Bombas centrífugassão equipamentos essenciais usados em áreas industriais e municipais e geram vibrações severas durante a operação. A fundação do equipamento, os furos de ancoragem pré-formados e os chumbadores constituem obras ocultas essenciais que garantem a estabilidade da unidade. Muitas falhas no local, como desvio do corpo da bomba, ressonância, superaquecimento do rolamento e fratura do parafuso, são geralmente causadas pela construção fora do padrão de furos pré-formados ou pela instalação de parafusos abaixo do padrão. Este documento elabora as principais diretrizes para a construção de furos de ancoragem pré-formados e instalação de chumbadores para bombas centrífugas.
Os furos de ancoragem pré-formados para bombas centrífugas são especialmente projetados para o grauteamento secundário de chumbadores. O tamanho, formato, verticalidade e limpeza dos furos pré-formados determinam diretamente a resistência de ancoragem dos parafusos, a precisão do nivelamento do equipamento e a estabilidade geral da fundação. Como procedimento central para a construção de fundações de bombas, o trabalho deve ser implementado em estrita conformidade com os padrões industriais.
As dimensões dos furos pré-formados devem atingir um equilíbrio entre a compactação suficiente da argamassa e a resistência estrutural das fundações de concreto. Furos subdimensionados levarão a um rejuntamento incompleto, enquanto furos superdimensionados enfraquecerão a capacidade de suporte da fundação. Os parâmetros gerais de construção padronizados são especificados da seguinte forma:
Folga entre o parafuso e a parede do furo:Uma folga unilateral de 30–50 mm deve ser mantida entre cada parafuso e a parede do furo pré-formado para fornecer espaço adequado para o material de rejuntamento sem retração, de modo a garantir o envolvimento e ancoragem completos dos parafusos.
Padrão de profundidade de furos pré-formados:A profundidade total de cada furo pré-formado deve ser 100–150 mm maior que o comprimento real embutido do chumbador, o que evita completamente o esvaziamento no fundo do furo e o rejuntamento incompleto, e garante a resistência de ancoragem no fundo.
Requisito de espaçamento entre furos:O espaçamento centro a centro entre dois furos de ancoragem pré-formados adjacentes não deve ser inferior a 4 vezes o diâmetro do parafuso de ancoragem, o que evita efetivamente fissuras e fragmentação parcial da fundação após a concretagem e o rejunte.
Formato ideal do furo:Um orifício alargado com topo estreito e fundo largo é preferido na construção. Em comparação com furos retos, esta estrutura melhora muito a resistência à extração dos parafusos e evita que os parafusos se soltem e se desloquem devido à vibração prolongada do equipamento.
Antes de despejar o concreto da fundação, tubos de cofragem de PVC de alta resistência, moldes de aço personalizados ou moldes de madeira devem ser fixados para moldagem para garantir posições precisas dos furos e formatos regulares dos furos. A desmoldagem deverá ser realizada imediatamente após a pega inicial do concreto para evitar danos e lascas nas paredes dos furos causadas pela desmoldagem após a solidificação completa.
Antes do rejuntamento, todos os detritos, leitada, poeira e água acumulada no interior dos furos devem ser cuidadosamente limpos. Ar de alta pressão é recomendado para purga abrangente para garantir uma ligação firme entre o material de argamassa e a base de concreto original, sem camadas intermediárias ou áreas ocas.
Deverá ser exercido um controle rigoroso sobre o desvio da posição do furo. No caso de furos deslocados, aberturas subdimensionadas ou formatos de furos deformados, cinzelamento manual e alargamento devem ser adotados para correção. Cortar ou encurtar os chumbadores é estritamente proibido, pois prejudicará a resistência do parafuso e resultará em comprimento de ancoragem insuficiente.
A verticalidade dos furos pré-formados deve ser garantida com o desvio de inclinação das paredes dos furos não superior a 1,5°. A instalação inclinada de parafusos causará distribuição desigual de tensão, levando à concentração de tensão durante a operação e resultando ainda em quebra da rosca do parafuso, deslizamento da rosca e rachaduras na estrutura de base.
