Manual de inspeção e manutenção de correias transportadoras

Manual de inspeção e manutenção de correias transportadoras

(Parte 1 de 6)

DATA: 15/03/2001 4º Edição

Sabemos que todo ser humano tem a capacidade de aprimorar tudo o que lhe cai nas mãos, seja para ler, confeccionar, construir, etc. Por este motivo, solicitamos aos leitores desta apostila que utilizem a folha destinada a comentários, ao final do trabalho, para registrarem sua opinião a respeito do mesmo, devolvendo-a em seguida. Isto nos permitirá compartilhar experiências e aperfeiçoar os métodos empregados, que pretendemos revisar a cada ano, de forma a prestar, nesta área, um serviço de melhor qualidade.

Vitória, 15 de março de 2001 Jones de Paula Gavi

Mensagem

Dedico este trabalho à minha esposa, Maria Bernadete Gavi, aos meus filhos, Leandro e Evandro Gavi e aos companheiros que me ajudaram a conclui-lo.

Dedicatória

Acencler Ruy

Edmauro Cosme dos Santos

Edmilson e Eduardo Binotte

Fábio Brasileiro

Josemar Peregrino

José Oscar de Alvarenga

Rubens José de Mattos

Walter G. Knoblauch Wilson e Roberto Molina

Aos Engenheiros Marcos Santarém e Antônio Inácio, por terem viabilizado a produção deste documento.

À Sra. Juçara Touriño de Moraes, pelo excelente trabalho de revisão e contextualização do referido documento.

Correias Transportadoras5
Casas de T ransferência5
Impacto no Ponto de Carregamento6
Chutes de Carga e Descarga (Calhas)8
Trajetória da Descarga13
Guias Laterais16
Sistema de Limpeza da Correia19
Informações obtidas da Petropasy34

Desenvolvimento do Poliuretano

Informações obtidas da P.U.R35
Chapas de Revestimento36
Densidade dos Materiais Recebidos e Embarcados pela GEOPS41
Roletes4
Transição de Correia T ransportadora51
Tambores5
Esticamento58
Topografia dos T ransportadores63
Chaves de Segurança69
Inspeção71
Montagem e Manutenção de T ransportadores71
Manutenção Preventiva75
Alinhamento da Correia7
Manutenção Corretiva - Problemas78

Os materiais carregados por um transportador de correia podem ser descarregados de diferentes formas, para atingir os resultados desejados.

Na maioria das instalações de transportadores, a correia com a seção transversal côncava passa por uma seção de transição, para entrar em um tambor plano. O tempo requerido nesta transição deve ser curto, o bastante para prevenir que o material originalmente contido na seção côncava seja derramado pelas bordas da correia, ao passar para a seção plana. Especialmente com materiais fluidos, tais como pelotas de minério de ferro (em alguns casos pode-se adaptar guia de material, para evitar que o material caia fora do chute), a velocidade da correia deve ser de pelo menos 2,5 m/seg., para minimizar derramamento ao longo das laterais do tambor de descarga.

O êxito de um sistema de transporte por correia depende fundamentalmente do ponto de carregamento do material. Se o material for carregado no centro da correia, com a mesma velocidade, no mesmo sentido e sem impacto, então, aproximadamente 90% de todos os problemas dos transportadores deixariam de ocorrer (desquadramentos, desgastes das correias, caída do material, etc).

O carregamento correto da correia é inicialmente determinado pela engenharia, no projeto do ponto de transferência, onde especial atenção deve ser dada aos chutes de carregamento e guias de material. Eles devem ser adequados, de forma a permitir que o material caia no centro da correia, sem causar desquadramento, queda do mesmo pelas bordas dos chutes e guias, além de oferecerem espaço suficiente para montagem dos raspadores pois, em alguns casos, devem-se colocar raspadores primários e secundários para melhor eficiência de limpeza.

