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Flushing em Sistemas de Lubrificação para Turbomáquinas: Benefícios e Procedimentos Essenciais

Introdução ao Flushing em Sistemas de Lubrificação

Dentro de termelétricas, sempre ouvimos que um “flushing” deve ser feito em sistemas de lubrificação ou que há condições específicas necessárias para fazê-lo, mas o que exatamente é um flushing?

Existe uma definição padrão? Quando ele deve ser executado? Quais os tipos, normas e detalhes técnicos para executar um flushing eficiente é o que vamos abordar nesse artigo.

A confiabilidade ideal do sistema de turbinas requer um sistema de lubrificação bem projetado e o uso de um bom lubrificante que seja livre de contaminantes.

Alcançar isso requer o uso de métodos de purificação adequados para garantir que o óleo esteja livre de contaminantes prejudiciais.

Além de um sistema de purificação eficiente, também é necessário um programa de monitoramento contínuo para garantir que a qualidade do óleo esteja dentro das especificações e que ações corretivas sejam tomadas para minimizar a formação e a entrada de contaminantes.

Como o Flushing Impacta o Desempenho das Turbomáquinas

Os benefícios da purificação de um sistema de lubrificação operacional podem ser significativamente reduzidos e não adiantar nada se os sistemas de lubrificação não forem limpos inicialmente a um nível que evitará danos aos componentes na partida inicial após a fabricação ou manutenção.

Cuidado e limpeza completa são necessários para minimizar e remover contaminantes durante a fabricação, intervenção, instalação, ou combinação de todos esses momentos.

Como os contaminantes permanecerão desses processos, é necessário “lavar” ou “flushar” e purificar o sistema para removê-los antes da partida da turbina. A purificação contínua é necessária para manter o óleo puro durante a operação.

"Os benefícios da purificação de um sistema de lubrificação operacional podem ser significativamente reduzidos e não adiantar nada se os sistemas de lubrificação não forem limpos inicialmente a um nível que evitará danos aos componentes na partida inicial após a fabricação ou manutenção."

Passo a Passo para Realizar o Flushing em Sistemas de Lubrificação

A menos que haja uma falha catastrófica, o momento mais comum em que os usuários de óleo de turbina executam um flushing é entre as trocas de óleo. Mas como veremos, não é ou não deveria ser somente nesse momento.

Por outro lado, seria necessário um flushing cada vez que trocamos o óleo da turbina? Não existe uma prática ou norma para determinar isso. Contudo, remover o óleo degradado e depósitos do interior do seu sistema de lubrificação certamente parece fazer sentido antes de carregar seu sistema com óleo novo.

Recarregar um sistema de lubrificação sujo com óleo novo pode ter um impacto significativo na vida útil e no desempenho deste novo óleo. Portanto, a segurança de realizar um flushing em determinados momentos, que veremos a frente, faz total sentido, aumenta-se a confiabilidade e diminuímos riscos com paradas não programadas.

Em novos sistemas, a ênfase de um flushing está na remoção de contaminantes introduzidos durante a fabricação, armazenamento, ajustes em campo e instalação final.

Em sistemas operacionais, a ênfase está na remoção de contaminantes que são gerados ou transportados durante a operação e por mau funcionamento que ocorrem durante a operação ou contaminantes que são introduzidos durante a revisão, ou ambos.

"A segurança de realizar um flushing em determinados nesses momentos, faz total sentido, aumenta-se a confiabilidade e diminuímos riscos com paradas não programadas."

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MAIS INFORMAÇÕES

Afinal, que é o flushing?

De acordo com ASTM D6439 (Guia padrão para limpeza, flushing e purificação de sistemas de lubrificação de turbinas a vapor, gás e hidrelétricas ), flushing é definido como “circulação de líquido através do sistema de lubrificação ou um componente, quando a turbina não está operando para remover contaminantes” .

Embora isso possa constituir a definição padronizada de um flushing de turbina, na prática, um flushing pode significar muitas coisas diferentes. Normalmente, eles são categorizados em limpeza mecânica, química ou de sistema de solubilidade aprimorada.

Então para começarmos a entender mais sobre flushing vale ressaltar que o termo flushing é algo genérico. Portanto, para tratar sobre flushing em turbomáquinas, precisamos conhecer e especificar que tipo de flushing estamos nos referindo.

