No setor de proteção contra incêndio, a confiabilidade é tudo. Quando um incêndio rompe, uma bomba de incêndio deve começar instantaneamente, operar com o desempenho nominal e entregar água sem falhas. No entanto, um inimigo silencioso ameaça o incêndio mais do que qualquer outra questão mecânica:Cavitação. Conhecida como o “assassino nº 1 das bombas de fogo”, a cavitação corroe silenciosamente os componentes da bomba, reduz a eficiência e pode causar falha catastrófica se ignorada.
Este artigo explora o que é a cavitação, por que acontece, os sinais de alerta a serem observados e - o mais importante - como evitá -lo para proteger suas bombas de incêndio e as vidas e propriedades que elas protegem.
A cavitação ocorre quando a pressão em uma bomba de incêndio cai abaixo da pressão de vapor do líquido (neste caso, água). Essa queda faz com que as bolhas de vapor se formem no lado de sucção da bomba. À medida que essas bolhas se movem para áreas de maior pressão, elas entram em colapso violentamente contra as superfícies do impulsor.
Essa implosão não é inofensiva - é como inúmeras pequenas greves de martelo que ocorrem milhares de vezes por segundo. Com o tempo, essas implosões se abrem, corroem e enfraquecem as superfícies metálicas, especialmente os impulsores e os carcaças, resultando em perda significativa de desempenho.
Ao contrário do desgaste mecânico ou do alinhamento inadequado que geralmente pode ser fixado com manutenção simples, a cavitação destrói as bombas de dentro para fora. É insidioso porque:
É progressivo e irreversível- Quando a cavitação começa, o dano se acumula rapidamente.
Reduz o fluxo e a pressão- O objetivo da bomba de incêndio - entregar água à pressão necessária - está comprometida.
Leva a uma falha completa- Se não for contratado, a cavitação pode destruir impulsores, rolamentos e focas, forçando o tempo de inatividade dispendioso ou a substituição total da bomba.
Passa despercebido até tarde demais- Os operadores podem não detectar cavitação até que os danos significativos já tenham ocorrido.
Para sistemas críticos como proteção contra incêndio, isso torna a cavitação o modo de falha mais perigoso e caro.
Entender por que a cavitação acontece é a chave para a prevenção. Algumas das causas mais comuns incluem:
Quando o NPSH disponível é menor que a bomba exige, se formará vaporiza a água e as bolhas. Isso geralmente resulta do design inadequado do sistema, como tubulação de sucção subdimensionada ou alta elevação de sucção.
Executar uma bomba mais rápido que o projetado pode diminuir a pressão de sucção, criando condições de cavitação.
Filtros bloqueados, válvulas parcialmente fechadas ou incrustação de tubos restringem o fluxo de água e reduzem a pressão de sucção.
As bombas de grandes dimensões podem operar longe de seu melhor ponto de eficiência (BEP), criando flutuações turbulentas de fluxo e pressão que promovem a cavitação.
A água mais quente tem uma pressão de vapor mais baixa, facilitando a fervura e a formação de bolhas de vapor dentro da bomba.
A cavitação não permanece invisível para sempre. Operadores e equipes de manutenção podem procurar esses sinais de alerta:
Ruído incomum:Um som chocalhando, semelhante a cascalho ou “bolinhas de gude na bomba”.
Vibração:Vibração excessiva no invólucro e rolamentos da bomba.
Desempenho reduzido:Gotas perceptíveis na pressão de fluxo ou descarga.
Dano ao impulsor:Piting visível, erosão ou afinamento de palhetas do impulsor durante as inspeções.
Falhas de vedação e rolamento:Danos secundários causados por vibração e desequilíbrio.
A detecção precoce pode economizar milhares de dólares em custos de reparo e, mais importante, garantir a prontidão do sistema em uma emergência de incêndio.
Permitir que a cavitação persista pode ter efeitos devastadores, tanto técnica quanto financeiramente:
Desgaste acelerado de impulsores e carcaças
Falhas frequentes de vedação e rolamento
Desligamentos inesperados da bomba
Vida útil reduzida da bomba de fogo
Desempenho comprometido do sistema de proteção contra incêndio
Altos custos de reparo ou reposição
Nos sistemas de proteção contra incêndio crítico, mesmo uma única bomba comprometida pode colocar em risco vidas e propriedades.
Felizmente, a cavitação é evitável com o design, operação e manutenção adequados. Fabricantes de bombas de incêndio, engenheiros e gerentes de instalações devem se concentrar nas seguintes estratégias:
Sempre compare a cabeça de sucção positiva líquida disponível (NPSHA) com a cabeça de sucção positiva líquida necessária (NPSHR). Uma margem segura (geralmente pelo menos 3 pés a mais do que necessária) impede a formação de vapor.
Trabalhe com um fabricante qualificado da bomba de incêndio para selecionar bombas que operam perto do seu melhor ponto de eficiência. Evite o excesso ou subestimante.
Inspecione os filtros, válvulas e tubulações de sucção regularmente. Mesmo pequenas obstruções podem reduzir o NPSH e criar cavitação.
Use bombas em sua velocidade nominal, especialmente em bombas de incêndio acionadas por diesel, onde os ajustes do governador podem afetar a RPM.
Se as temperaturas da água forem altas ou os níveis de suprimento flutuam, poderão ser necessários controles de engenharia adicionais.
O teste de fluxo de rotina, o monitoramento da vibração e as verificações de desempenho podem detectar sinais precoces de cavitação antes que ocorram danos irreversíveis.
Considere uma instalação em que uma bomba de incêndio de motor a diesel começou a produzir sons incomuns de chocalhamento durante os testes semanais. Os operadores o ignoraram, assumindo que era uma vibração normal do motor. Meses depois, a bomba não atendeu aos requisitos de pressão de descarga. A inspeção revelou impulsores severamente sem caroço causados pela cavitação. A instalação enfrentou problemas completos de substituição e conformidade da bomba com os padrões de manutenção da NFPA 25.
Este caso destaca a importância de reconhecer sintomas precoces de cavitação e agir rapidamente para corrigir as causas da raiz.
Como fabricante de bombas de incêndio, projetamos sistemas com prevenção de cavitação em mente. Isso inclui:
Fornecendo requisitos precisos do NPSH para cada bomba.
Aconselhando sobre as práticas de instalação corretas.
Oferecendo pacotes de bomba de incêndio projetados que minimizam o risco.
Fornecendo suporte técnico para solução de problemas e manutenção.
Nosso objetivo é ajudar os proprietários, contratados e profissionais de segurança contra incêndio a obter proteção contra incêndio confiável e duradoura.
A cavitação é mais do que apenas um inconveniente - é a força mais destrutiva que age contra bombas de fogo. Ele corroe os impulsores, reduz o desempenho, reduz a vida útil do serviço e, finalmente, ameaça a confiabilidade dos sistemas de segurança contra incêndio.
Ao entender as causas, reconhecendo os sinais de alerta e implementando estratégias de prevenção, proprietários e operadores de instalações podem prolongar a vida útil da bomba, reduzir custos e, o mais importante, garantir que as bombas de incêndio estejam prontas quando as vidas dependem deles.