No estudo preliminar de um sistema de manuseio de material envolvendo transportadores de correia, o número de pontos de transferências entre os transportadores deve ser minimizado, para reduzir a degradação de pó e o custo do processo. A plataforma de operação deve manter sempre uma folga vertical mínima de um (01) metro abaixo da parte inferior do tambor de descarga, para dar espaço à instalação e manutenção do sistema de limpeza da correia (raspadores). O cavalete de apoio do tambor deve ser posicionado de maneira que facilite a manutenção do chute (V. desenho Fls. 6).

Há casos de chutes antigos que têm um espaço mínimo para manutenção e montagem dos raspadores. Nestes casos, modificam-se os chutes, tanto quanto possível, para se adaptarem os raspadores.

O contato do material com a superfície da correia sempre gera algum impacto porque, no plano vertical, a direção do fluxo de material sendo carregado nunca é exatamente a direção do movimento da correia. Grandes impactos tendem a danificar a cobertura da correia e enfraquecer sua carcaça. Materiais muito finos, mesmo sendo pesados, não causam muito impacto, podendo gerar deflexão da correia entre os roletes, a menos que o espaçamento entre os mesmos seja bem reduzido sob o ponto de carregamento. Tais deflexões podem provocar vazamento sob as guias laterais, ocasionando grandes derramamentos de material pelas extremidades da correia, neste ponto. Materiais de granulometria irregular, sobretudo aqueles com partículas mais pesadas, causam considerável impacto na correia. Quando pontiagudos, podem até cortar sua cobertura e esmagar a carcaça, enfraquecendo-a.

Para se absorver grande parte do impacto, devem-se utilizar os roletes de impacto, de forma a proteger a correia. Eles devem ser colocados sob o ponto de carregamento da mesma, de tal forma que grande parte do material de maior granulometria caia preferencialmente entre roletes e, não, sobre eles.

Com o objetivo de determinar o ponto de impacto no local de carregamento da correia, deve-se estabelecer a trajetória do material, a partir do tambor de descarga. O material deixará o tambor no ponto onde a força centrífuga se igualar à força da gravidade. A trajetória de descarga normalmente é definida pelo método gráfico encontrado na publicação da CEMA (veja trajetória de descarga: páginas 12 a 15).

Elevação lateral de uma transferência típica a 90°Elevação frontal de uma transferência típica a 90° Elevação lateral de uma transferência típica alinhada

Se houver muita flecha na correia, o material pode deixar o tambor de descarga antes de atingir o ponto onde a força centrífuga se iguala à força da gravidade. Isto é causado pelo fluxo de material sobre o tambor muito elevado - efeito “rampa” - e ocorrerá para altas velocidades da correia, resultando numa trajetória diferente da normal.

O impacto do material transportado na correia pode ser expresso por uma equação de impulso linear (análoga ao fluxo de líquidos).

å ( F . dt ) = d (m . v)

Considerando-se o ponto de carregamento da correia como um sistema mecânico elástico, a energia de impacto do fluxo deve ser, então, absorvida por um sistema de mola onde “c” é a constante da mola (veja Figura A).

A reação da correia para com a força dinâmica de impacto depende da localização do ponto de impacto, que pode ser entre dois roletes, ou sobre um, conforme Figura B.

A constante da mola do ponto de carregamento será determinada pelas constantes da mola dos seus componentes.

C correiaC rolete impacto

A magnitude da constante “C” da correia é de aproximadamente 107 Kgf/cm para 600 m de espaçamento entre roletes, enquanto a constante “C” do rolete de impacto é de aproximadamente 1070 Kgf/cm.

Figura A - Energia de impacto absorvida por um sistema de mola onde “c” é a constante.

Figura B - Reação da correia em função da força de impacto dinâmico, considerando-se vários pontos de impacto.

A Figura C mostra a força de impacto dinâmico como uma função da energia de impacto para condições generalizadas.

Obs.: A grande maioria dos roletes de impacto fica travada por estar em local de difícil manutenção, o que prejudica muito as correias.

É provável que a parte mais importante de um ponto de transferência seja o “chute”.