Tipos de Flushing sistema lubrificação turbomáquinas

Flushing de Descarga (Troca de óleo)

O flushing mais conhecido talvez seja o flushing de descarga ou troca de óleo. Geralmente direcionado para novos sistemas e sistemas com horas de serviço que normalmente não exigem limpeza de superfície ativa ou a limpeza aprimorada proporcionada, por exemplo, por um flushing de alta velocidade.

Aqui, é realizado uma circulação de descarga do sistema com óleo de sacrifício, também chamado de óleo base, com propriedades similares ao óleo a ser utilizado definitivamente no equipamento, principalmente a viscosidade ou até mesmo o próprio óleo operacional.

O processo deve ser realizado à quente, utilizando o sistema de bombeamento próprio do equipamento. Esse tipo de flushing é descrito em detalhes na norma.

Flushing Circulatório (Flushing de comissionamento)

Bem parecido com o flushing de descarga, porém com algumas particularidades, também temos o chamado flushing circulatório.

Geralmente feito em comissionamentos, é um flushing orientado pelos OEM. Logo, não é normatizado.

Nesse caso, não é garantido o atingimento do número mínimo de descolamento medido em Reynolds, portanto não provoca turbilhonamento induzido no óleo, calma que já vou detalhar melhor isso.

Nesse caso, portanto, obviamente também não é necessário o uso de equipamentos externos auxiliares como bombas e outros dispositivos. É utilizado o próprio sistema da turbina.

Nesse caso, como é esperado que os subsistemas devam estar satisfatoriamente limpos, a baixa velocidade de turbilhonamento do óleo pode ser suficiente para alcançar os parâmetros de NAS desejados pelos OEM.

Mas esses não são os únicos flushings, na verdade, como disse nesse último caso, o flushing circulatório nem sequer é normatizado. Os critérios e aceitação será definido individualmente por cada fabricante.

A própria norma destaca que “se o fabricante do equipamento tiver fornecido procedimentos detalhados de flushing, eles devem ter prioridade sobre a norma. Isso para o comissionamento.

Confira o Vídeo sobre o assunto

Flushing de alta velocidade (Flushing HVOF)

Mas e se temos evidenciado um nível elevado de sujidade do óleo, detectado, por exemplo, por um NAS muito acima do especificado.

Ou caso tenhamos que fazer uma filtragem mais minuciosa, por exemplo, para sistemas de controle de máquinas e até máquinas de processos críticos.

Como podemos corrigir os indicadores de pureza ou prover o flushing mais eficiente e garantido de todos?

Para esses casos temos o flushing de alta velocidade. Esse, sim, também normatizado, que define parâmetros objetivos e detalhados para sua execução. Vamos entender um pouco mais sobre ele.

Para começar, vamos entender o termo “alta velocidade”.

Esse conceito de alta velocidade de circulação do óleo durante o flushing, é o principal diferencial desse flushing. Nesse caso, geralmente com utilização de bombas externas, circulamos o óleo com três até quatro vezes a velocidade normal de circulação típica do equipamento.

Conforme a norma, para satisfazer essa condição, é necessário que o processo de flushing atinja uma velocidade de fluxo acima de 4000 Reynolds.

O flushing de alta velocidade, comprovadamente, proporciona a melhor limpeza de áreas e superfícies.

Nesse caso, exigem-se procedimentos específicos como aquecimento do óleo, instalação de tela mesh 80 e 100, bypassar os mancais, instalação de filtros auxiliares e muitos outros detalhes técnicos específicos para cada área do sistema.

"O flushing de alta velocidade, comprovadamente, proporciona a melhor limpeza de áreas e superfícies."

Funcionamento Flushing de alta velocidade

Como forma de ilustrar o conceito desse flushing de alta velocidade mencionado, vamos entender um conceito básico de mecânica dos fluidos.

Dentro de um tubo tipico o escoamento do um fluido ocorre basicamente no centro dele. Nas periferias ou em regiões próximas das paredes do tubo a velocidade tende a zero abaixo de 2000 Reynolds.

Quem se dedicou a estudar esse fenômeno de regime de escoamento de fluidos foi exatamente Osborne Reynolds, um físico e engenheiro britânico.

Reynolds classificou o escoamento como sendo laminar, de transição ou turbulento.

Portanto, apenas com velocidade de escoamento acima de 2000 a 2400 Reynolds, classificamos o escoamento como regime turbulento.

