Em um processo típico de fabricação de papel, água, calor, vapor e poeira testam até mesmo os melhores produtos e procedimentos de lubrificação.
Cada seção de uma moderna máquina de fabricação de papel – consistindo da seção de formação (freqüentemente chamada de seção “umida”), a seção de prensa, a seção de secagem e o rolo – contém rolamentos operando em regimes críticos de lubrificação.
Em vários estágios do processo, as ameaças vêm da água, calor, vapor ou poeira, e esses perigos são reais mesmo quando os produtos e processos de lubrificação são os melhores disponíveis para cada aplicação.
É importante, portanto, que o pessoal de manutenção e operações pratique os melhores procedimentos e evite erros comuns que possam prejudicar os rolamentos e causar inatividade não planejada, má qualidade do produto ou mesmo acidentes graves.
Seção de formação
Como a polpa que entra na primeira seção de uma máquina de papel – a seção de formação – é de cerca de 99% de água, os rolamentos da seção ficam expostos a grandes quantidades de água à medida que o conteúdo de água da polpa é reduzido para cerca de 80%. No momento em que sai da seção, a folha de papel é autossuficiente.
Tanto a graxa quanto o óleo circulante lubrificam os rolamentos nas seções de conformação. No entanto, a graxa é mais comum. É usado em provavelmente 80 a 90% das seções úmidas e ajuda as vedações a manterem a água fora dos rolamentos. De fato, nesta aplicação a graxa funciona tanto quanto uma barreira de água ( estanqueidade ) como um lubrificante.
Como regra geral, preencha a cavidade do rolamento 100% enquanto preenche a cavidade do alojamento de 30 a 50%. A maioria das caixas está equipada com um selo de labirinto; Encha este selo completamente com graxa como medida de vedação adicional.
Existem três fatores a serem considerados ao selecionar intervalos e quantidades de re-lubrificação. Estas são a função de lubrificação e vedação e o vazamento de graxa do alojamento. Do ponto de vista da lubrificação, a quantidade de graxa no rolamento deve ser suficiente apenas para fornecer uma quantidade adequada de óleo base para os rolos, pistas e gaiolas.
Do ponto de vista de vedação, é importante que as vedações de labirinto estejam sempre completamente preenchidas com graxa. Do ponto de vista do vazamento, a quantidade de graxa não deve ser muito grande. Grandes quantidades de graxa geram calor no rolamento, especialmente em altas velocidades, quando o rolamento tenta bombear a maior parte da graxa. Após a re-lubrificação ter sido realizada várias vezes, o espaço livre na caixa será preenchido com graxa.
Cada re-lubrificação subseqüente resultará na limpeza da carcaça de uma quantidade similar de graxa. Portanto, grandes quantidades de re-lubrificação apresentam risco de vazamento. A graxa selecionada deve ser formulada com inibidores de corrosão superiores e resistência à lavagem com água.
A chave real para evitar danos causados pela água é um sistema de lubrificação ou rotina que retém a água e purga a água que entra. O óleo circulante e a graxa podem fazer o trabalho se os mantenedores usarem efetivamente a filtração, desidratação a vácuo, ação centrífuga ou algum outro método para remover a água do óleo.
De fato, alguns rolamentos de velocidades exigem a lubrificação por óleo circulante, mesmo em uma seção de formação. Quando esse é o caso, o monitoramento regular do teor de água do óleo é necessário para garantir tanto as qualidades de lubrificação do óleo quanto a eficiência da unidade hidráulica na remoção de água.
Seção de Prensas
A seção de prensa remove a água adicional da tela de papel. Nesta seção, a tela é comprimida e os “cintos” absorvem e retiram a água. Os desafios de lubrificação nesta seção incluem encontrar o sistema correto de lubrificação e re-lubrificação para lidar com cargas pesadas nos rolos.
Os rolos de pressão superiores na seção de prensa são os mais problemáticos devido à posição da zona de carga, tamanho e velocidade do rolamento. Em alguns casos, é difícil obter graxas com a viscosidade necessária do óleo de base e a rigidez necessária para impedir a derrapagem do rolete à medida que os roletes voltam a entrar na zona de carga.
Devido a essas condições, a circulação de óleo é normalmente usado nas seções de prensas de máquinas de papel modernas. A remoção de água do óleo e rigorosas análises de óleo são necessárias. A análise de óleo ajuda a garantir a eficácia da remoção de água e das propriedades de lubrificação do óleo.
O calor gerado em grandes rolamentos de rolo de pressão pode exigir grandes quantidades de óleo para resfriamento. Às vezes, uma temperatura de entrada de óleo controlada, obtida usando um trocador de calor, ajudará a manter a viscosidade necessária do óleo na temperatura de operação do rolamento. Cada recurso adicionado aumenta o custo do sistema. As máquinas modernas com um sistema de circulação de óleo são normalmente equipadas com um selo de labirinto e um defletor de óleo, que ajudam a evitar tanto a entrada de contaminação quanto o vazamento de óleo.
