A eficiência das operações nas indústrias de mineração, cimenteira e construção civil depende, em grande parte, da confiabilidade dos equipamentos. Os mangotes e mangueiras estão constantemente expostos às condições de trabalho que interferem no desempenho e vida útil. Quais fatores você diria que causam desgaste em mangueiras e mangotes de borracha?
Sabemos que esta é uma preocupação para muitos gestores, pois os mangotes de borracha e as mangueiras industriais estão sujeitos ao desgaste acelerado não só por conta da aplicação.
Por isso, no artigo de hoje, vamos abordar em detalhes esse assunto. Queremos lhe ajudar a identificar o que provoca o desgaste prematuro desses componentes. Dessa forma, poderá evitar paradas de produção, custos de manutenção elevados e riscos à segurança em suas operações.
Preparado para saber mais sobre os principais fatores que provocam desgaste em mangotes e mangueiras de borracha? Então, confira o artigo de hoje!
Causas de desgaste em mangueiras e mangotes de borracha.
Muitos profissionais que trabalham com mangueiras ou mangotes de borracha pensam que o desgaste só ocorre por conta do uso ou da qualidade do material. Em partes, não estão errados, porém existem outros fatores que também interferem na vida útil destes componentes e devem ser observados de perto.
Abaixo vamos apresentar as causas de desgaste em função dos problemas mais comuns no uso de mangotes e mangueiras de borracha para condução e transporte de materiais.
1. Abrasão: o inimigo número um dos mangotes.
A abrasão é, sem dúvida, o principal mecanismo de desgaste em mangotes e mangueiras de borracha, especialmente em aplicações na mineração, cimenteira e construção civil.
O contato constante das partículas abrasivas presentes nos materiais transportados (como minérios, cimento e agregados) com as paredes da tubulação, causa um desgaste progressivo da superfície do mangote. Isso vai reduzir a vida útil e aumentar o risco de uma ruptura ou surgimento de furos.
Causas da abrasão:
- Presença de partículas abrasivas: A natureza dos materiais manipulados nesses setores (minerais, agregados, produtos químicos) torna a presença de partículas abrasivas inevitável.
- Velocidade do fluido: Quanto maior a velocidade do fluido dentro do mangote ou mangueira, maior a força com que as partículas colidem com a parede interna, intensificando o desgaste.
- Natureza das partículas: A dureza, forma e tamanho das partículas abrasivas influenciam diretamente na taxa de desgaste.
- Movimentos relativos: A flexão do mangote e o movimento relativo entre o fluido e a parede interna contribuem para o desgaste por abrasão.
Consequências da abrasão:
- Perda de espessura: A abrasão reduz a espessura da parede do mangote, comprometendo sua resistência e aumentando o risco de rupturas.
- Vazamentos: A perda de material pode causar vazamentos, levando à perda de produto, contaminação ambiental e riscos à segurança.
- Paradas de produção: A necessidade de substituir mangotes danificados ou fazer reparos emergenciais provoca paradas de produção não programadas, impactando a produtividade e os custos operacionais.
2. Vibração: O inimigo silencioso dos mangotes.
A vibração é um fenômeno mecânico que pode causar danos significativos aos mangotes e mangueiras de borracha. As vibrações podem ser geradas por diversas fontes, como motores, bombas, compressores e o próprio fluxo do material transportado dentro do mangote.
As principais causas da vibração são:
- Desbalanceamento de equipamentos: Máquinas desbalanceadas geram vibrações que se transmitem para os mangotes e mangueiras.
- Alinhamento incorreto: Um desalinhamento entre os equipamentos conectados ao mangote pode causar vibrações.
- Fluxo turbulento: O fluxo turbulento do fluido dentro do mangote gera vibrações nas paredes internas.
- Respostas dinâmicas do sistema: A interação entre o mangote e os componentes conectados pode gerar ressonâncias, amplificando as vibrações.
