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Título: Análise do desgaste por abrasão de rotores em aço inoxidável AISI 304 de bombas de estação elevatória de água bruta de ETA’s, variando a carga de sedimentos.
Autor(es): Azevedo, Igor Andrade
Orientador(es): Castro, Ana Letícia Pilz de
Serrano, Rodrigo Otávio Peréa
Membros da banca: Pinto, Maria Aparecida
Gandini, Maria Luíza Teófilo
Serrano, Rodrigo Otávio Peréa
Castro, Ana Letícia Pilz de
Palavras-chave: Abrasão - desgaste abrasivo
Aço inoxidável AISI 304
Data do documento: 2019
Referência: AZEVEDO, Igor Andrade. Análise do desgaste por abrasão de rotores em aço inoxidável AISI 304 de bombas de estação elevatória de água bruta de ETA’s, variando a carga de sedimentos. 2019. 64 f. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Resumo: O desgaste abrasivo é determinado em função das características do sistema estudado, em estações de bombeamento as características mais importantes são a carga de sedimentos e o regime de trabalho do rotor. Esse desgaste é determinante em relação a eficiência, rendimento e regime de manutenções. A resistência dos materiais dos rotores ao desgaste por abrasão e erosão varia de acordo com suas características e propriedades, como a dureza de sua superfície que determinará a resistência à penetração e outros efeitos dos impactos e interações recebidos de partículas sólidas. Neste trabalho o foco está no desgaste das pás de rotores de bombas centrífugas utilizadas em Estação Elevatórias de Água Bruta (EEAB) de um rio sedimentar da Amazônia brasileira, decorrente da variação da carga de sedimentos e da cota fluviométrica do rio. Analisou-se a capacidade abrasiva dos sedimentos do leito do Rio Acre no desgaste do aço AISI 304, utilizado na fabricação de rotores de bombas centrífugas. 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 inoxidável AISI 304, usando como suspensões abrasiva as concentrações de 1g/l, 2g/l, 3g/l, 5g/l e 10g/l de sedimento em água destilada. Análises com modelagem numérica foram utilizadas para estimar os valores de velocidade relativa do fluido nas pás do rotor, levando a valores de forças de arrasto em diferentes seções das pás. Os resultados mostram: a capacidade abrasiva dos sedimentos em diferentes concentrações; o efeito da concentração da suspensão abrasiva no valor do coeficiente de desgaste (K); a maior abrasividade do sedimento do Rio Acre em relação ao carbeto de silício, que chegou a cerca de 280% mais abrasivo; o aço AISI 304 tem resistência até 28 vezes maior ao degaste abrasivo que o FoFo Nodular; a possibilidade do controle rotacional da bomba em função da cota do rio e da concentração de sedimento pode causar a redução do desgaste abrasivo em até 35%.
Resumo em outra língua: The abrasive wear is determined according to the characteristics of the system studied, in pumping stations the most important characteristics are the sediment load and the working regime of the rotor. This wear and tear is decisive in terms of efficiency, performance and maintenance regime. The resistance of the rotor materials to abrasion and erosion wear varies according to their characteristics and values as the hardness of their surface will determine the penetration resistance and other effects of the impacts received from solid particles. This work analyzes the wear of centrifugal pump rotor blades, used at the Gross Water Effluent Station (EEAB) of sedimentary rivers of the Brazilian Amazon, due to the variation of the sediment load and the river's fluviometric elevation. In this study, the abrasive capacity of the sediments of the Acre river bed, Brazil, was analyzed in the wear of AISI 304 steel used in the manufacture of centrifugal pump rotors, when used in the collection of raw water. To determine the wear mode and the relationship of the specific wear coefficient of the material (K), as a function of the sediment concentration, a rotating ball abrasometer tests were performed on AISI 304 stainless steel samples, using as abrasive suspensions the concentrations of 1g/l, 2g/l, 3g/l, 5g/l and 10g/l of sediment in distilled water. Numerical modeling analyzes were used to estimate the relative velocity values of the fluid in the rotor blades, leading to drag values in different sections of the blades. The results show: the abrasive capacity of sediments at different concentrations; the effect of the concentration of the abrasive solution on the coefficient of wear (K); the greater abrasiveness of the Acre River sediment in relation to the silicon carbide, which reached about 280% more abrasive; the AISI 304 steel has resistance up to 28 times to the abrasive wearer than the Nodular FoFo; the possibility of rotational control of the pump in function of the river level and sediment concentration can cause abrasive wear reduction of up to 35%.
URI: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/1948
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