Se a carga ou as velocidades em uma seção de prensa usando circulação de óleo levarem a contínuas falhas freqüentes e paradas não planejadas, o pessoal da fábrica deve acionar o fornecedor do sistema de lubrificação.
Seção Secaria
Na seção de secagem, o conteúdo de água da tela de papel é reduzido de 50 a 65% para 5 a 10%. O processo envolve o uso de ambos os cilindros de secagem aquecidos por vapor e feltros móveis pressionados contra a superfície da folha de papel em avanço.
Além disso, máquinas de papel tissue incluem cilindros Yankee na seção de secagem. Com vários metros de diâmetro, os cilindros Yankee são aquecidos por vapor de alta pressão, que ajuda a secar a teia de papel à medida que ela é pressionada contra o cilindro.
Na seção da secaria, o inimigo dos rolamentos e lubrificantes é o calor, umidade e a água. A umidade é fator inerente ao processo, já a água que afeta os mancais ou lubrificantes nesta seção provavelmente provém de uma lavagem agressiva durante as paradas.
Devido às altas temperaturas em secções de secagem de máquinas de fabricação de papel modernas, as juntas dos rolamentos nos cilindros de secagem e Yankee são normalmente isoladas. Esses rolamentos de cilindro podem experimentar temperaturas que atingem 125 ° C. Neste caso a circulação de óleo é a melhor escolha para lubrificação.
Há, no entanto, potenciais armadilhas no projeto e operação de um sistema de circulação de óleo para altas temperaturas.
Os fatores que fazem com que o sistema de circulação de óleo de uma seção de secagem tenha sucesso incluem taxas de fluxo de óleo, temperaturas de vapor e vedação. As altas temperaturas de operação dos rolamentos tornam o óleo suscetível à oxidação e carbonização. O óleo carbonizado pode entupir as linhas de lubrificação, restringindo o fluxo e resultando em um volume inadequado de óleo nos mancais.
O acúmulo de carbono no sistema de lubrificação da sessão da secaria pode fazer com que as linhas de entrada ou de retorno fiquem obstruídas, reduzindo a vida útil do rolamento. O monitoramento do fluxo de óleo ajuda a proteger contra essa situação. Em algumas máquinas, labirintos são construídos nos mancais de rolamentos. Estes também podem preencher com depósitos de óleo, tornando o sistema de vedação ineficaz.
Quando os labirintos ficam entupidos, o óleo desviado pode migrar para baixo do eixo e entrar em contato com o produto de papel, afetando sua qualidade.
Para compensar as linhas restritas, os furos de drenagem e os labirintos obstruídos, o pessoal da fábrica geralmente diminui o fluxo de óleo ou diminui a viscosidade da linha de base do óleo. Por exemplo, um rolamento que requer dois litros de óleo por minuto pode ser reduzido para menos de um litro por minuto. A redução do fluxo de óleo reduzirá a vida útil do rolamento. O óleo com uma viscosidade mais baixa fluirá mais facilmente através de linhas restritas, mas pode ser inadequado para as necessidades de lubrificação da aplicação.
Um segredo para o sucesso no fornecimento de óleo para rolamentos na seção da secaria é fornecer o óleo de alta qualidade aos mancais na taxa e viscosidade corretas. Ao contrário da sabedoria convencional, o óleo nesta seção não se destina a resfriar os rolamentos. O óleo pode ser fornecido muito frio e quente demais.
A viscosidade correta é garantida pelo fato de o óleo estar na faixa de temperatura correta (50 ° C a 60 ° C / 122 ° F a 140 ° F) quando ele entra no rolamento. Monitorar a temperatura de saída também é importante. O óleo deve manter suas qualidades lubrificantes durante todo o contato com os mancais.
Em aplicações difíceis da sessão do secaria, o óleo fornecido aos mancais deve estar em excelente condição, com teor de água abaixo de 200ppm (partes por milhão). Isso exige filtração, desidratação a vácuo, ação centrífuga ou outro método para remover efetivamente a água do óleo. Além disso, o pessoal do fábrica deve testar regularmente o teor de água e partículas que sinalizam o desgaste do rolamento ou da vedação.
Para detectar a presença de água no óleo, o pessoal da fábrica pode considerar a instalação de um dispositivo analítico da Eximport® no local, especialmente se eles não puderem contratar um laboratório que forneça retornos rápidos. Se os resultados não forem retornados do laboratório em tempo hábil, pode ser tarde demais para corrigir um problema de remoção de água e salvar o rolamento.