Consequências da vibração:
- Fadiga: As vibrações cíclicas causam microfissuras no material, levando à fadiga e à ruptura do mangote.
- Aceleração do desgaste: A vibração intensifica o desgaste por abrasão e outros mecanismos.
- Vazamentos: As microfissuras causadas pela vibração podem se propagar, levando a vazamentos da tubulação.
3. Impacto e Choques Mecânicos: A Força Bruta do Desgaste em mangueiras e mangotes.
Impactos e choques mecânicos são eventos de alta energia que podem causar significativos danos por desgastes em mangotes e mangueiras de borracha. Esses eventos podem ocorrer devido a diversos fatores, como:
- Manuseio inadequado: Quedas, batidas e arrastos durante a instalação ou manutenção.
- Vibrações de alta amplitude: Vibrações intensas podem gerar impactos repetidos na superfície do mangote.
- Fluxo pulsátil: Fluidos com fluxo pulsátil podem gerar choques hidráulicos.
- Partículas sólidas: A passagem de partículas sólidas de grande porte pode causar impactos localizados.
Consequências do impacto e choques mecânicos:
- Rachaduras: O impacto pode causar rachaduras na superfície ou no interior da mangueira ou do mangote.
- Amassados: A deformação plástica do material pode levar à formação de amassados.
- Descolamento de revestimentos: Em mangotes revestidos, o impacto pode causar o descolamento do revestimento.
- Rupturas: Impactos de grande intensidade podem causar a ruptura completa do mangote.
4. Temperatura: O calor e o frio como inimigos da borracha.
A temperatura é um dos fatores mais importantes a serem considerados no desgaste dos mangotes e mangueiras de borracha. Tanto as altas quanto as baixas temperaturas podem causar danos significativos a esses componentes.
Altas temperaturas provocam:
- Envelhecimento acelerado: As altas temperaturas aceleram os processos de oxidação e degradação da borracha, reduzindo sua vida útil.
- Perda de elasticidade: A borracha perde elasticidade com o aumento da temperatura, tornando-se mais rígida e propensa a rachaduras.
- Expansão térmica: A expansão térmica diferencial entre a borracha e os componentes metálicos conectados pode causar tensões e danos.
Baixas temperaturas causam:
- Perda de propriedades físicas: Em baixas temperaturas, a borracha pode sofrer um processo de transformações físicas e perder sua flexibilidade, tornando-se rígida e quebradiça.
- Rachaduras por tensão: As baixas temperaturas aumentam a tensão interna da borracha, podendo causar rachaduras, especialmente em áreas com concentração de tensões.
Ciclos térmicos:
A exposição a ciclos térmicos repetidos, ou seja, alternância entre altas e baixas temperaturas, causa fadiga térmica e acelera o desgaste do material.
5. Produtos químicos: Incompatibilidade química e biodegradação.
A interação entre os mangotes de borracha e produtos químicos é um dos principais fatores que levam à deterioração desses componentes. A incompatibilidade química e a biodegradação são os principais mecanismos de desgaste nesse caso.
Incompatibilidade química causa:
- Inchaço: Alguns produtos químicos podem causar o inchaço da borracha, aumentando seu volume e comprometendo sua funcionalidade.
- Amolecimento: Outros produtos químicos podem amolecer a borracha, reduzindo sua resistência mecânica.
- Endurecimento: A exposição a determinados produtos químicos pode endurecer a borracha, tornando-a quebradiça.
- Degradação: A reação química entre a borracha e o produto químico pode levar à degradação do material, reduzindo sua vida útil.
Biodegradação:
- Microrganismos: Em ambientes úmidos e com presença de nutrientes, microrganismos podem se proliferar e degradar a borracha.
- Hidrólise: A água pode promover a hidrólise da borracha, enfraquecendo as ligações químicas e acelerando o processo de degradação.
