Manutenção da bomba de vácuo de palheta rotativa e troca de óleo
Consumo de óleo, contaminação de óleo e trocas de óleo em bombas de vácuo rotativas
Para que serve o óleo da bomba de vácuo?
O óleo serve para:
- lubrificar as peças móveis
- vedar as peças móveis contra a pressão atmosférica
- vedar a válvula
- preencher o espaço morto abaixo da válvula
- vedar os vários espaços operacionais um do outro
Em todas as bombas, é possível verificar a carga de óleo durante a operação usando o visor de nível de óleo integrado. Especialmente, durante a operação contínua, é necessário assegurar que o nível de óleo nunca caia abaixo do mínimo. Durante um processo de bombeamento, as bombas de palheta rotativa lubrificadas a óleo emitirão vapores de óleo da porta de saída devido à alta temperatura de operação. Isso leva à perda de óleo em uma extensão que dependerá da quantidade de gás ou vapor que é aspirado para a bomba. Gotículas de óleo maiores podem ser retidas instalando o separador de óleo grosso na linha de descarga. Isso reduzirá consideravelmente a perda de óleo. O filtro fino de névoa de óleo instalado em algumas bombas também retém as gotículas de óleo mais finas para que nenhum óleo saia da saída da bomba. A perda de óleo é reduzida praticamente a zero, pois o óleo que é separado retorna à bomba. Para bombas sem um separador fino integrado, esse dispositivo é oferecido como opcional.
Remoção e instalação do purificador interno do Leybold TRIVAC D 40-65 B
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Com que frequência o óleo da bomba de vácuo deve ser trocado?
Se uma bomba rotativa lubrificada a óleo for operada sem um dispositivo de separação e retorno de óleo, será necessário esperar uma certa quantidade de consumo de óleo, cuja extensão dependerá do tamanho da bomba e da natureza do processo. Na pior das hipóteses, isso pode chegar a cerca de 2 cm3 para cada metro cúbico de ar bombeado. Deve-se esperar uma maior perda de óleo ao operar a bomba com lastro de gás.
Se o óleo da bomba tornar-se inutilizável devido à exposição a vapores ou contaminantes do processo, o óleo deverá ser substituído. É impossível formular regras rígidas e rápidas sobre quando uma troca de óleo será necessária, pois as condições de operação determinarão por quanto tempo o óleo permanecerá bom. Sob condições limpas (por exemplo, bombas de apoio para bombas de difusão em aceleradores eletronucleares), as bombas de vácuo de palhetas rotativas podem funcionar durante anos sem troca de óleo. Em condições extremamente "sujas" (por exemplo, durante a impregnação), pode ser necessário trocar o óleo diariamente. O óleo terá de ser substituído quando a sua cor castanha clara original, ficar castanha escura ou preta devido ao envelhecimento, ou ficar turva devido à entrada de líquido (como água) na bomba. Uma troca de óleo também é necessária quando se formam flocos no óleo de proteção contra corrosão, indicando que o agente de proteção contra corrosão está esgotado.
Etapas a seguir ao trocar o óleo
A troca de óleo sempre deve ser efetuada com a bomba desligada, mas na temperatura de operação. A abertura de drenagem de óleo fornecida para cada bomba deve ser usada para essa finalidade. Se uma bomba estiver seriamente contaminada, então ela deve ser limpa. As instruções de operação aplicáveis devem ser observadas nesse caso.
Seleção do óleo da bomba ao manusear vapores agressivos
Se vapores corrosivos (por exemplo, os vapores formados por ácidos) forem bombeados, então um óleo de proteção contra corrosão PROTELEN® deve ser usado no lugar do óleo normal da bomba. Esses tipos de vapores reagirão com o agente básico (alcalino) de proteção contra corrosão no óleo. As reações de neutralização contínuas esgotarão o agente de proteção contra corrosão a uma taxa que depende da quantidade e acidez dos vapores. O óleo terá de ser trocado com mais frequência, de acordo com esses fatores. Os óleos de proteção contra corrosão são muito higroscópicos (absorvem água) ou facilmente formam emulsões com água. Consequentemente, uma bomba que é abastecida com óleo de proteção contra corrosão absorverá a umidade do ar se estiver fora de serviço por um longo tempo. Uma bomba abastecida com óleo de proteção contra corrosão não deve ser usada para bombear vapor de água, pois as propriedades de lubrificação e proteção contra corrosão do óleo seriam afetadas negativamente. Uma vez que o óleo tenha absorvido água, não será mais possível que essas bombas atinjam sua pressão máxima. As bombas lubrificadas a óleo não devem, em condições normais de operação, ser abastecidas com óleo de proteção contra corrosão. O óleo LVO 100 é preferível ao bombear ar, vapor de água e vapores orgânicos não corrosivos, desde que haja proteção positiva contra os vapores que se condensam no interior da bomba.
