Principais considerações para projeto de rolamentos em bombas centrífugas de dutos verticais

Rolamentos em bombas centrífugas verticais do encanamento desempenham um papel crítico para garantir uma operação estável e prolongar a vida útil. O projeto do rolamento deve levar em consideração os tipos de carga, os métodos de lubrificação, as características de vibração e o controle do aumento de temperatura. As cargas primárias nos rolamentos incluem carga radial e carga axial. A carga radial origina-se das forças centrífugas do impulsor e dos diferenciais de pressão da tubulação, enquanto a carga axial é influenciada pela pressão de sucção e pelo projeto do impulsor. Os materiais dos rolamentos devem oferecer alta dureza, resistência ao desgaste e resistência à corrosão para atender às demandas operacionais de longo prazo.

A seleção do rolamento depende da velocidade e potência da bomba. As bombas de alta velocidade geralmente usam rolamentos, enquanto as bombas de baixa velocidade e alta potência podem usar rolamentos deslizantes. Os rolamentos devem ser classificados para cargas dinâmicas e estáticas para evitar falhas prematuras devido a carga excessiva. Os mancais de deslizamento requerem uma lubrificação eficaz, que pode ser obtida através de óleo ou graxa. A lubrificação com óleo pode ser fornecida por meio de circulação forçada ou sistemas de autofluxo para manter uma película protetora, reduzir o atrito e minimizar o desgaste.

A disposição dos rolamentos afeta significativamente a estabilidade geral da bomba. O espaçamento e posicionamento adequados dos rolamentos reduzem a vibração axial e radial e limitam a deflexão do eixo. Em bombas instaladas verticalmente, os rolamentos são normalmente posicionados na parte superior ou inferior da bomba, combinados com um projeto de eixo rígido para evitar desalinhamento sob condições operacionais variadas. As carcaças dos rolamentos devem permitir fácil desmontagem e inspeção, fornecer resfriamento suficiente e evitar superaquecimento que poderia comprometer o desempenho do lubrificante e reduzir a vida útil do rolamento.

Principais considerações para projeto de vedação em bombas centrífugas de dutos verticais

As vedações nas bombas centrífugas de tubulação vertical evitam vazamento de fluido, mantêm a pressão do sistema e preservam a eficiência da bomba. Os tipos de vedação comuns incluem vedações mecânicas, vedações de gaxeta e vedações a gás seco. Os selos mecânicos são amplamente utilizados nas indústrias química, farmacêutica, de abastecimento de água e alimentícia devido à sua confiabilidade e baixas taxas de vazamento. O projeto da vedação deve considerar as propriedades químicas, temperatura, pressão e velocidade do eixo do fluido. Fluidos corrosivos requerem materiais resistentes à corrosão, como carboneto de silício, cerâmica ou borracha fluorada. Fluidos de alta temperatura exigem materiais de vedação resistentes ao calor para evitar vazamentos causados ​​pela expansão térmica ou degradação do material.

A instalação adequada é crucial para o desempenho da vedação. As vedações mecânicas devem permanecer concêntricas com o eixo para evitar desgaste irregular causado pela excentricidade ou vibração do eixo. As vedações da gaxeta exigem um ajuste cuidadoso da gaxeta para equilibrar o desempenho da vedação e minimizar a carga axial nos rolamentos. O resfriamento e a lubrificação da vedação são essenciais, pois aplicações de alta temperatura ou alta pressão geralmente exigem camisas de resfriamento ou sistemas de circulação para reduzir a temperatura da vedação e prolongar a vida útil.

O projeto do selo também deve priorizar a conveniência da manutenção. Vedações facilmente removíveis reduzem o tempo de inatividade e melhoram a manutenção da bomba. Sistemas críticos de operação contínua podem utilizar vedações mecânicas de dupla face ou vedações assistidas por gás para aumentar a confiabilidade. O monitoramento regular de vazamentos e desgaste ajuda a detectar problemas precocemente, evitando danos secundários aos rolamentos e à carcaça da bomba.

Projeto Integrado de Rolamentos e Vedações

Os rolamentos e as vedações estão intimamente inter-relacionados nas bombas centrífugas de tubulações verticais e seu projeto deve considerar a operação sinérgica. A rigidez e a lubrificação do rolamento afetam diretamente a carga e o desgaste da vedação, enquanto o vazamento e o calor da vedação podem influenciar a vida útil do rolamento. O controle de temperatura, a mitigação de vibração e o posicionamento axial de ambos os componentes devem ser coordenados para garantir a operação suave da bomba sob diversas condições de vazão e pressão.

A otimização do espaçamento dos rolamentos, da rigidez do eixo e do tipo e material da vedação pode melhorar a confiabilidade e a eficiência geral da bomba. O projeto adequado do rolamento e da vedação não apenas aumenta a longevidade da bomba, mas também reduz a frequência de manutenção e os custos operacionais. Em aplicações exigentes, a engenharia precisa de rolamentos e vedações é fundamental para garantir um desempenho estável da bomba a longo prazo.