6. Radiação UV: Envelhecimento e oxidação.
A exposição à radiação ultravioleta (UV) é outro fator que acelera o envelhecimento e a degradação dos mangotes de borracha. A radiação UV provoca a oxidação da borracha, levando à formação de rachaduras, perda de elasticidade e enfraquecimento do material.
Causas da degradação por UV:
- Quebra de ligações químicas: A radiação UV quebra as ligações químicas da borracha, fragilizando o material.
- Oxidação: A oxidação da borracha leva à formação de radicais livres, que iniciam uma reação em cadeia, degradando o material.
- Perda de aditivos: A radiação UV pode acelerar a perda de aditivos antioxidantes, que protegem a borracha da oxidação.
Consequências da degradação por UV:
- Rachaduras: A formação de rachaduras na superfície e no interior do mangote.
- Perda de elasticidade: A borracha torna-se rígida e quebradiça.
- Descoloração: A borracha pode perder sua cor original e ficar descolorida.
- Perda de resistência mecânica: A resistência à tração, à abrasão e ao rasgamento é reduzida.
7. Flexão: Fadiga e raio de curvatura.
A flexão é um tipo de deformação que ocorre quando um mangote é curvado. Essa deformação repetida pode levar à fadiga do material, resultando em rachaduras e, eventualmente, na ruptura do mangote. O raio de curvatura, ou seja, o raio interno da curva, também influencia significativamente a vida útil do mangote.
Causas da fadiga por flexão:
- Ciclos de flexão: A flexão repetida causa microfissuras no material, que se propagam ao longo do tempo, levando à fadiga.
- Raio de curvatura mínimo: Um raio de curvatura muito pequeno concentra as tensões em uma pequena área, aumentando o risco de falha.
- Incompatibilidade entre o material e a aplicação: A escolha de um material inadequado para a aplicação pode levar à fadiga precoce.
Consequências da fadiga por flexão:
- Rachaduras: A formação de rachaduras na superfície interna e externa do mangote.
- Perda de resistência: A resistência do mangote à pressão interna e externa é reduzida.
- Vazamentos: As rachaduras podem se propagar, levando a vazamentos.
8. Pressão Interna: Expansão e Vácuo.
A pressão interna exercida pelo fluido que passa através do mangote é um fator crítico que influencia sua vida útil. Tanto a pressão positiva (expansão) quanto a negativa (vácuo) podem causar danos ao material.
Pressão Interna Positiva (Expansão):
- Estiramento: A pressão interna tende a expandir o mangote, causando estiramento e potencialmente levando à fadiga do material.
- Ruptura: Se a pressão exceder a resistência do mangote, pode ocorrer uma ruptura catastrófica.
- Perda de forma: A pressão contínua pode deformar permanentemente o mangote, afetando sua funcionalidade.
Pressão Interna Negativa (Vácuo):
- Colapso: A pressão negativa pode causar o colapso do mangote, especialmente em seções com diâmetro maior.
- Rachaduras: O colapso pode gerar tensões que levam ao surgimento de rachaduras.
- Perda de eficiência: O colapso reduz a capacidade de transporte do mangote.
9. Problemas de manuseio e armazenamento dos mangotes.
A forma como os mangotes são manuseados e armazenados pode ter um impacto significativo em sua vida útil e desempenho. Erros nesses processos podem levar a danos que comprometem a integridade do material e, consequentemente, a eficiência do sistema em que são utilizados.
Principais problemas:
- Danos Físicos:
- Cortes e perfurações: Durante o transporte, instalação ou manuseio, os mangotes podem sofrer cortes ou perfurações, comprometendo sua estanqueidade e resistência.
- Amassados: Amassados podem causar tensões internas no material, enfraquecendo-o e predispondo-o à falha.
- Exposição a Fontes de Calor:
- Envelhecimento acelerado: A exposição prolongada a altas temperaturas acelera o processo de envelhecimento da borracha, tornando-a mais rígida e propensa a rachaduras.
- Deformação: O calor excessivo pode causar deformações permanentes no mangote, comprometendo seu encaixe e funcionalidade.