Como componentes principais de suporte de carga que conectam a estrutura de base de bombas centrífugas e fundações de concreto, os chumbadores desempenham as funções de fixação de equipamentos, nivelamento, redução de vibração e resistência ao deslocamento. Padrões industriais claros se aplicam à seleção de materiais, grau de resistência, comprimento embutido, processo de instalação, rejuntamento e cura, anti-afrouxamento e anticorrosão de chumbadores. Parafusos comuns nunca devem ser usados como substitutos.
Os materiais devem ser selecionados diferencialmente de acordo com as condições operacionais, meio transportado e tonelagem das bombas centrífugas para eliminar riscos potenciais à segurança decorrentes da seleção inadequada:
Bombas centrífugas comuns de água limpa (uso civil e abastecimento de água industrial convencional):Devem ser adotados parafusos de ancoragem de aço carbono Q235 com grau de resistência não inferior a Grau 4.8. Eles oferecem desempenho estável com desempenho de alto custo e atendem aos requisitos de redução e fixação de vibração convencional.
Bombas centrífugas para esgoto, meios químicos e corrosivos:Para meios contendo ácidos, álcalis, impurezas e componentes corrosivos, parafusos de ancoragem de aço inoxidável 304 ou 316 devem ser usados para prevenir eficazmente a ferrugem e a corrosão e evitar falhas dos parafusos, como fratura por ferrugem e queda.
Bombas centrífugas para serviços pesados de alta pressão e alto fluxo em grande escala:Para equipamentos com carga pesada e alta frequência de vibração, são necessários chumbadores de alta resistência de grau 8.8 ou superior. Eles apresentam resistência à tração, resistência à fadiga e resistência à deformação superiores e são aplicáveis à operação contínua de alta carga e longo prazo.
Requisitos para acessórios correspondentes:Cada conjunto de chumbadores deve ser equipado com arruelas planas, arruelas de pressão e porcas duplas como acessórios padrão. A combinação completa de acessórios realiza duplo desempenho anti-afrouxamento para se adaptar à vibração contínua das bombas de água.
O comprimento embutido determina diretamente a capacidade de suporte de extração dos parafusos e é um índice chave para evitar a extração e o afrouxamento dos parafusos. As relações de comprimento incorporadas padrão para diferentes tipos de bombas são especificadas da seguinte forma:
Bombas centrífugas verticais para serviços leves: O comprimento embutido não deve ser inferior a 15 vezes o diâmetro do parafuso para satisfazer os requisitos de fixação leve de equipamentos de pequena escala.
Bombas centrífugas industriais horizontais convencionais: O comprimento embutido deve ser de 20 a 25 vezes o diâmetro do parafuso para se adaptar à carga da operação industrial regular.
Bombas centrífugas de alto fluxo e alta pressão para serviços pesados: O comprimento embutido não deve ser inferior a 30 vezes o diâmetro do parafuso para aumentar a capacidade de suporte de ancoragem e resistir a fortes impactos de vibração.
O comprimento embutido insuficiente levará a uma capacidade de suporte de tração inadequada e os parafusos são propensos a afrouxar e arrancar sob vibração de longo prazo. Comprimentos embutidos excessivamente longos podem interferir nas barras de aço da fundação, causando desperdício de construção e prejudicando a integridade estrutural da fundação.
Depois de posicionados, os chumbadores devem ser mantidos na vertical e fixados temporariamente com suportes especiais para evitar inclinação e deslocamento e garantir distribuição uniforme de tensões na operação subseqüente. Enquanto isso, as dimensões de instalação dos chumbadores devem ser rigorosamente verificadas em relação às das bombas centrífugas e unidades de bombas horizontais para garantir a correspondência total entre as posições dos furos, o espaçamento dos parafusos e os furos de montagem na estrutura da base do equipamento. O desvio horizontal da superfície da fundação deve ser controlado dentro de ±2 mm/m para garantir uma referência precisa para o nivelamento do equipamento.
