As bombas de fuso são vitais em diversos setores, incluindo a engenharia marítima, onde transferem combustível pesado para motores de navios, na indústria de energia, movimentando óleo combustível para caldeiras e geradores, e na indústria petroquímica para o transporte de hidrocarbonetos. Essas bombas são apreciadas por sua habilidade em bombear fluidos de diferentes viscosidades eficientemente, com um controle preciso do fluxo, sendo essencial para processos que requerem um fornecimento constante e confiável de combustível.
A necessidade de dessulfurização de combustíveis fósseis, especialmente os de baixo teor de enxofre, emerge como resposta às crescentes preocupações ambientais e regulamentações rigorosas visando reduzir a emissão de poluentes, particularmente o dióxido de enxofre (SO2), um dos principais contribuintes para a chuva ácida e poluição do ar. A dessulfurização, geralmente realizada através de processos químicos ou físicos, remove o enxofre dos combustíveis, resultando em produtos mais limpos que cumprem as normas ambientais. Contudo, este processo altera as propriedades físicas do combustível, reduzindo sua viscosidade e capacidade de lubrificação, o que impõe desafios operacionais significativos às bombas de fuso, aumentando o risco de desgaste e falha devido às condições de trabalho mais exigentes.
O Problema do Atrito e do Desgaste:
A diminuição da lubricidade nos combustíveis fósseis dessulfurizados leva ao fenômeno conhecido tecnicamente como atrito misto. Nesta situação, as superfícies metálicas internas das bombas de fuso entram em contato direto entre si, especialmente sob variações de carga. Este atrito possui uma natureza dual: de um lado, temos o atrito líquido, caracterizado pela existência de uma película de lubrificação eficaz que separa as superfícies metálicas, minimizando assim o desgaste; do outro, o atrito sólido, que ocorre quando tal separação é inexistente, resultando no contato direto metal-metal. Em operações padrão, as bombas de fuso operam majoritariamente sob as condições de atrito líquido. Contudo, a redução na lubricidade altera esse equilíbrio, aumentando a ocorrência e severidade do atrito sólido e, consequentemente, acelerando o desgaste dos componentes.
Além disso, essa alteração no regime de atrito favorece o surgimento de dois tipos de desgaste preocupantes: o desgaste adesivo e o desgaste abrasivo. O desgaste adesivo ocorre quando as superfícies metálicas em contato direto tendem a aderir uma à outra, resultando na transferência de material de uma superfície para outra. Esse fenômeno pode levar ao bloqueio ou avaria dos componentes da bomba, comprometendo sua funcionalidade. Já o desgaste abrasivo surge devido ao arrancamento ou raspagem de material da superfície devido ao atrito intenso, ocasionando o aumento do espaço interno e a perda de eficiência da bomba. Ambos os tipos de desgaste não são apenas superficiais, impactando profundamente a integridade estrutural das bombas e podendo causar falhas prematuras.
As ramificações de um aumento no atrito são diversas, variando desde a necessidade de manutenções mais frequentes até o risco de falhas catastróficas do sistema, as quais podem resultar em custos elevados e interrupções operacionais significativas. Dessa forma, a compreensão e mitigação dos efeitos do atrito misto, bem como dos desgastes adesivo e abrasivo nas bombas de fuso, emergem como aspectos cruciais para o manejo eficiente e seguro de combustíveis fósseis dessulfurizados, enfatizando a necessidade de abordagens técnicas rigorosas e inovadoras neste contexto.
Acoplamento magnético x selagem mecânica
Para uma vedação mecânica funcionar adequadamente, as faces de vedação do anel selador precisam estar lubrificadas, algo alcançado através de um vazamento natural, que pode parecer contraditório, mas é essencial. Esse líquido que escapa cria um filme lubrificante, protegendo as faces da vedação contra funcionamento a seco, atrito e desgaste, sendo vital manter um equilíbrio entre boa lubrificação e baixo vazamento. Este vazamento interrompe a linha de vedação, como ilustrado na figura.
HFO = Óleo Combustível Pesado. LFO = Óleo Combustível Leve. ULSF = Óleo Combustível Ultra Leve
Em contraste, as bombas com acoplamento magnético, uma inovação notável, são hermeticamente seladas pelo recipiente de contenção integrado, funcionando eficazmente independentemente do tipo de combustível fóssil dessulfurizado que está sendo bombeado, fechando a linha de vedação entre as tubulações. Além disso, enquanto as vedações mecânicas em bombas, apesar de seu alto padrão tecnológico, ainda são suscetíveis a desgaste e necessitam de manutenção, os acoplamentos magnéticos oferecem uma alternativa livre de manutenção, reduzindo os custos do ciclo de vida associados à substituição de peças e manutenção.
Aprimoramento e Eficiência: Bombas Kral no Contexto de Combustíveis Limpos
As aplicações mais críticas e desafiadoras para as bombas de fuso são encontradas nas bombas alimentadoras e de circulação. Estas desempenham um papel crucial ao gerar pressões elevadas, fundamentais para o funcionamento eficiente do sistema. Um desafio particular surge com as bombas alimentadoras, que começam a enfrentar dificuldades ao operar com pressões acima de aproximadamente 8 bar, especialmente ao manusear combustíveis com baixo teor de enxofre. A complexidade aumenta com tensões especiais que ocorrem durante a inicialização das bombas ou em operações em altas temperaturas, elevando os riscos de falhas e ineficiências.
Neste contexto desafiador, as bombas da Kral GmbH se destacam no manejo de combustíveis fósseis dessulfurizados. A empresa combina inovação tecnológica, design aprimorado e materiais de alta qualidade para superar as dificuldades apresentadas por esses combustíveis, que incluem baixa viscosidade e redução das propriedades lubrificantes. As bombas da Kral são projetadas com precisão e fabricadas com tolerâncias apertadas, adaptando-se às características específicas dos combustíveis dessulfurizados. Um avanço significativo da Kral é a aplicação de revestimentos especiais nos componentes das bombas, aumentando a dureza superficial e diminuindo o atrito e o desgaste, mesmo sob condições intensas de operação e altas temperaturas.
Adicionalmente, a Kral introduziu acoplamentos magnéticos que proporcionam uma selagem hermética, eliminando o risco de vazamentos e reduzindo os custos de manutenção e substituição de peças. Esses acoplamentos possibilitam uma operação segura e eficiente com qualquer tipo de combustível fóssil dessulfurizado, desde óleos leves a combustíveis marítimos pesados.
Em resumo, a superioridade das bombas da Kral no manejo de combustíveis fósseis dessulfurizados deriva de sua abordagem inovadora no design de bombas e na seleção de materiais. A combinação de revestimentos especiais para maior durabilidade e acoplamentos magnéticos para solucionar desafios de vedação posiciona as bombas da Kral como uma solução ideal para as demandas complexas da indústria moderna, destacando-se em termos de eficiência e confiabilidade.