- Contato com Óleos e Graxas:
- Inchaço: Alguns compostos de borracha podem inchar em contato com óleos e graxas, alterando suas dimensões e propriedades mecânicas.
- Amolecimento: A exposição a esses produtos químicos pode amolecer a borracha, reduzindo sua resistência e durabilidade.
- Armazenagem Inadequada:
- Luz solar direta: A radiação UV presente na luz solar pode degradar a borracha, causando rachaduras e perda de elasticidade.
- Variações de temperatura e umidade: Grandes variações de temperatura e umidade podem causar tensões no material e acelerar o processo de envelhecimento.
- Contaminação: O armazenamento em locais sujos pode contaminar a superfície do mangote, facilitando a adesão de partículas abrasivas e acelerando o desgaste.
10. Agressividade do Ambiente
A vida útil de um mangote é significativamente afetada pelas condições ambientais às quais ele está exposto. A agressividade do ambiente de trabalho pode acelerar o processo de degradação do material, reduzindo sua vida útil e comprometendo a segurança e eficiência do sistema.
Principais fatores ambientais que afetam os mangotes:
- Exposição a ozônio: O ozônio, um gás presente na atmosfera, é altamente reativo e pode atacar a borracha, causando rachaduras, perda de elasticidade e enfraquecimento do material. Essa degradação é especialmente comum em mangotes expostos à luz solar direta.
- Contaminação por partículas abrasivas: A presença de partículas abrasivas no fluido ou no ambiente de trabalho pode causar desgaste mecânico na superfície interna e externa do mangote. A abrasão constante pode levar à perda de espessura, formação de ranhuras e, eventualmente, à perfuração do mangote.
- Atmosfera corrosiva: A exposição a substâncias químicas corrosivas, como ácidos, bases e sais, pode atacar a borracha e outros componentes do mangote, causando corrosão e degradação do material.
Consequências da exposição a ambientes agressivos:
- Redução da vida útil: A exposição a ambientes agressivos acelera o processo de envelhecimento do mangote, reduzindo significativamente sua vida útil.
- Perda de resistência: A degradação do material causada pela exposição a agentes agressivos pode levar à perda de resistência mecânica, tornando o mangote mais suscetível a rupturas.
- Vazamentos: A formação de rachaduras e a perda de espessura podem causar vazamentos, comprometendo a segurança e a eficiência do sistema.
11. Falhas de Projeto e Instalação
A vida útil e o desempenho de um mangote também são significativamente influenciados por falhas no projeto e na instalação. Erros nestas etapas podem gerar tensões excessivas, desalinhamentos e outros problemas que comprometem a integridade do mangote e a segurança do sistema.
Principais falhas de projeto e instalação:
- Dimensionamento inadequado:
- Diâmetro insuficiente: Um mangote com diâmetro menor que o necessário pode gerar altas velocidades de fluxo, aumentando o desgaste e a erosão.
- Espessura de parede insuficiente: Uma parede com espessura inadequada pode não suportar a pressão interna, levando a rupturas.
- Escolha incorreta do composto:
- Composto inadequado para a aplicação: A seleção de um composto de borracha que não seja resistente aos produtos químicos, temperatura ou abrasão presentes no processo pode acelerar a degradação do mangote.
- Alinhamento incorreto:
- Desalinhamento das conexões: O desalinhamento das conexões gera tensões concentradas no mangote, acelerando o desgaste e aumentando o risco de vazamentos.
- Fixação inadequada:
- Fixação excessiva: A fixação muito rígida pode gerar tensões no mangote, especialmente durante os ciclos de temperatura e pressão.
- Raio de curvatura insuficiente:
- Curvas com raio de curvatura muito pequeno podem gerar tensões e enfraquecer o mangote, principalmente na região da curva.
