Otimização do sistema de pulverização facilita o aperto de manutenção

Otimização do sistema de pulverização facilita a crise de manutenção

Por Jon Barber
Sistemas de pulverização Co.

Se você pudesse reduzir o tempo de manutenção de um sistema crítico em suas instalações em 50 por cento ou mais, estaria interessado?

E se você pudesse documentar a economia financeira com essa redução, isso seria valioso para o seu departamento?

Graças aos recentes desenvolvimentos na tecnologia de bicos de pulverização, você pode fazer as duas coisas.

Os bicos de pulverização são componentes vitais em muitas instalações de produção. Sua precisão e durabilidade são absolutamente essenciais para o máximo tempo de atividade.

Um sistema de pulverização que não está funcionando de maneira ideal pode drenar uma quantidade impressionante de dinheiro de suas operações. O custo da água desperdiçada sozinho pode chegar a US $ 100.000 por ano, mesmo em um sistema com problemas de desempenho relativamente menores.



Considere todas as despesas relacionadas - o custo de produtos químicos em excesso, energia desperdiçada, sucata extra causada por problemas de qualidade, paralisações de produção não programadas e mão de obra adicional - e o total real pode rapidamente chegar a centenas de milhares de dólares por ano. Isso é muito dinheiro. Felizmente, uma calculadora rápida e conveniente agora está disponível online em www.spray.com/save para ajudá-lo a descobrir os custos reais do desempenho inferior do bico de pulverização em sua própria aplicação.

Depois de avaliar a magnitude do problema, você está pronto para começar o processo de otimização do seu sistema de pulverização. Comece familiarizando-se com as fontes típicas de problemas de pulverização.

Causas de problemas nos bicos de pulverização

Eles podem parecer simples, mas os bicos de pulverização são componentes de precisão altamente projetados que podem se desgastar com o tempo ou sofrer danos durante as operações normais ou até mesmo na limpeza. Estes são os problemas mais comuns que causam desempenho de pulverização abaixo do padrão:

Erosão / desgaste: A remoção gradual de metal faz com que o orifício do bico de pulverização e as passagens internas do fluxo aumentem e / ou fiquem distorcidas. Como resultado, o fluxo geralmente aumenta, a pressão pode diminuir, o padrão de pulverização torna-se irregular e as gotas de líquido tornam-se maiores.

Corrosão: O material do bico de pulverização pode quebrar devido às propriedades químicas do material pulverizado ou do ambiente. O efeito é semelhante ao causado pela erosão e desgaste, com possível dano adicional às superfícies externas do bico de pulverização.

Temperatura alta: Certos líquidos devem ser pulverizados em temperaturas elevadas ou em ambientes de alta temperatura. O bico de pulverização pode amolecer e quebrar, a menos que materiais especiais resistentes à temperatura sejam usados.

Caking / bearding: O acúmulo de material no interior, nas bordas externas ou próximo ao orifício é causado pela evaporação do líquido. Uma camada de sólidos secos permanece e obstrui o orifício ou as passagens de fluxo internas.

Entupimento: Partículas sólidas indesejadas podem bloquear o interior do orifício. O fluxo é restrito e a uniformidade do padrão de pulverização alterada.

Remontagem inadequada: Alguns bicos de pulverização requerem remontagem cuidadosa após a limpeza para garantir que os componentes internos, como juntas, anéis de vedação e válvulas, estejam devidamente alinhados. A remontagem inadequada causa vazamentos e desempenho ineficiente da pulverização.

Danos acidentais: Podem ocorrer danos ao orifício do bico se um bico de pulverização cair ou arranhar durante a instalação, operação ou limpeza.

Detecção de bicos de pulverização desgastados

Esta tarefa é mais difícil do que parece.

O olho humano é um instrumento notável, mas ele simplesmente não pode lhe contar a história verdadeira quando se trata do uso real do bico de pulverização.

Boa ponta de pulverização

Ponta de pulverização gasta

O gráfico ilustra esse problema dramaticamente. A ponta de pulverização à esquerda é nova e pulveriza corretamente. A ponta de pulverização à direita está gasta e pulveriza 30% acima da capacidade. A diferença é totalmente indetectável a olho nu - mas há outras dicas de que algo está errado.

Fique atento a estas pistas:

• 
  Problemas de controle de qualidade e aumento de refugo. Bicos de pulverização gastos, obstruídos e danificados não funcionarão de acordo com as especificações e podem resultar em revestimento, resfriamento, limpeza, umidificação e secagem desiguais.
  
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  Maior tempo de manutenção. O tempo de inatividade não programado do sistema de pulverização ou um aumento na frequência de limpeza é um indicador de desgaste do bico de pulverização.
  