Isso pela literatura, trazendo para o conceito para a aplicação em flushing de turbomáquinas, como eu disse anteriormente, a norma destaca a necessidade de velocidade de escoamento turbulento, porém acima de 4000 Reynolds.

Eficiência do Flushing de Alta Velocidade

E por que essa necessidade de alta velocidade de deslocamento para o flushing de alta velocidade, considerado o mais eficaz?

Tipicamente, os sistemas de bombeamento padrão de turbomáquinas operam com deslocamento e vazão abaixo 2000 Reynolds, isso para preservar os dispositivos das máquinas, principalmente os mancais que são mais sensíveis, por exemplo, já que um deslocamento de alta velocidade, tende a aumentar a pressão de óleo no interior dos sistemas, o que pode representar problemas para a operação e aumentar riscos associados.

Então, é exatamente nesse cenário que as turbomáquinas de forma geral operam, no regime de baixa velocidade de fluxo de óleo, justamente onde ocorrem os acúmulos de depósitos, particulados, borras, verniz, lodo, desgaste e todo tipo de contaminação depositada nas tubulações, partes e peças do sistema de lubrificação.

Por isso a necessidade dessa alta velocidade de deslocamento proporcionada pelo flushing de alta velocidade, exatamente para proporcionar o regime turbulento, alcançando assim com maior intensidade de agitação as extremidades dos tubos e sistema de lubrificação, arrastando todo o material depositado para o óleo, que por sua vez, está sendo simultaneamente filtrado.

Flushing Químico – Flushing Removedor de Verniz

Nesse caso, utilizam-se conjuntamente no flushing de alta velocidade, solubilizadores, ativadores de superfícies e outros produtos para solubilizar precursores de verniz.

Independente de qual seja o tipo de flushing, é óbvio que deve sempre ser executado por profissionais capacitados e experientes para tal.

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Tempo de Duração para realização de um flushing

O processo completo de flushing, pode ser bem demorado, podendo se estender por dias e até por semanas de circulação em alta velocidade e filtragem.

Vale destacar que a norma sobre flushing não define pressão necessária. Nem poderia, afinal a pressão será correspondente a energia necessária para ocorrer o escoamento.

Quando o flushing é necessário?

Comissionamento de máquinas novas

Recomissionamento de máquinas hibernadas

Após falha de algum componente do sistema, deixando pedaços quebrados no sistema de lubrificação

Após colapso de algum filtro, que libera contaminantes de volta ao sistema

Quando um fluido incompatível foi adicionado inadvertidamente ao sistema

Mudança para uma nova marca ou formulação de lubrificante e a compatibilidade não é bem compreendida

Quando produtos de degradação de óleo, como borra e verniz, estão no sistema

Entre trocas de óleo o flushing pode ser desnecessário quando:

O sistema de lubrificação está livre de borra, verniz e outros depósitos

A maior parte do óleo velho pode ser removida do sistema

O novo óleo de turbina é do mesmo tipo e marca que o óleo em serviço ou se testes extensivos de compatibilidade (ASTM D7155) tiverem sido feitos para verificar a compatibilidade.

Entre trocas de óleo o flushing deve ser realizado quando:

Existem indicações de que podem existir lamas, vernizes ou outros depósitos no sistema

O atual óleo em serviço está em más condições físicas ou químicas e não é viável remover mais de 98% do óleo do sistema

A nova carga de óleo de turbina terá uma formulação diferente que pode não ser compatível com o atual lubrificante em serviço.

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Conclusão

O flushing é uma prática indispensável para garantir a eficiência e a confiabilidade dos sistemas de lubrificação de turbomáquinas, seja em novos comissionamentos, manutenções corretivas ou preventivas.

Compreender os diferentes tipos de flushing, suas normas e procedimentos técnicos é essencial para escolher a abordagem correta e evitar falhas catastróficas ou perda de desempenho dos equipamentos.

Além disso, a realização do flushing de maneira adequada, com alta velocidade ou mesmo métodos químicos, proporciona a remoção eficaz de contaminantes e prolonga a vida útil do óleo e dos sistemas.

Contudo, é crucial que o processo seja executado por profissionais especializados, que sigam normas de confiabilidade, garantindo a segurança e os resultados esperados.

Seja qual for a situação, contar com suporte técnico especializado e soluções personalizadas pode fazer toda a diferença na manutenção e operação de suas turbomáquinas. Se precisar de orientação ou suporte, não hesite em nos consultar.

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