Consequências das falhas de projeto e instalação:
- Vazamentos: As tensões, desalinhamentos e raios de curvatura insuficientes podem causar vazamentos, comprometendo a segurança e a eficiência do sistema.
- Rupturas: Em casos mais graves, as falhas de projeto e instalação podem levar à ruptura do mangote, causando danos materiais e pessoais.
- Desgaste prematuro: As tensões e desalinhamentos aceleram o desgaste do mangote, reduzindo sua vida útil.
12. Idade do Mangote: Envelhecimento Natural da Borracha.
A borracha, material principal na fabricação de mangotes, é suscetível ao envelhecimento natural. Com o passar do tempo, a borracha sofre alterações em suas propriedades físicas e químicas, o que leva à degradação do material e, consequentemente, à redução da vida útil do mangote.
Causas do envelhecimento:
- Oxidação: A exposição ao oxigênio do ar causa a oxidação da borracha, levando à formação de rachaduras e perda de elasticidade.
- Ozônio: O ozônio presente na atmosfera ataca a borracha, causando rachaduras e perda de flexibilidade.
- Calor: A exposição prolongada a altas temperaturas acelera o processo de oxidação e degradação da borracha.
- Luz ultravioleta: A radiação ultravioleta da luz solar degrada a borracha, causando rachaduras e perda de resistência.
- Tensão: As tensões internas causadas por flexões, torções e vibrações aceleram o processo de envelhecimento.
Consequências do envelhecimento:
- Perda de elasticidade: A borracha perde sua elasticidade, tornando-se mais rígida e menos flexível.
- Rachaduras: A formação de rachaduras na superfície e no interior do mangote compromete sua estanqueidade e resistência.
- Perda de resistência: A borracha envelhecida perde sua resistência mecânica, tornando-se mais suscetível a rupturas.
13. Redução da Vida Útil após Reparos.
Reparos em mangotes, embora possam prolongar temporariamente sua vida útil, geralmente resultam em uma redução da vida útil total da peça. Isso ocorre por diversos motivos, e é importante entender esses fatores que reduzem a vida útil e são práticas comuns na manutenção de mangotes.
Por que os reparos reduzem a vida útil dos mangotes?
- Fraqueza no ponto de reparo: O processo de reparo, mesmo que bem executado, cria uma área de fraqueza no mangote. Essa área é mais suscetível a falhas, pois a borracha original é danificada e a nova camada de material pode não aderir perfeitamente.
- Danos à estrutura interna: Durante o processo de reparo, a estrutura interna da borracha pode ser danificada, comprometendo a resistência e a flexibilidade do material.
- Envelhecimento diferenciado: A borracha utilizada para o reparo pode ter um composto diferente da borracha original do mangote, o que pode levar a um envelhecimento diferenciado e à formação de rachaduras na interface entre os dois materiais.
- Concentração de tensões: O reparo pode causar uma concentração de tensões na área reparada, o que pode acelerar o processo de fadiga e ruptura do material.
Consequências dos reparos:
- Redução da vida útil: Como mencionado anteriormente, os reparos reduzem a vida útil total do mangote.
- Aumento do risco de falhas: A área reparada é mais suscetível a falhas, o que pode levar a vazamentos e outros problemas.
- Custos de manutenção: Os reparos geram custos adicionais de manutenção, além de exigir tempo e mão de obra.
Quando considerar a substituição ao invés do reparo:
- Danos extensos: Se o dano ao mangote for extenso, o reparo pode não ser viável ou pode comprometer a segurança do sistema.
- Idade do mangote: Mangotes muito antigos podem estar próximos do fim de sua vida útil, mesmo sem apresentar danos visíveis. Nestes casos, a substituição é a opção mais segura e econômica a longo prazo.
- Custos: Em alguns casos, o custo do reparo pode ser próximo ao custo de um mangote novo. Nestes casos, a substituição pode ser a opção mais econômica.
