ESTUDO DA VIABILIDADE TÉCNICA DA UTILIZAÇÃO DE MATERIAIS POLIMÉRICOS AUTOLUBRIFICANTES NO USO DE MANCAIS DE PEQUENAS UNIDADES GERADORAS HORIZONTAIS

Referencia Apresentador Autores
(Instituição)
Resumo
IVo18-001
LORIVAL ANTUNES SILVA JR SILVA JR, L.A.(COPEL GERAÇÃO E TRANSMISSÃO); Munaro, M.(Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento); Silva, C.H.(Universidade Tecnológica Federal do Paraná); Procopiak, L.A.(Copel Geração e Transmissão S.A.); Penteado, R.(Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento); As turbinas e os geradores de usinas hidrelétricas são sustentados por mancais, elementos mecânicos que fornecem apoio a um eixo em rotação. No sentido de mitigar o efeito do atrito, os mancais são continuamente lubrificados e o lubrificante, além de ser exposto ao calor, apresenta turbilhonamento e parte de seu volume passa para o estado de vapor, o que podem causar vários problemas devido a condensação fora das cubas dos mancais, dentre eles: ambiental devido ao lançamento de alíquotas de lubrificantes nos rios pelo canal de fuga; técnicos como a reposição de óleo, danos na isolação elétrica do gerador, obstrução dos canais de ventilação do estator e custo com equipe de operação e manutenção; econômica devido aumento de custo do homem x hora, possíveis autuações da ANEEL e maior consumo de óleo; de segurança do trabalho devido a acidentes de trabalho por queda e escorregamento. Uma alternativa para minimizar esses problemas é a utilização de mancais do tipo autolubrificantes. Com essa premissa o presente estudo consiste na avaliação do comportamento tribológico de compostos poliméricos comerciais a fim de estudar a viabilidade técnica de se aplicar esses materiais em mancais de pequenas unidades geradoras horizontais. Para isso foram selecionados três compostos poliméricos, os quais tiveram sua composição química preponderante identificada como: poliéster para o material 1 e poliuretano para os materiais 2 e 3. Estes foram avaliados pela técnica de caracterização de EDS (análise de energia dispersiva de raios X), DSC (calorimetria diferencial de varredura), FTIR (espectroscopia de Infravermelho), TGA (análise termogravimétrica), dureza Shore D, ensaios de rugosidade, determinação de densidade e o ensaio tribológico propriamente dito. Foram realizados ensaios de atrito, do tipo pino contra disco, para isso foram produzidos corpos de prova, dos materiais estudados, em formatos de pinos que foram submetidos ao atrito contra um substrato rotatório de aço inoxidável AISI 304. As amostras foram ensaiadas em distâncias e carga aplicada constante e três velocidades tangenciais diferentes. Foram realizadas medições do coeficiente de atrito cinético, da temperatura no contato e do desgaste. Esses procedimentos permitiram traçar o comportamento dos materiais, permitindo uma comparação entre as amostras. Os materiais 1 e 3 não sofreram alterações no coeficiente de atrito quando aumentada a velocidade tangencial. O material 3 apresentou o menor coeficiente de atrito dentre os materiais estudados. Os lubrificantes sólidos desprendidos dos materiais 2 e 3 tenderam a aderir à pista de ensaio formando um filme lubrificante. O material 1 teve a sua lubrificação feita imediatamente no momento do contato e não através da formação constante de filme. Para a aplicação proposta, o material 3 aparenta ser o mais indicado dentre os materiais estudados, devido a estabilidade e menores valores de coeficiente de atrito. Porém, considerando a severidade da aplicação é necessário fazer maiores estudos sobre o desgaste deste material.
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