• Compreendendo os problemas de ligação de ar e como prevenir falhas na bomba centrífuga

As bombas centrífugas são amplamente utilizadas em aplicações industriais, incluindosistemas de abastecimento de água, processamento químico, mineração, geração de energia, petróleo e gás, sistemas de água de alimentação de caldeiras e sistemas de circulação industrial.

No entanto, durante a operação, os usuários podem encontrar um problema comum:

O motor funciona normalmente;

O eixo da bomba gira corretamente;

Mas nenhum líquido é descarregado pela saída;

A taxa de fluxo diminui significativamente;

A bomba produz ruído ou vibração anormal.

Em muitos casos, este problema é causado porligação de ar na bomba centrífuga.

A obstrução do ar é um dos problemas operacionais mais comuns em bombas centrífugas, especialmente parabombas centrífugas horizontais, bombas centrífugas multiestágios, bombas de caixa dividida e outros projetos de bombas não-autoescorvantes-.

 

 

1. O que é a ligação de ar em uma bomba centrífuga?

Ligação de arrefere-se a uma condição em que ar ou gás fica preso dentro da carcaça da bomba, área do impulsor ou tubulação de sucção, impedindo que a bomba centrífuga estabeleça fluxo e pressão normais.

Uma bomba centrífuga funciona usando o impulsor giratório para transferir energia para o líquido. Quando o líquido entra no olhal do impulsor, a força centrífuga o empurra em direção à saída do impulsor, criando pressão e fluxo contínuo.

Contudo, quando o ar enche a câmara da bomba:

O ar tem uma densidade muito menor que o líquido;

O impulsor não consegue transferir energia para o ar de forma eficaz;

A diferença de pressão necessária não pode ser criada;

O líquido não consegue entrar na bomba corretamente.

Como resultado, a bomba pode continuar a funcionar mecanicamente, mas não consegue fornecer líquido.

Os sintomas típicos incluem:

Bomba funcionando sem descarga de água;

Fluxo e pressão reduzidos;

Operação instável;

Vibração ou ruído excessivo.

 

2. Principais causas de retenção de ar em bombas centrífugas

2.1 Escorvamento insuficiente antes da partida da bomba

A causa mais comum

A maioria das bombas centrífugas convencionais sãonão é auto-escorvantee deve ser completamente preenchido com líquido antes de começar.

Antes da operação, as seguintes condições devem ser garantidas:

A carcaça da bomba está totalmente cheia de líquido;

A tubulação de sucção está cheia de líquido;

Todo o ar preso é removido.

Se permanecer ar dentro da bomba, o impulsor apenas circulará ar em vez de bombear líquido.

Situações comuns incluem:

A bomba é ligada pela primeira vez sem escorvamento adequado;

A bomba perde líquido após um longo desligamento;

A válvula de pé falha e o líquido retorna;

O ar não é completamente liberado durante a inicialização.

 

2.2 Vazamento de Ar na Tubulação de Sucção

O lado de sucção de uma bomba centrífuga geralmente opera sob pressão negativa.

Portanto, mesmo um pequeno vazamento na tubulação de sucção pode permitir que o ar externo entre na bomba sem vazamento óbvio de água.

Os pontos comuns de vazamento de ar incluem:

Conexões de flange;

Juntas danificadas;

Juntas roscadas soltas;

Áreas de vedação de válvulas;

Rachaduras nas tubulações de sucção.

Uma vez que o ar entra na bomba, ele pode acumular-se dentro da carcaça e reduzir o desempenho da bomba.

Para sistemas de bombeamento industriais:

A estanqueidade da tubulação de sucção é tão importante quanto a resistência da tubulação de pressão.

 

2.3 Projeto inadequado da tubulação de sucção

Um sistema de sucção adequadamente projetado é essencial para a operação confiável da bomba centrífuga.

Os problemas que podem causar acúmulo de ar incluem:

Pontos altos no tubo de sucção

O ar tende a se acumular no ponto mais alto da tubulação.

Tubo de sucção subdimensionado

Um tubo de sucção com diâmetro insuficiente pode causar:

Maior velocidade de fluxo;

Aumento da perda por atrito;

Menor pressão na entrada da bomba;

Maior risco de entrada de ar no sistema.

Curvas excessivas de tubos

Muitos cotovelos ou layouts de tubulação complicados podem aumentar:

Perdas hidráulicas;

Resistência à sucção;

Possibilidade de acumulação de ar.

 

2.4 Baixo nível de líquido e entrada de ar

Quando o nível do líquido em um tanque ou reservatório fica muito baixo:

A entrada de sucção pode estar próxima da superfície do líquido;

Pode ocorrer formação de vórtices;

O ar pode ser aspirado para o tubo de sucção.

Este problema é comum em:

Sistemas de tratamento de água;

Aplicações de drenagem;

Sistemas de circulação de água de resfriamento.

Manter profundidade de submersão suficiente é importante para evitar a entrada de ar.

 

2.5 Gás Liberado do Líquido Bombeado

Alguns líquidos contêm gases dissolvidos.