Em resumo, os reparos em mangotes podem prolongar temporariamente sua vida útil, mas devem ser avaliados com cuidado, considerando os riscos e os custos envolvidos. Em muitos casos, a substituição do mangote danificado é a opção mais segura e econômica a longo prazo.
No entanto, existe uma forma de reparo muito eficiente para quando ocorrer qualquer tipo de desgaste em mangueiras e mangotes industriais. Utilizando bandagens industriais.
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14. Fabricante: Influência da Qualidade do Material e do Processo de Fabricação.
Um fator fundamental na durabilidade e desempenho dos mangotes é o fabricante. A escolha de um fabricante confiável, que utilize materiais de alta qualidade e processos de fabricação rigorosos, é importante para garantir a eficiência e a segurança dos sistemas de transporte de materiais com mangotes.
Como o fabricante influencia a vida útil dos mangotes?
- Seleção de materiais: Fabricantes confiáveis utilizam compostos de borracha de alta qualidade, especificamente formulados para resistir às condições de trabalho que cada aplicação exige. A escolha do material correto é fundamental para garantir a resistência química, térmica e mecânica do mangote.
- Processo de fabricação: Um processo de fabricação eficiente e controlado garante a qualidade final do mangote e das mangueiras de borracha, a ausência de defeitos e a precisão dimensional do mangote. Processos como a extrusão, vulcanização e acabamento devem ser realizados com equipamentos modernos e por profissionais qualificados.
- Controle de qualidade: Fabricantes de qualidade submetem seus produtos a rigorosos testes de controle de qualidade, garantindo que os mangotes atendam aos padrões de desempenho e segurança estabelecidos.
- Normas e certificações: Empresas certificadas por órgãos internacionais demonstram seu compromisso com a qualidade e a segurança de seus produtos.
Consequências da escolha de um fabricante de baixa qualidade:
- Vida útil reduzida: Mangotes fabricados com materiais de baixa qualidade e processos inadequados tendem a apresentar uma vida útil significativamente menor.
- Maior incidência de defeitos: A presença de defeitos de fabricação, como bolhas de ar, inclusões e descontinuidades, aumenta o risco de falhas prematuras.
- Desempenho inferior: Mangotes de baixa qualidade podem apresentar um desempenho inferior em termos de resistência, flexibilidade e estanqueidade.
Como escolher um bom fabricante:
- Pesquise a reputação do fabricante: Consulte referências e avaliações de outros clientes.
- Verifique as certificações: Opte por fabricantes que possuam certificações de qualidade, como ISO 9001.
- Solicite amostras: Solicite amostras dos produtos para avaliar a qualidade do material e o acabamento.
- Compare os preços: Evite os preços mais baixos, pois podem indicar a utilização de materiais de baixa qualidade ou processos de fabricação simplificados.
Portanto, a escolha do fabricante também é uma decisão importante para garantir a aquisição de mangueiras e mangotes de qualidade e com durabilidade esperada para o tipo de aplicação. Ao investir em produtos de fabricantes confiáveis, você estará garantindo a segurança e a eficiência dos seus sistemas.
Conclusão
Ao longo deste artigo, exploramos os principais fatores que afetam a durabilidade dos mangotes.
O desgaste e a deterioração de mangotes de borracha são processos influenciados por diversos fatores. A compreensão das principais causas desse fenômeno é essencial para a seleção adequada dos materiais, a otimização da manutenção e a garantia da segurança operacional em processos industriais.
É fundamental destacar a importância da manutenção preventiva para prolongar a vida útil dos mangotes. Inspeções regulares são essenciais para identificar e corrigir problemas antes que se agravem. Além disso, a substituição de mangotes em condições de desgaste avançado evita falhas inesperadas e garante a segurança das operações.
Em resumo, a gestão adequada da vida útil dos mangotes envolve uma combinação de fatores, desde a escolha do material e do fabricante até a manutenção preventiva. Ao adotar as práticas recomendadas, é possível garantir a segurança, a eficiência e a longevidade dos sistemas industriais.
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