Material especial de rejuntamento sem retração deve ser adotado uniformemente para o rejuntamento. Para bombas centrífugas multiestágio, é preferível concreto agregado fino de alta resistência. Argamassa de cimento comum é estritamente proibida. A argamassa comum tende a encolher e rachar após a solidificação, formando lacunas e áreas ocas que não podem garantir o desempenho geral das tensões entre os parafusos e a fundação. O grau de resistência do concreto usado para rejuntar bombas multiestágios deve ser um grau superior ao do concreto da fundação original para melhorar a resistência de ancoragem sob carga pesada.
Durante a compactação do concreto e do material de rejuntamento em furos pré-formados, a operação deve ser suave e uniforme. A inclinação dos chumbadores e o deslocamento dos corpos das bombas e das unidades de bombas são estritamente proibidos, de modo a evitar a invalidação dos trabalhos anteriores de posicionamento e nivelamento e eliminar o perigo oculto de tensões excêntricas nos parafusos.
A construção seguirá estritamente o princípio da conformidade com a resistência. O nivelamento, alinhamento e fixação de corpos de bombas e unidades de bombas somente podem ser realizados após a resistência do concreto da fundação atingir mais de 75% da resistência de projeto. O grauteamento secundário deverá ser implementado mediante posicionamento preciso. A altura da camada de grauteamento secundário deve ser controlada dentro de 30–70 mm com espessura uniforme e superfície geral plana.
Antes do rejuntamento secundário, a superfície de contato da fundação deve ser cuidadosamente tratada: remover a poeira e detritos da superfície com água limpa e molhar completamente a superfície de base para garantir uma ligação firme entre o concreto novo e o antigo, bem como a camada de rejuntamento sem intercamadas. A temperatura ambiente de construção deve ser rigorosamente controlada. Medidas especiais anticongelantes devem ser tomadas quando a temperatura ambiente estiver abaixo de 0°C para evitar danos por congelamento e falha de resistência da camada de argamassa.
O material de argamassa deve ser compactado por vibração em camadas para expelir o ar interno. A cura deverá ser realizada imediatamente após o rejuntamento. Se a temperatura ambiente estiver abaixo de 5°C, isolamento térmico e proteção anticongelante devem ser adotados durante todo o processo de cura para evitar rachaduras, lixamento e resistência abaixo do padrão causada por danos por congelamento em baixa temperatura. Em condições normais de trabalho, a estrutura grauteada deverá ser curada durante pelo menos 72 horas antes do aperto final do equipamento.
O princípio de “nivelar primeiro, apertar depois” deve ser seguido. O desvio horizontal da estrutura da base da bomba deve ser controlado dentro de 0,05 mm/m. As porcas devem ser apertadas simetricamente em direções diagonais em passagens múltiplas. São proibidos o aperto total único e o aperto forçado unilateral, o que pode causar deformação da estrutura da base da bomba, desvio da precisão de nivelamento do equipamento e danos por sobrecarga aos parafusos.
Casas de bombas externas, oficinas úmidas e condições de trabalho de tratamento de água: Após a aceitação da instalação dos parafusos, a tinta antiferrugem deve ser aplicada uniformemente nos parafusos. Fita à prova d'água e anticorrosão pode ser enrolada em peças-chave para isolar a umidade e retardar a corrosão.
Condições de trabalho com vibração de alta frequência e operação contínua: Deve ser adotada uma estrutura dupla anti-afrouxamento combinando porcas duplas e arruelas de pressão. Para condições de trabalho severas, um adesivo especial de travamento de rosca pode ser aplicado para evitar completamente o afrouxamento da porca causado pela vibração.
Mecanismo de inspeção regular: A inspeção de reaperto deve ser realizada a cada 3 meses sob condições convencionais de trabalho a seco. Para condições de trabalho com alta temperatura, alta umidade, corrosão forte e vibração intensa, uma inspeção mensal especial deve ser realizada para eliminar perigos ocultos de afrouxamento e corrosão em tempo hábil.
Pequenas construções não padronizadas de sistemas de ancoragem de bombas centrífugas evoluirão para falhas de equipamento no estágio posterior. Erros frequentes no local e perigos correspondentes estão listados a seguir:
Furos pré-formados subdimensionados e folga insuficiente:O material de argamassa não consegue envolver totalmente os parafusos, resultando em área de suporte de tensão inadequada para ancoragem. O equipamento irá tremer, deslocar-se e desviar-se durante a operação.
