Quando os rolamentos se desgastam

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    2016 Agosto 24, 10:00 CEST

    É um fato da vida que todos os rolamentos, mesmo os mais altamente desenvolvidos, terminarão se desgastando e exigindo reparo ou substituição. Este artigo explora as opções para os engenheiros na indústria de papel e celulose.

    Os rolamentos são componentes críticos muito utilizados em máquinas de polpação e produção de papel. No coração de cada máquina, eles garantem que as peças rotativas se movimentem com suavidade, eficiência e o mínimo de atrito.

    Em muitos casos, os projetos de rolamentos são altamente especializados para atender a condições exigentes, como a operação em cilindro de sucção, em que é constante a exposição à umidade, ou em seções secadoras com altos níveis de umidade e calor. Com instalação e manutenção corretas e protegidos por sistemas de lubrificação apropriados, os rolamentos devem proporcionar uma vida operacional longa e livre de problemas.

    Infelizmente, nem sempre é possível manter os rolamentos em condições ideais, como explicou o especialista em rolamentos e gerente de unidade de negócios da SKF Rudolf Groissmayr. “Os rolamentos podem se desgastar prematuramente e falhar de forma inesperada por muitos motivos diferentes. As causas mais comuns incluem lubrificação deficiente ou incorreta, vedações defeituosas, desalinhamento de eixos e alterações nas condições operacionais da máquina. Essas condições costumam ocorrer quando são feitas tentativas de aumentar as velocidades da linha ou as temperaturas de vapor dos secadores como forma de melhorar a produção. No entanto, isso pode retirar o desempenho do rolamento da sua especificação original.”

    Embora uma falha inesperada do rolamento não seja comum – os sistemas mais recentes de monitoramento de condições e de análise de óleo devem proporcionar avisos antecipados o suficiente para evitar essas ocorrências –, é usual encontrar rolamentos com endentações e microfissuras nas superfícies rolantes e nas pistas que, com o tempo, podem afetar o desempenho e a eficiência dos rolamentos e, portanto, dos eixos ou cilindros suportados por eles.

    Em última instância, independentemente do grau de cuidado em termos de engenharia, instalação e manutenção, os rolamentos que estão em uso constante acabam atingindo um ponto em que necessitam de reparo ou substituição. Embora existam argumentos a favor de cada abordagem, na situação econômica atual, em que as usinas enfrentam uma combinação de competição global intensa e crescentes preços de entrada, há um forte incentivo para, sempre que possível, optar pelo reparo em vez de pela substituição dos rolamentos.

    Rudolf Groissmayr gerencia um dos centros de serviços industriais da SKF, especializado na repotencialização de rolamentos para o setor de papel e celulose. Ele observa que “um dos maiores desafios para os engenheiros de produção ou manutenção é a redução das paradas de máquina. O problema com a substituição do rolamento é que é frequentemente impossível determinar o grau de avaria de um rolamento antes de ele ser desmontado e removido da máquina, quando a linha, naturalmente, está interrompida. Se um novo rolamento é necessário, isso pode ser dispendioso e, como poucos fornecedores mantêm esses componentes caros ou especializados em estoque, pode exigir uma encomenda especial de fábrica, que pode demorar semanas ou, em alguns casos, meses para ser atendida. A alternativa é a repotencialização do rolamento.”

    “A repotencialização é possível em mais de 50% das aplicações e, normalmente, pode ser realizada em alguns dias e com um custo consideravelmente menor do que o de aquisição de um novo produto. Também é possível repotencializar um rolamento, especialmente rolamentos mais antigos, com um padrão mais alto de qualidade e desempenho que a peça original.”

    Além dos ganhos em produtividade, Rudolf Groissmayr vê alguns importantes benefícios ambientais na repotencialização de rolamentos. “Além de benefícios comerciais e técnicos reais para operadores de usinas, há também um forte argumento favorável devido à sustentabilidade ambiental, pois a repotencialização utiliza até 90% menos energia que a necessária para produzir um novo componente.”

    A finalidade da repotencialização, no entanto, não costuma ser a produção de um rolamento melhor que o original, mas o aumento da sua vida útil.