Medidas ao bombear várias substâncias químicas
Esta discussão não pode fornecer cobertura completa dos muitos e variados campos de aplicação para bombas de vácuo lubrificadas a óleo na indústria química. Nossos muitos anos de experiência com as aplicações químicas mais difíceis podem ser usados para resolver seus problemas específicos. Três aspectos devem, no entanto, ser mencionados brevemente: bombeamento de misturas de gases explosivos, vapores condensáveis e vapores e gases corrosivos.
Proteção contra explosão
As regulamentações de segurança e proteção ambiental aplicáveis devem ser observadas ao planejar e projetar sistemas a vácuo. O operador deve estar familiarizado com as substâncias que o sistema estará bombeando e levar em consideração não apenas as condições normais de operação, mas também as situações anormais, operando fora dos parâmetros normais. Os auxílios mais importantes para evitar misturas explosivas são – além da inertização pela adição de gases de proteção – a manutenção dos valores limite de explosão com o auxílio de condensadores, coletores de adsorção e lavadores de gases.
Proteção contra condensação
As bombas Leybold oferecem três opções para evitar que os vapores condensem nas bombas:
- O princípio do lastro de gás (consulte a Fig. 2.14). Isso aumenta consideravelmente a quantidade de vapor que a bomba pode tolerar.
- Aumento da temperatura da bomba. O design robusto das nossas bombas permite que elas funcionem em temperaturas de até 120 °C. Isso aumenta a tolerância para vapor de água pura, por exemplo, por um fator de cinco em comparação com a operação normal doe lastro de gás.
- Usando condensadores de vácuo. Elas atuam como bombas seletivas e devem ser dimensionadas para que a bomba de lastro de gás a jusante não receba mais vapor do que a quantidade correspondente à tolerância de vapor adequada.
Fig. 2.14 Diagrama do processo de bombeamento em uma bomba de palheta rotativa sem e com lastro de gás ao bombear substâncias condensáveis.
a) Sem lastro de gás
- A bomba está conectada ao reservatório, que já está quase sem ar (70 mbar) – deve, portanto, transportar principalmente partículas de vapor
- A câmara da bomba é separada do reservatório – a compressão começa
- O conteúdo da câmara da bomba já está tão comprimido que o vapor condensa para formar gotículas – a pressão da válvula ainda não foi atingida
- O ar residual somente agora produz a sobrepressão necessária e abre a válvula de descarga, mas o vapor já se condensou em gotículas de líquido na bomba.
b) Com lastro de gás
- A bomba está conectada ao reservatório, que já está quase sem ar (70 mbar) – deve, portanto, transportar principalmente partículas de vapor
- A câmara da bomba é separada do reservatório – agora a válvula de lastro de gás, através da qual a câmara da bomba é preenchida com ar adicional de fora, abre – esse ar adicional é chamado de lastro de gás
- A válvula de descarga é aberta e as partículas de vapor e gás são empurradas para fora. A sobrepressão necessária para que isso ocorra é atingida muito cedo devido ao ar do lastro de gás adicional. A condensação não pode ocorrer.
- A bomba descarrega mais ar e vapor
Proteção contra corrosão
As bombas lubrificadas a óleo já estão suficientemente protegidas contra corrosão devido ao filme de óleo que estará presente em todas as superfícies dos componentes.
a) Ácidos
Nossas bombas são fundamentalmente adequadas para bombear ácidos. Em situações especiais, podem ocorrer problemas com o óleo e com os equipamentos auxiliares acoplados na entrada e/ou saída. Nossos engenheiros em Colônia estão disponíveis para ajudar a resolver esses problemas.
b) Anidridos
O CO (monóxido de carbono) é um forte agente redutor. Quando o CO está sendo bombeado, portanto, é importante que o lastro de gás não esteja usando ar atmosférico, mas sim que gases inertes sejam usados na melhor das hipóteses (por exemplo Ar ou N2). O lastro de gás inerte também deve ser usado ao bombear SO2, SO3 e H2S. Um óleo inibidor de corrosão também deve ser usado ao manusear esses três anidridos. O dióxido de carbono (CO2) pode ser bombeado sem fazer nenhum arranjo especial.
c) Soluções alcalinas
O óleo normal da bomba LVO 100 deve ser usado para bombear soluções alcalinas. As soluções de hidróxido de sódio e potassa cáustica não devem ser bombeadas em sua forma concentrada. A amônia pode ser bombeada bem com a válvula de lastro de gás fechada. Os meios orgânicos alcalinos, como a metilamina e a dimetilamina, também podem ser bombeados satisfatoriamente, mas com a válvula de lastro de gás aberta.
d) Gases elementares
O bombeamento de nitrogênio e gases inertes não requer medidas especiais.
