nodular e FoFo cinzento, usando como suspensões abrasiva as concentrações de 1, 2, 3, 5 e 10 g/l de sedimento em água destilada. O volume de desgaste em função da velocidade relativa da mistura (água + sedimento) em relação às pás do rotor foi estimado matematicamente. Os resultados mostram que: i) O K não apresentou diferença significativa em função da variação do FN (1, 2 e 3N) durantes os ensaios realizados; ii) os ensaio de desgaste mostraram a capacidade abrasiva dos sedimentos em diferentes concentrações; iii) como esperado, o aço SAE 8620 foi mais resistente ao desgaste abrasivo do que as amostras de FoFo cinzento e nodular; iv) a concentração de sedimentos tem efeito importante no comportamento e no coeficiente de desgaste; e v) o controle rotacional da bomba em função da concentração de sedimento e da cota do rio mostrou evidências de redução do desgaste em 30%. |
| Abstract: | The abrasion resistance and erosion resistance of the rotors will depend on the characteristics of the materials used in their manufacture, where the hardness of their surface will determine the resistance to penetration of the impacts received. Despite the particular care taken in the choice of pump manufacturing material, abrasive wear of the rotor is practically impossible to completely avoid. This work analyzes the wear of the centrifugal pump rotor blades, used in the Gross Water Infrastructure Station (EEAB) of sedimentary rivers of the Brazilian Amazon, due to the variation of the river sediment load of the river. The preliminary analysis of the wear of two real rotors showed a combination of direct impacts at the tip and at the base of the blades, wearing the bed by sliding, direct shock and erosion by sliding around the periphery. In this study the abrasive capacity of the sediments of the Acre river bed, Brazil, was analyzed in the wear of three different ferrous materials used in the manufacture of centrifugal pump rotors used in the collection of raw water. In order to determine the wear mode and the relationship of the material specific wear coefficient (K), as a function of the sediment concentration, a rotating ball abrasometer tests were carried out on SAE 8620 steel, nodular FoFo and gray FoFo, using as abrasive suspensions the concentrations of 1, 2, 3, 5 and 10 g / l of sediment in distilled water. The wear volume as a function of the relative velocity of the mixture (water + sediment) relative to the rotor blades was estimated mathematically. The results show that: i) The K did not present significant difference as a function of the variation of the FN (1, 2 and 3N) during the tests performed; ii) the wear tests showed the abrasive capacity of the sediments in different concentrations; iii) as expected, SAE 8620 steel was more resistant to abrasive wear than gray and nodular FoFo samples; iv) sediment concentration has an important effect on the behavior and the coefficient of wear; and v) the rotational control of the pump as a function of sediment concentration and river level showed evidence of a 30% reduction in wear. |
| Subject: | Bombas centrífugas Desgaste abrasivo Engenharia mecânica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AVSKS6 |
| Issue Date: | 7-Dec-2017 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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