Sob certas condições, como:

Redução de pressão;

Aumento de temperatura;

Turbulência de fluxo;

o gás dissolvido pode separar-se do líquido e formar bolhas.

Estas bolhas podem acumular-se perto da entrada do impulsor e afectar o desempenho da bomba.

 

3. Sintomas comuns de retenção de ar

3.1 A bomba funciona, mas não fornece líquido

Este é o sintoma mais típico.

O motor funciona normalmente, mas:

Não sai água;

A pressão de descarga permanece baixa;

A bomba não consegue atingir o ponto de operação projetado.

 

3.2 Fluxo e Pressão Reduzidos

Como o impulsor não consegue transferir energia de forma eficaz para o líquido:

A taxa de fluxo diminui;

A cabeça da bomba cai;

O desempenho do sistema fica instável.

 

3.3 Ruído e vibração anormais

O ar que entra na área do impulsor interrompe o fluxo contínuo do líquido.

Resultados possíveis:

Aumento da vibração;

Operação instável;

Ruído operacional anormal.

 

4. Como prevenir e resolver problemas de ligação de ar

 

4.1 Escorvamento adequado da bomba e remoção de ar

A solução mais eficaz é a preparação adequada antes da inicialização.

Procedimento recomendado:

Abra a válvula de liberação de ar;

Encha a carcaça da bomba com o líquido bombeado;

Certifique-se de que a câmara da bomba esteja completamente cheia;

Remova todo o ar preso;

Feche a válvula de liberação de ar;

Ligue a bomba.

A preparação adequada é especialmente importante para:

Bombas multiestágios horizontais;

Bombas de água para alimentação de caldeiras;

Bombas centrífugas de alta-pressão;

Bombas de caixa dividida.

 

4.2 Inspecione e Repare Vazamentos na Tubulação de Sucção

Verifique regularmente:

Conexões de flange;

Juntas;

Válvulas;

Juntas de tubos;

Componentes de vedação.

Qualquer fuga de ar deve ser reparada imediatamente para garantir um funcionamento estável da bomba.

 

4.3 Instalar dispositivos de liberação de ar

Para sistemas com acúmulo frequente de ar, considere instalar:

Válvulas automáticas de liberação de ar;

Tubulações de ventilação;

Sistemas de escorva-assistidas a vácuo.

Esses dispositivos ajudam a remover o ar preso e melhoram a confiabilidade da inicialização.

 

4.4 Otimizar as condições de instalação da bomba

Para reduzir o risco de retenção de ar:

✔ Mantenha as tubulações de sucção o mais curtas possível;
✔ Utilize tubo de sucção com diâmetro adequado;
✔ Minimize cotovelos desnecessários;
✔Evite pontos altos onde o ar possa acumular;
✔ Garanta um nível adequado de líquido acima da entrada de sucção.

 

4.5 Selecione o tipo correto de bomba

Se a aplicação envolver:

Instalação da bomba acima do nível do líquido;

Inicialização e desligamento frequentes;

Condições difíceis de preparação;

considere usar:

Bombas-autoescorvantes;

Bombas submersíveis;

Sistemas de bombeamento-assistidos a vácuo.

A seleção do projeto correto da bomba pode melhorar significativamente a confiabilidade do sistema.

 

5. Ligação de ar vs. cavitação: qual é a diferença?

A ligação do ar e a cavitação às vezes são confundidas porque ambas envolvem bolhas de gás dentro das bombas. No entanto, são fenômenos diferentes.

Item	Ligação de ar	Cavitação
Causa principal	Ar entrando e acumulando na bomba	Vaporização de líquido devido à baixa pressão
Fonte de gás	Ar externo ou gás liberado	Vapor líquido
Ocorrência típica	Inicialização ou após a entrada de ar no sistema	Durante a operação contínua
Efeito principal	A bomba não consegue fornecer líquido	Danos no impulsor e perda de desempenho
Solução	Preparação e remoção de ar	Melhore o NPSH e reduza as perdas de sucção

A ligação do ar é causada principalmente porar impedindo que a bomba estabeleça fluxo contínuo de líquido, enquanto a cavitação é causada porvaporização líquida local devido à pressão insuficiente.

 

6. Conclusão

A obstrução do ar é um problema operacional comum que pode afetar significativamente o desempenho e a confiabilidade da bomba centrífuga.

As principais causas incluem:

Preparação inadequada antes da inicialização;

Vazamento de ar nas tubulações de sucção;

Projeto deficiente do sistema de sucção;

Baixo nível de líquido causando entrada de ar;

Acúmulo de gás dentro da bomba.

Para evitar a ligação do ar:

✔ Sempre escorve a bomba antes da partida;
✔ Mantenha um sistema de sucção devidamente vedado;
✔ Projetar corretamente as tubulações de sucção;
✔ Remova o ar preso de forma eficaz;
✔ Escolha o tipo de bomba correto para a aplicação.

 

Para bombas centrífugas industriais, especialmentebombas multiestágios horizontais, bombas de água de alimentação de caldeiras, bombas de caixa dividida e bombas de alta-pressão, evitar a obstrução do ar é essencial para melhorar a eficiência operacional, prolongar a vida útil e reduzir os custos de manutenção.