Ao manusear hidrogênio, é necessário observar o risco de criar uma mistura explosiva.
A válvula de lastro de gás não pode, em nenhum caso, ser aberta ao lidar com hidrogênio. Os motores que acionam as bombas devem ser à prova de explosão. Aplicam-se os regulamentos ATEX.
Oxigênio: é necessário cuidado especial ao bombear oxigênio puro!
Óleos de bomba especialmente formulados devem ser usados para essa finalidade. Podemos fornecê-los, acompanhados por um certificado de aprovação emitido pela German Federal Materials Testing Authority (BAM), após consulta.
e) Alcanos
Os alcanos de baixo peso molecular, como o metano e o butano, podem ser bombeados com a válvula de lastro de gás fechada ou usando gás inerte como lastro de gás e/ou com temperatura elevada da bomba. Mas importante – maior risco de explosão!
f) Álcoois
Uma vez atingida a temperatura de operação, o metanol e o etanol podem ser extraídos sem o uso de lastro de gás (óleo de bomba LVO 100). Para bombear álcoois de maior peso molecular (por exemplo, butanol), a válvula de lastro de gás terá de ser aberta ou outras medidas de proteção terão de ser implementadas para evitar a condensação.
g) Solventes
Acetona: pode ser extraída sem dificuldade; aguarde até que a temperatura normal de operação seja atingida.
Benzeno: cuidado – os vapores são altamente inflamáveis. A pressão máxima é degradada pela diluição do óleo da bomba. As misturas de ar e benzeno são explosivas e inflamáveis. Trabalhe sem lastro de gás. Gases inertes podem ser usados como gás de lastro. Aplicam-se os regulamentos ATEX.
Tetracloreto de carbono e tricloroetileno: bombeamento sem problemas; não inflamável e não explosivo, mas será dissolvido em óleo e, portanto, aumentará a pressão máxima; espere até que a temperatura normal de operação seja alcançada. Mantenha o lastro de gás aberto ao bombear carbon tet e outros solventes não inflamáveis. Use óleo da bomba LVO 100.
Tolueno: bombeie através do defletor de baixa temperatura e sem lastro de gás. Use gás inerte, não ar, como lastro de gás.
Defeitos operacionais durante o bombeamento com lastro de gás – possíveis fontes de erro em que a pressão máxima necessária não é alcançada
a) O óleo da bomba está contaminado (especialmente com vapores dissolvidos). Verifique a cor e as propriedades. Solução: deixe a bomba funcionar por um longo período de tempo com o reservatório de vácuo isolado e a válvula de lastro de gás aberta. Em caso de contaminação pesada, é aconselhável uma troca de óleo. A bomba nunca deve ficar parada por um longo tempo quando contiver óleo contaminado.
b) As peças deslizantes da bomba estão desgastadas ou danificadas. Em condições limpas, nossas bombas podem funcionar por muitos anos sem nenhum esforço especial de manutenção. No entanto, quando a bomba tiver sido deixada funcionando por um longo período de tempo com óleo sujo, os rolamentos e as válvulas gaveta podem apresentar danos mecânicos. Isso deve sempre ser assumido quando a bomba não atinge mais a pressão máxima especificada no catálogo, mesmo que o óleo tenha sido trocado. Nesse caso, a bomba deve ser enviada para reparo ou nosso serviço de apoio ao cliente deve ser contactado.
c) O instrumento de medição está contaminado (consulte a página Manutenção de medidores).
Possíveis fontes de erro quando a bomba não gira mais
- Verifique a alimentação elétrica da bomba.
- A bomba ficou parada por um longo período contendo óleo contaminado ou resinoso.
- A bomba está mais fria que 10 °C e o óleo está rígido. Aqueça a bomba.
- Existe um erro mecânico. Entre em contato com nosso departamento de atendimento ao cliente.
Vazamentos de óleo no eixo
Se o óleo for descarregado no eixo, a vedação do eixo no rolamento de acionamento terá que ser inspecionada e possivelmente substituída. O design das bombas permite substituir facilmente este anel, seguindo as instruções de operação fornecidas com a unidade.
Fundamentos da tecnologia de vácuo
Faça o download do nosso e-book "Fundamentals of Vacuum Technology" para descobrir os processos e os fundamentos da bomba de vácuo.
Referências
- Símbolos de vácuo
- Glossário de unidades
- Referências e fontes
Símbolos de vácuo
Um glossário de símbolos normalmente usados em diagramas de tecnologia de vácuo como uma representação visual dos tipos de bomba e peças em sistemas de bombeamento
Glossário de unidades
Uma visão geral das unidades de medida usadas na tecnologia de vácuo e o que os símbolos significam, bem como os equivalentes modernos das unidades históricas
Referências e fontes
Referências, fontes e leitura adicional relacionadas aos conhecimentos fundamentais da tecnologia de vácuo
