Análise de falha em rotores e estatores


Nosso diretor geral Engenheiro Valdir Geremia participou da confecção da norma NBR_ISO_15136-1_+_N-2506-_28_DE_JANEIRO_DE_2014_FINAL_-_2014-07-28 para fornecimento de bombas para extração de petróleo. Nela foram discutidos vários aspectos para bom funcionamento e exigências que os fabricantes teriam que seguir para fornecer esses equipamentos em território nacional. Também foram documentadas fotos com as características de alguns tipos de falhas possíveis em rotores e estatores. Embora essas imagens tenham sido capturadas de bombas que trabalharam na extração de petróleo bruto, essas falhas também podem acontecer em qualquer tipo de aplicação. Colocamos aqui a ilustração de alguns tipos de falha com um breve descritivo.


Desgaste por abrasão no rotor

Esse tipo de desgaste acontece quando são bombeados produtos com grande quantidade de sólidos abrasivos como areia, cal, cavacos, cerâmica, dentre outros. Quando acontece esse tipo de falha, a tendência é que haja um desgaste na parte superior do rotor, como mostra a figura 1. Nesse caso, a bomba helicoidal deve operar com baixas rotações e com menor pressão por estágio.

Figura 1 – Rotor desgastado

 

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Rotor afetado por corrosão

Após atingir a camada de cromo duro, o fluido ataca rapidamente o metal base, causando crateras no rotor. Neste caso, devem ser aplicadas camadas de cromo duro de maior espessura e materiais com maior resistência a corrosão a ser recomendado pelo fabricante. A figura 2 ilustra um rotor agredido por corrosão.

Figura 2 – Rotor corroído

 

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Estator queimado

Quando a bomba trabalha a seco por determinado período, ocorre um elevado atrito causado pela interferência entre rotor e estator devido a falta de lubrificação, queimando a borracha do estator. A figura 3 mostra um estator depois de ter trabalhado a seco.

Figura 3 – Estator queimado/superaquecido

 

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Estator erodido

No bombeamento de abrasivos, na superfície interna do estator ocorre o desgaste por abrasão devido a constante concentração de areia em determinadas pontos da superfície do estator.

Figura 4 – Estator erodido

 

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Descolamento da borracha

A forma construtiva do estator consiste em elastômero injetado dentro de um tubo de aço. Para que haja aderência entre o aço e a borracha, é realizado um processo de adesivagem em sua fabricação. Quando o adesivo não cumpre a sua função e não há a aderência entre o aço e a borracha, o elastômero sofre danos e descola devido ao esforço resultante do processo de bombeamento. A figura 5 ilustra um estator que descolou durante a operação.

Figura 5 – Estator descolado

 

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Estator arranhado/entalhado

Ocorre quando abrasivos de maior tamanho como, por exemplo: britas, madeira, cavacos de aço se encontram no produto bombeado, causando entalhes e arranhões no elastômero. A figura 6 ilustra esse tipo de falha.

Figura 6 – Estator arranhado/entalhado

 

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Estator submetido a excesso de pressão

Quando a pressão de bombeamento por estágio for superior ao especificado, ocorre esforço excessivo nas cavidades do estator, rasgando e despedaçando a borracha.

Figura 7 – Estator torcido/despedaçado

 

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Estator atacado quimicamente

O elastômero do estator sofreu ataque quimico por imcompatibilidade com o fluido bombeado. Isso pode ocorrer por falta de informação na hora da especificação ou desconhecimento de algum produto existente no processo. Ao sofrer ataque quimico, pode ocorrer também o inchamento da borracha, causando danos a outras partes da bomba por excesso de torque. A figura x ilustra dois estatores atacados quimicamente.

Figura I.11 – Estator contaminado/com materiais externos (dois exemplos)

 

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Sobre a VALGE

A VALGE® é uma empresa brasileira, com sede em São Leopoldo, Rio Grande do Sul. Tem suas atividades voltadas para o projeto, desenvolvimento, fabricação e comercialização de Bombas de Cavidades Progressivas de fundo e de superfície, cabeçotes de acionamento para bombas de cavidades progressivas e peças de reposição para a indústria do petróleo. Nossa missão é desenvolver produtos e serviços com alto padrão de qualidade e confiabilidade usando profissionais qualificados e tecnologia adequada às exigências do mercado.