Cavitação em bombas industriais: entenda este fenômeno 

Você já ouviu falar em cavitação?

A cavitação é um fenômeno caracterizado pela vaporização e formação de bolhas causadas por alterações na pressão.

Falhas de cavitação podem afetar o funcionamento de bombas e, em alguns casos, comprometer totalmente o equipamento. 

Leia este artigo e entenda melhor o que é cavitação, como evitá-la e como solucionar esse problema.  

O que é cavitação? 

A cavitação é um fenômeno hidrodinâmico que afeta sistemas de bombeamento e que pode levar a danos e falhas nos equipamentos. 

Ela acontece quando há formação de bolhas de vapor em um escoamento do fluido, ocasionadas por reduções na pressão. Portanto, a cavitação é a formação de bolhas a partir da vaporização do líquido.

Sendo assim, a cavitação se manifesta, geralmente, na parte das pás em bombas ou turbinas hidráulicas.  

A pressão no local onde a cavitação se manifesta pode ser igual ou menor do que a pressão de vapor, a depender do número e da distribuição de partículas no líquido, às quais pequenas bolhas de gás ou ar não dissolvido podem se agregar.

Dessa forma, essas partículas agem como locais de nucleação para iniciar a vaporização.

Além disso, o crescimento e a implosão destas bolhas de vapor, adjacentes a superfícies sólidas, podem causar sérios danos por erosão nas superfícies do material.

Como a vaporização forma cavidades, o termo cavitação é usado para descrever a erosão e desgastes causados pelas bolhas. 

Em resumo, a cavitação pode ser definida como a formação de vácuos parciais em um líquido por um corpo sólido em movimento rápido ou por ondas sonoras muito intensas.

Quando não há manutenção adequada, a cavitação pode causar danos aos equipamentos, queda na produtividade e prejuízo financeiro, incômodos que podem ser evitados quando o problema é identificado com antecedência. 

Cavitação em bombas industriais  

A cavitação é um efeito comum em bombas industriais. Quando ela ocorre, o desempenho do ativo fica reduzido ou, até mesmo, comprometido.  

Como já explicado, a cavitação em bombas ocorre pela diminuição da pressão no olho do rotor, que por sua vez, é causado por conta do aumento da velocidade do fluido. Com isso, o fluido pode sofrer ebulição parcial, na temperatura de bombeamento.  Entretanto, existem outros fatores que podem contribuir para o surgimento de um problema de cavitação.

Causas da cavitação em bombas industriais  

Os problemas de cavitação em bombas industriais podem iniciar por conta dos seguintes fatores:

• Redução de pressão no bocal de sucção; 
• Aumento da velocidade de entrada do escoamento no bocal de sucção; 
• Aumento na temperatura do fluido bombeado;
• Separação em camadas no escoamento ou sua redução devido à mudança na viscosidade do fluido a ser bombeado; 
• Má condição na tubulação de sucção, obstruções ou componentes que geram muita perda de carga;
• Além disso, o tipo de bomba utilizada pode ser inadequada para executar o serviço e, dessa forma, sofrer cavitação. 

Tipos de cavitação 

Existem diferentes tipos de cavitação, sendo os mais comuns a cavitação de sucção e a cavitação de descarga. Sendo assim, cada tipo pode ocorrer em diferentes situações e apresentar características específicas. 

Cavitação de sucção  

A cavitação por sucção ocorre quando uma bomba está sob baixa pressão ou condições de alto vácuo. Quando o fluido sendo bombeado entra no olho de uma bomba centrífuga, a pressão é reduzida. Com isso, bolhas se formam no olho do impulsor e se deslocam para regiões de pressão mais alta e colapsando nas partes externas do impulsor.

Cavitação de descarga  

Esse tipo de cavitação acontece quando a pressão de descarga da bomba é extremamente alta ou quando há restrições no fluxo de descarga e não pode sair da bomba. Uma pressão de descarga muito alta ocasiona grande parte fluido bombeado circulando dentro da bomba.