• 
  Alteração da taxa de fluxo. A taxa de fluxo de um bico de pulverização aumentará conforme as superfícies do orifício e / ou do núcleo interno começam a se deteriorar. Em aplicações que usam bombas de deslocamento positivo, a pressão de pulverização diminuirá conforme o orifício do bico de pulverização aumenta. Mesmo pequenas mudanças na taxa de fluxo podem ter um impacto negativo na qualidade, portanto, o monitoramento de rotina pode revelar problemas em potencial. Mas em alguns casos, o padrão de pulverização parecerá bom - então será necessário coletar e medir a saída do fluido de pulverização para revelar o desgaste.
  
• 
  Deterioração da qualidade do padrão de pulverização. Quando ocorre desgaste do orifício em bicos de pulverização de cone oco, a uniformidade do padrão de pulverização é destruída. Estrias se desenvolvem e o padrão torna-se pesado ou leve no anel circular do fluido. Em bicos de pulverização de cone completo, a distribuição do padrão normalmente se deteriora à medida que mais líquido flui para o centro do padrão. Em pulverizações em leque plano, faixas e fluxos mais pesados ​​serão visíveis no centro do padrão e a cobertura efetiva do ângulo de pulverização diminuirá.
  
• 
  Aumento do tamanho da gota de pulverização. O fluxo de líquido aumentará ou a pressão de pulverização diminuirá, conforme os bicos se desgastam. O resultado? Gotas maiores e menos área total de superfície do líquido. Isso é difícil de detectar visualmente, portanto, se você suspeitar de um problema, faça um teste de tamanho de gota.
  
• 
  Impacto de pulverização reduzido. Bicos de pulverização desgastados operam em pressão mais baixa, geralmente resultando em menor impacto de pulverização. (Ironicamente, em aplicações com bombas do tipo centrífuga, o impacto pode realmente aumentar devido ao aumento do fluxo através do bico de pulverização.) Testes especiais podem ser necessários.
  

Prevenção e solução de problemas com bicos de pulverização

Um programa abrangente de manutenção de bicos de pulverização ajudará a garantir menos dores de cabeça em suas instalações. Ao definir uma programação regular, você pode resolver problemas-chave antes que prejudiquem sua linha de produção.

A lista de verificação a seguir deve se tornar a base de seu programa de manutenção. A avaliação consistente desses fatores permitirá que você detecte o desgaste antecipadamente e tome as medidas adequadas. Sua própria aplicação específica determinará com que freqüência cada fator deve ser verificado. A frequência adequada pode variar de “no final de cada turno” a “a cada poucos meses”.

Ao implementar um programa de manutenção de bicos e documentar seus procedimentos, você pode determinar a melhor estratégia de manutenção e substituição de bicos para obter um desempenho ideal.

Certifique-se de verificar estes fatores cuidadosamente:

Taxa de fluxo
Para bombas centrífugas:Monitore as leituras do fluxômetro para detectar aumentos. Ou colete e meça o fluxo do bico de pulverização por um determinado período de tempo em uma pressão específica. Compare essas leituras com as taxas de fluxo listadas no catálogo do fabricante ou compare-as com as leituras de taxa de fluxo de bicos de pulverização novos e não utilizados.

Para bombas de deslocamento positivo:Monitore a pressão da linha de líquido quanto a diminuições; a taxa de fluxo permanecerá constante.

Pressão de pulverização (no coletor do bico)
Para bombas centrífugas:Monitore aumentos no volume de líquido pulverizado. A pressão de pulverização provavelmente permanecerá a mesma.

Para bombas de deslocamento positivo:Monitore o manômetro quanto a diminuições na pressão e redução no impacto nas superfícies pulverizadas. O volume de líquido pulverizado provavelmente permanecerá o mesmo. Além disso, monitore os aumentos de pressão devido a bocais de pulverização entupidos.

Padrão de pulverização
Inspecione visualmente o padrão de pulverização para alterações. Verifique o ângulo de pulverização com um transferidor. Meça a largura do padrão de pulverização na superfície pulverizada. Se o orifício do bico de pulverização estiver se desgastando gradualmente, você pode não detectar alterações até que haja um aumento significativo na taxa de fluxo. Se a cobertura uniforme da pulverização for crítica em sua aplicação, solicite um teste especial do fabricante do bico de pulverização.

Um modelador mede a distribuição de pulverização.
Os dados são usados ​​para determinar a pulverização ideal
altura do bico e sobreposição em uma aplicação.

Tamanho da gota
Aumentos no tamanho da gota não podem ser detectados visualmente na maioria dos aplicativos. Um aumento na taxa de fluxo ou diminuição na pressão de pulverização afetará o tamanho da gota.

Alinhamento do bico
Verifique a uniformidade da cobertura de pulverização dos bicos de pulverização plana em um manifold. Os padrões de pulverização devem ser paralelos entre si. As pontas de pulverização devem ser giradas 5 a 10 graus a partir da linha central do manifold.