A função do chute normalmente é a de transferir o material de forma a minimizar a degradação e permitir que o material flua suavemente, sem acúmulo, ou entupimento. As calhas de transportes são usadas para direcionar o fluxo de sólidos a granel, por exemplo, de uma esteira transportadora para outra. Nem sempre, porém, todos os chutes de transporte “conseguem” funcionar a contento. As eventuais falhas podem ser, ou tornar-se dispendiosas, especialmente nos casos em que se manuseiam muitas toneladas de material, tal como ocorre nas operações de mineração, transporte por correias, carregamento e descarga de vagões e navios.

As folgas mínimas para os vários materiais passarem através dos chutes são objeto de análise de cada situação específica. Devem-se, entretanto, levar em consideração as dimensões mínimas de acesso interno, necessárias à manutenção do tipo: troca de revestimentos, troca de raspadores, etc.

É usual a utilização de chapas de aço carbono 5/16” (aço estrutural) para confecção dos chutes e revestimento com chapas PAB 3/4”, 7/8”, ou 1”, de cerâmica e outros tipos de materiais como carbureto de tungstênio, placas com soldas, etc. Não se deve destinar muita área para acúmulo de material (morto), pois só serve para pesar e atrapalhar na hora de fazer a limpeza dos vários tipos de materiais.

Alguns dos problemas associados aos projetos de chutes de transferência são: obstrução, desgaste das superfícies, geração de poeira acima dos limites aceitáveis, desgaste excessivo da correia e atrito das partículas dos materiais. A obstrução é, sem sombra de dúvidas, o mais severo desses

Rolete Aço

Rolete Impacto

Correia 24” espaçamento rolete

Correia 36” espaçamento rolete

Fig. C: Força de Impacto Dinâmico X Energia de Impacto problemas. O desgaste nas superfícies das calhas de transporte é freqüentemente tratado através da montagem de caixas de pedra, revestimento com chapas de cerâmicas, PAB (liga de aço manganês), etc. O empoeiramento é minimizado pelo borrifamento e/ou pulverização de água, ou produtos. O desgaste da correia é minimizado através da montagem de rampas para direcionar o material, entregando-o na correia com o mínimo de impacto. Na verdade, todos estes problemas podem ser normalmente eliminados, ou minimizados, pelo uso criterioso de certos princípios de projeto dos chutes de transferência.

As portas de inspeção, com dimensão aproximada de 0,40m x 0,40m, devem ser articuladas e ficar a 1,5 metros do piso, na lateral do chute, permitindo uma visão completa das condições operacionais da transferência.

Conforme mencionado, teoricamente o chute perfeito deve dar ao material a mesma velocidade e o mesmo sentido da correia no ponto de contato do material com a correia de recebimento. Isto dificilmente se consegue na prática, embora deva ser uma meta do projeto. Recomenda-se, muitas vezes, o uso de placas defletoras para pontos de transferência. A placa defletora ajuda a direcionar o fluxo de material, centralizando-o na correia de recebimento e evitando entupimentos. Uma calha deve ser suficientemente íngreme e plana, para permitir o deslizamento e limpeza da maioria dos materiais que produzam atrito na mesma. Isto é particularmente importante nos pontos de impacto, onde ocorre uma queda livre, ou onde a calha muda a direção do material. Entretanto, as calhas de transporte não devem ser mais íngremes do que o necessário para limpeza, de modo a minimizar a velocidade dos materiais e o desgaste do equipamento.

O ângulo de inclinação do chute é determinado pela natureza do material, bem como pela sua velocidade de entrada e pelo comprimento e convergência do chute. Para se obter o melhor fluxo dentro do chute, consideráveis ajustes experimentais foram feitos no campo.

A tabela abaixo fornece os ângulos dos chutes comumente encontrados para alguns tipos de materiais.