Formação de Rolos
As máquinas de produzem papel continuamente, tipicamente de 3 a 10 metros de largura. Eventualmente, a folha deve ser cortada e transformada em rolos menores. Primeiro, no entanto, um rolo na extremidade de descarga da máquina de papel cria um enorme rolo de papel da largura da tela e pesa até 100 toneladas. Quando esse primeiro rolo de papel atinge o diâmetro desejado, o enrolamento continua em um novo carretel.
Os rolamentos principais na operação de enrolamento são aqueles no tambor do rolo, que alimenta a tela de papel nas bobinas, sobre os quais a bobina de papel é enrolada. Em comparação com outras seções da máquina de papel, o rolo é um bom ambiente para rolamentos. Está seco e cerca de 25 ° C (77 ° F). Ainda assim, os rolamentos devem ser protegidos contra poeira de papel.
Os rolamentos do rolete são comumente lubrificados com graxa. Vedações e aplicações regulares de graxa mantêm a poeira fora dos rolamentos, mas as equipes de manutenção devem garantir que nem as técnicas manuais de lubrificação nem os lubrificadores automáticos purgem graxa antiga para o produto acabado.
Como outras partes das máquinas de papel, os enroladores mais recentes são projetados para operar mais rápido do que nunca (aproximadamente 1.500 metros por segundo) e, nesses casos, a circulação de óleo às vezes são usados para lubrificação. Aqui, a filtragem é a resposta para os problemas causados pela poeira e análise regulares de óleo serão necessários para monitorar a eficácia da filtragem. A inspeção visual também ajudará a evitar que os filtros fiquem obstruídos e pare a circulação de óleo.
Paradas e Lavagens
Os desligamentos da máquina de papel para manutenção e reparos são inevitáveis e necessários. Se houver água no lubrificante de um rolamento durante o desligamento, ela poderá começar a corroer os componentes internos do rolamento. Em mancais lubrificados com graxa, inicie um desligamento purgando os mancais para remover qualquer graxa carregada de água (Hidrolisada). Em rolamentos que utilizam circulação de óleo, os bons sistemas de remoção de água e o monitoramento regular do teor de água minimizarão os problemas de água no momento do desligamento.
Nas melhores fábricas de papel, os desligamentos e as boas práticas de conservação indicam que as máquinas são lavadas regularmente. Lavagens colocam ainda mais água em seções onde a água já é predominante (como na seção de formação) e aumentam a quantidade de água em seções com inerentemente menos água (como a seção da secaria). Normalmente, os enroladores não são lavados, mas podem ser limpos com ar comprimido durante os desligamentos.
Precauções devem ser tomadas antes, durante e após as lavagens para garantir que a água não entre no lubrificante e diminua a vida útil do rolamento. É melhor reabastecer os rolamentos antes do desligamento. Durante o desligamento, a água livre no lubrificante, especialmente a água misturada com produtos químicos de limpeza, iniciará rapidamente um processo de corrosão nas superfícies dos rolamentos.
A re-lubrificação adicional pode ser realizada durante um desligamento para empurrar a graxa contaminada com água para fora dos aneis de labirinto. Antes da lavagem, verifique as vedações do rolamento para determinar se eles precisam ser substituídos devido ao desgaste excessivo.
Verificar se há desgaste nas vedações é parte integrante de qualquer programa eficaz de manutenção preventiva. Durante as lavagens, evite a pulverização de alta pressão nas folgas de vedação, porque isso pode forçar a entrada de água nos mancais.
Comentários finais
Seguir as medidas preventivas e proativas descritas aqui ajudará a equipe de manutenção e gerenciamento da fábrica de papel a garantir que as máquinas produzam nas taxas e nas classes que foram comissionadas para fornecer.
A umidade e a contaminação por calor são uniformes e significativas durante o processo de fabricação de papel. Com isso a utilização de respiros inteligentes que barrem a entrada de umidade na linhas de retorno e respiros das centrais hidráulicas são de capital importação para evitar a condensação da água nas partes internas dos sistemas de circulação de óleo. A circulação adequada do óleo é fundamental para garantir a espessura adequada do filme do fluido, para garantir que os contaminantes sejam removidos das superfícies de contato lubrificadas pela máquina.
O controle de temperatura do lubrificante e uma faixa aceitavelmente ajudará a aumentar a confiabilidade do sistema de lubrificação e assim prolongar a vida útil dos elementos rolantes. Outros meios para remover a umidade devem ser examinados quanto à eficácia e valor financeiro.
Artigo publicado por Russ Hink em Machinery Lubrication.
Adaptação: Leonardo Cardoso – Gerente de Desenvolvimento de Negócios – Pulp & Paper – Lubequip Eximport