Profundidade embutida abaixo do padrão dos chumbadores:A capacidade de suporte de tração insuficiente fará com que os parafusos se soltem e levantem sob vibração de longo prazo, compensarão a coaxialidade do corpo da bomba e agravarão o desgaste dos rolamentos e impulsores.
Configuração simplificada de acessórios com apenas uma porca e sem arruela de pressão:Essa configuração não suporta vibração contínua e as porcas são propensas ao afrouxamento automático, o que é uma das principais causas de ressonância da unidade e instabilidade do equipamento.
Betumação com argamassa comum e tempo de cura insuficiente:A argamassa irá encolher, rachar e desenvolver áreas ocas internas, prejudicando a integridade geral da fundação. É provável que o equipamento se desloque integralmente durante a operação a longo prazo.
Instalação inclinada de parafusos e aperto unilateral:Tensão desigual e concentração severa de tensão ocorrerão nos parafusos, levando à fratura e rachaduras do parafuso e danos à estrutura de base da bomba após operação de longo prazo.
A aceitação rigorosa deverá ser realizada após a conclusão da construção da âncora e do grauteamento secundário, e o equipamento só poderá ser colocado em operação após aprovação na aceitação. A aceitação abrange vários aspectos, incluindo precisão da superfície de base, tecnologia de construção, padrões de materiais, construção em baixa temperatura e operação experimental de equipamentos.
A aceitação é dividida em três categorias principais: inspeção de aparência, inspeção de componentes e inspeção de operação experimental.
Aceitação da precisão da superfície base:O desvio horizontal da superfície da fundação de instalação do equipamento deve ser controlado dentro de ±2 mm/m. O grauteamento em furos pré-formados deverá ser denso e completo, sem áreas ocas, fissuras ou lascas. O concreto ao redor das aberturas dos furos deve estar plano, intacto e livre de danos e defeitos.
Aceitação de componentes de parafuso:O desvio vertical dos parafusos não deve ser superior a 2 mm/m sem inclinação ou deslocamento. Todos os acessórios devem estar completos e intactos e as roscas dos parafusos devem estar livres de deslizamento, corrosão e deformação. A especificação e o material dos parafusos devem atender aos requisitos do projeto e ser compatíveis com o tipo de bomba.
Tecnologia de rejuntamento e aceitação de materiais:Concreto de agregado fino de um grau de resistência superior deve ser usado para o grauteamento de bombas centrífugas multiestágio, e material especial de grauteamento sem retração deve ser adotado para tipos de bombas comuns. A camada secundária de grauteamento deverá ter espessura uniforme variando de 30 mm a 70 mm. A superfície de base deve ser completamente lavada e molhada antes da construção, e medidas anticongelantes e de isolamento térmico devem ser totalmente implementadas em ambientes de baixa temperatura.
Aceitação de operação experimental:Depois que o equipamento operar continuamente sob carga total por mais de 2 horas, não ocorrerá afrouxamento das porcas de ancoragem, deslocamento da estrutura de base, ressonância anormal ou vibração e ruído anormais da unidade, e todos os parâmetros operacionais do equipamento permanecerão estáveis.
Aceitação de documentos:Registros completos, incluindo especificações de parafusos, certificados de materiais, graus de resistência dos materiais de argamassa, temperatura de construção, registros de cura e dados do processo de aperto devem ser mantidos para manutenção, inspeção e renovação subsequentes.
A construção de furos de ancoragem pré-formados e a instalação de chumbadores para bombas centrífugas são trabalhos ocultos críticos que determinam a estabilidade das unidades de bomba. Todo o processo de construção, incluindo controle dimensional, rejuntamento e aperto, deve ser implementado em estrita conformidade com as normas pertinentes para evitar erros de construção.
Como uma marca profissional de equipamentos para fluidos,TÉFIKOadere totalmente aos padrões industriais e fornece um conjunto completo de soluções padronizadas que abrangem a correspondência da estrutura de base, seleção de parafusos e orientação no local.