O chute pode ser usado tanto como um mecanismo de transferência do material, quanto de controle do fluxo, ou velocidade de descarga. A inclinação das paredes do chute deve sempre respeitar os

Material Filtrado (Filter Cake)65 a 70 Material pegajosos, argila e finos50 a 60 Carvão mineral, Pellets35 a 45 Areia35 a 40 Pedra britada primária35 a 40 Pedregulho cascalho30 a 35 Pedra peneirada30 a 35 Sementes35 a 40 Grãos27 a 35 Polpa de toras de madeira15 ângulos de escorregamento em calha e ângulo de aresta recomendados para o material manuseado. Como há vários tipos de material passando no mesmo chute, devemos colocá-lo de maneira que atenda com eficiência a todos os tipos de materiais. Uma vez na calha, sua direção deve ser controlada a todo momento, independentemente do tipo de material que está sendo manipulado. Além disso, esse controle deve ser efetuado o mais rápida e eficazmente possível, após o impacto, através de uma superfície curva que direciona o material para um único caminho, ou ponto. Não importa o local, ou direção inicial do impacto com a calha, “o material deve ser entregue à correia inferior na mesma direção da descarga”.

Conseqüentemente, as calhas de transporte devem, no geral, ser compostas de superfícies cônicas, ou placas planas, dispostas de forma a se aproximarem destas configurações geométricas. A maioria das calhas de transporte em uso, hoje, têm suas seções transversais retangulares ou quadradas, por muitos e válidos motivos, tais como:

•Seções retangulares, ou quadradas, são feitas de placas planas, fáceis de se visualizar, desenhar, fabricar, modificar, alinhar e substituir, em casos de desgaste.

•Placas planas podem ser facilmente flangeadas e aparafusadas.

•É fácil de se montarem portas de inspeção, de onde se acompanha, não só o desgaste dos componentes, como problemas de entupimento, dentre outros.

Entretanto, quando o material manuseado é pegajoso, sujeitando a calha à obstrução, existem vantagens significativas para se terem superfícies curvas, nas quais o material desliza. Na realidade, algumas das vantagens de uma calha com seção transversal curva podem aplicar-se também a outros problemas tais como empoeiramento, ou salto de grandes fragmentos em uma correia de recebimento. Uma seção transversal curva pode ser usada para centralizar a carga, ao passo que uma seção quadrada, ou retangular, pode permitir que a carga se concentre em um canto, ou se disperse no ar, arrastando-o e provocando turbulência.

Ao se concentrar a carga no centro de uma calha curva, permitir-se-á que o próprio movimento do material mantenha a calha limpa; concentrando-a no canto de uma seção transversal retangular, ou quadrada, muitas vezes ocorrerá acúmulo e obstrução. Se um material fluido entrar em uma seção da calha com momento horizontal, será necessário lidar com esse momento, ou corre-se o risco de não se ter a carga centralizada na saída do mesmo. O caminho que o material irá seguir poderá variar de acordo com a propriedade e fluxo do mesmo.

Há várias maneiras de se dissipar o momento horizontal, incluindo-se na calha: cortinas de borracha, articulações, nervuras, etc. Qual seria o método melhor? Depende do material e da disposição da calha. As situações são diferentes para cada tipo de material (minério, carvão, grãos, etc.), altura e ângulo da transferência. O chute que é bom para uma determinada situação, ou material, pode não ser bom para outro, similar. Nesses casos, a experiência é, muitas vezes, mais útil do que modelos matemáticos.

Os problemas de desgaste excessivo da correia transportadora e falta de controle do material que desembarca na mesma devem-se, muitas vezes, ao mesmo fenômeno. Fragmentos maiores, acelerados pela correia, saltam e rolam, após o impacto normal com a superfície das mesmas. Isto aumenta o desgaste da correia e requer saias prolongadas na zona de aceleração, para conter o material. Ao se imprimir velocidade ao material na direção da correia, ambos os problemas podem ser minimizados, ou eliminados. O material deve ser centralizado na correia e, se possível, a uma velocidade ligeiramente maior do que a velocidade da correia transportadora.

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