Por conta disso, a circulação interna é forçada através da folga entre o impulsor e o compartimento da bomba em alta velocidade, resultando na formação de uma região de baixa pressão e favorecendo a cavitação.

Como detectar a cavitação em bombas? 

Para evitar danos graves ao ativo, é muito importante detectar a cavitação em bombas ou outros equipamentos hidráulicos o mais rápido possível. Mas como fazer isso?

Ao sofrer com este problema, a máquina pode exibir alguns sinais claros que podem ajudar responsáveis pela manutenção a identificá-lo.

Fique atento aos sintomas da cavitação em bombas 

Bombas com problema de cavitação exibem alguns sinais importantes e que precisam de atenção, são eles:

Alterações nos níveis de vibração 

Vibrações anormais, inesperadas, ou vibração excessiva, pode ser indício de uma falha de cavitação em bombas. Além disso, níveis de vibração excessiva também pode levar à falha prematura de vedações e rolamentos mecânicos.

Nesses casos, a energia liberada quando as bolhas de vapor se rompem pode fazer com que pedaços de metal se quebrem e colidam com outras peças móveis.

Ruído 

Quando você está enfrentando um problema de cavitação, na maioria das vezes o alerta virá na forma de ruído, como se estivesse bombeando pedras. Novamente, o ruído virá acompanhado de vibração, desempenho reduzido, ou até mesmo uma combinação de todas essas características.

Por isso, ao primeiro sinal de ruídos incomuns, faça uma averiguação. 

Fluxo fraco ou baixa pressão 

A cavitação em bombas pode causar fluxo fraco ou baixa pressão do fluido bombeado, por isso, ao perceber estes sinais é importante que o ativo passe por uma verificação.  

Pontos quentes  

Não é incomum que o fenômeno de cavitação ocasione o aquecimento de alguns componentes dos equipamentos. Por meio de uma rotina de inspeção sensitiva, é possível fazer o monitoramento destes sinais perceptíveis aos sentidos humanos e que requerem atenção.  

Aumento do consumo de energia  

A cavitação em bombas e demais equipamentos pode fazer com que o equipamento consuma mais energia para operar. Ao notar o consumo anormal de energia, é necessário investigar e entender a origem dessa variação, pois o ativo pode sofrer danos no longo prazo.  

Erosão de componentes  

Além disso, um dos indícios mais comuns de cavitação em bombas é a erosão das peças, principalmente o rotor. Ao sofrer cavitação, o interior do equipamento apresenta marcas profundas devido a erosão de material nas extremidades metálicas dos componentes.  

Dicas para evitar a cavitação 

A cavitação é algo que pode ser evitado. Veja a seguir algumas orientações que auxiliam o controle e prevenção desse problema: 

• Observar os limites operacionais do equipamento e das peças; 
• Fazer um diagrama de fases para descobrir a curva de pressão do vapor e assim evitar a combinação de temperatura e pressão que leve à ebulição do líquido; 
• Checar o posicionamento da bomba para que não prejudique a sucção; 
• Observar e respeitar os aspectos específicos de cada sistema; 
• Fazer alterações como elevar o nível do líquido no tanque de sucção ou baixar o ponto de sucção; 
• Selecionar um tipo de válvula que tenha uma queda de pressão menor.

Solução para detectar a cavitação em bombas  

Soluções de monitoramento contínuo, ou seja, 24/7, dos indicadores de saúde de bombas industriais, é a melhor maneira de evitar falhas e problemas como o de cavitação. Além de aumentar a confiabilidade e disponibilidade desses ativos.  

Veja no vídeo a seguir, como a Solução Dynamox auxilia na gestão de bombas industriais, gerando dados constantes que permitem acompanhar o desempenho do ativo, além de identificar falhas e janelas de melhoria. Ou seja, com a solução seus ativos operam sempre com eficiência e previsibilidade!

A Solução Dynamox é capaz de identificar precocemente sinais de cavitação, desgaste e outras potenciais falhas em bombas, contribuindo para elevar os níveis de produtividade e otimização dos equipamentos.

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