    Deve-se reconhecer que a repotencialização é um processo extremamente exigente que requer conhecimento e equipamentos especializados para garantir a manutenção das propriedades do rolamento e a continuidade da confiabilidade após o produto ser colocado de volta em operação. “Trabalhar com um fornecedor especializado é essencial”, afirmou Rudolf Groissmayr. “Além de ter os recursos para realizar o trabalho rapidamente e de acordo com os mais altos padrões, eles também são capazes de ajudar um cliente a entender o motivo pelo qual o rolamento foi danificado e auxiliar na subsequente otimização das máquinas para minimizar o risco de falhas futuras.”

    Nem todos os rolamentos são adequados para a repotencialização. Aqueles com danos pesados ou fraturas normalmente servem apenas para reciclagem. O processo de repotencialização, portanto, começa com a avaliação da condição do rolamento por um especialista para determinar a adequação para repotencialização e o tipo e a extensão do trabalho necessário. Um aspecto importante que é negligenciado com frequência é a avaliação da condição do rolamento no contexto da sua aplicação, levando em conta a carga do rolamento, as condições de lubrificação e o tempo em operação. Isso permite uma compreensão completa da natureza do problema que causou os danos.

    É preciso fazer uma distinção clara entre problemas de fadiga com início subsuperficial e de fadiga com início superficial. A primeira descreve as tensões de cisalhamento que aparecem ciclicamente logo abaixo da superfície de suporte da carga dos anéis e dos elementos rolantes. Essas tensões causam fissuras microscópicas que se estendem gradualmente até a superfície. Conforme os corpos rolantes passam sobre essas fissuras, fragmentos do material da superfície se destacam ou quebram. As pistas do rolamento com danos causados por fadiga com início subsuperficial normalmente não são apropriadas para repotencialização, enquanto que aquelas com fadiga com início superficial geralmente podem ser recuperadas por afiação ou retificação.

    Quando um rolamento chega a um centro de repotencialização SKF, ele é inspecionado visualmente e são verificados parâmetros como o magnetismo residual e a folga. O rolamento é, então, desmontado e limpo, antes da inspeção cuidadosa das partes do componente e da medição das suas dimensões. Isso inclui a medição padrão da espessura de parede e da ovalação do anel, com a opção de teste ultrassônico para detectar microfraturas subsuperficiais. Além disso, a medição de dureza, variação de diâmetro do conjunto de rolos e dimensões externas pode ser adicionada, dependendo da condição do rolamento e da criticalidade da aplicação.

    Essa fase de avaliação inicial é, então, seguida pelo envio de um relatório do cliente e de uma recomendação de outras providências. O processo de repotencialização subsequente é realizado em uma instalação de produção dedicada, que combina sistemas avançados de automação e controle com o conhecimento em engenharia de técnicos experientes.

    O processo de repotencialização pode ser dividido em quatro categorias: nível de serviço 1 (SL1) abrange inspeção e análise de falhas; nível de serviço 2 (SL2) abrange o processo de restauração de rolamentos que não foram usados, mas podem ter sofrido deterioração devido a armazenamento prolongado ou incorreto; nível de serviço 3 (SL3) abrange a repotencialização de rolamentos, principalmente através de processos de polimento com reutilização de componentes existentes; nível de serviço 4 (SL4) para a repotencialização extensa de rolamentos que exigem a substituição de componentes e a retificação de pistas. Em cada caso, os rolamentos repotencializados são remontados, passam por inspeção de qualidade e são marcados para fins de rastreamento, antes de serem embalados e devolvidos ao cliente.

    Rudolf Groissmayr acredita que a repotencialização de rolamentos oferece benefícios consideráveis. “Nossa experiência tem demonstrado que a repotencialização pode ajudar as fábricas de papel a reduzir seus custos anuais com substituição de rolamentos. Isso pode variar, dependendo do modelo de negócios, mas pode ficar normalmente entre 10 e 12%. Igualmente importantes são os tempos de atendimento relativamente curtos que significam que, com um planejamento cuidadoso, os rolamentos podem ser repotencializados durante a parada normal da linha, minimizando a perda de produtividade. Por fim, o potencial de economia de energia também torna a repotencialização uma opção atraente de um ponto de vista ambiental.”

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    A SKF é um dos principais fornecedores globais de rolamentos, vedações, mecatrônica, sistemas de lubrificação e serviços que incluem suporte técnico, serviços de manutenção e confiabilidade, consultoria em engenharia e treinamento. A SKF está representada em mais de 130 países e tem cerca de 17 mil distribuidores em todo o mundo. As vendas anuais em 2015 foram de 75,997 bilhões de coroas suecas, e a empresa empregava 46.635 funcionários. www.skf.com

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