Qualidade do produto / resultados da aplicação
Verifique se há revestimento irregular, resfriamento, secagem, limpeza e mudanças de temperatura, conteúdo de poeira e umidade.

Quatro maneiras de prolongar a vida útil do bico de pulverização

Existem algumas técnicas que você pode empregar para prolongar a vida útil dos bicos de pulverização. Considere o seguinte:

1. 
   Melhore os procedimentos de limpeza. Lembre-se de que os bicos são instrumentos de precisão. A limpeza deve ser feita regularmente, mas com muito cuidado, com materiais muito mais macios do que a superfície do orifício do bico. Use escovas de cerdas plásticas, sondas de madeira ou sondas de plástico. Nunca use escovas de arame, canivetes ou limas de soldador. É muito fácil danificar a forma crítica do orifício (ou tamanho) e acabar com padrões de pulverização distorcidos ou fluxo em excesso. Se você enfrentar um problema persistente de entupimento, tente embeber o orifício em um produto químico de limpeza não corrosivo para amolecer ou dissolver a substância de entupimento.
   
2. 
   Adicione filtros de linha ou troque por bicos de pulverização com filtros integrados. A deterioração e o entupimento do orifício são normalmente causados ​​por partículas sólidas de sujeira no líquido pulverizado e são particularmente comuns em sistemas que usam recirculação de água de pulverização contínua. Filtros, ou bicos de pulverização com filtros embutidos, são recomendados - com um tamanho de malha de tela escolhido para reter partículas maiores e evitar que detritos entrem no orifício do bico de pulverização ou palheta.
   
3. 
   Diminua a pressão de pulverização. Embora nem sempre seja possível implementar, diminuir a pressão - o que diminuirá a velocidade do líquido pelo orifício - pode ajudar a reduzir o desgaste e a taxa de corrosão.
   
4. 
   Reduza a quantidade de partículas abrasivas ou a concentração de produtos químicos corrosivos. Em algumas aplicações, é possível reduzir a quantidade de partículas abrasivas no líquido de alimentação e / ou alterar o tamanho e a forma das partículas para reduzir os efeitos do desgaste. Além disso, a atividade corrosiva de uma solução pode ocasionalmente ser reduzida pelo uso de diferentes concentrações ou temperaturas, dependendo dos produtos químicos específicos envolvidos.
   

Os prós e contras de substituir bicos com mais frequência

Se, depois de implementar um programa de manutenção de bicos de pulverização, você determinar que seus bicos atuais não estão funcionando tão bem quanto deveriam, você precisará avaliar se custa mais continuar usando bicos problemáticos ou substituí-los. Considere os seguintes fatores:

• 
  O custo e a duração do tempo de inatividade da produção devido a problemas de bico e manutenção
  
• 
  O custo do trabalho para a manutenção adicional
  
• 
  O custo de pulverizar o excesso de água e produtos químicos
  
• 
  O custo do aumento do uso de energia
  
• 
  O custo dos problemas de qualidade - aumento de refugo e / ou problemas de processo
  

Em algumas aplicações, pode ser possível compensar temporariamente um orifício gasto, diminuindo a pressão do bico de pulverização para fornecer a taxa de fluxo original necessária. No entanto, o uso de pressões mais baixas pode comprometer a cobertura e uniformidade da pulverização. Podem resultar tamanhos de gota maiores e menor impacto. No final das contas, usar pressões mais baixas pode ser uma falsa economia, pois você pode ter problemas de qualidade.

Se os intervalos de troca parecerem muito curtos, é melhor mudar para um bico diferente. O custo adicional de curto prazo geralmente é recuperado rapidamente por meio de uma vida útil mais longa e melhor desempenho.

Problemas de durabilidade e resistência

Também é importante ter em mente que substituir seus bicos de spray antigos por bicos feitos do mesmo material (por exemplo, substituir um bico de alumínio por um bico de alumínio) pode não ser o melhor caminho a seguir. Obviamente, um novo bico de pulverização é superior a um bico gasto, mas sua situação pode exigir a substituição dos atuais bicos de pulverização por bicos muito mais adequados para lidar com os tipos de líquidos e produtos químicos que você usa rotineiramente.

Os bicos de pulverização feitos de materiais mais duros geralmente proporcionam uma vida útil mais longa. Previsivelmente, o aço inoxidável tem uma taxa de resistência à abrasão maior do que o alumínio, enquanto os carbonetos fornecem uma resistência à abrasão muito maior do que o aço inoxidável. Para determinar se você deve considerar um material diferente para bicos, pontas de pulverização ou inserções de orifício, consulte a tabela abaixo.

Gráfico de relação de resistência à abrasão

Além da resistência à abrasão, você pode precisar considerar a resistência à corrosão do material do bico. A taxa de corrosão química em um bico de pulverização depende de vários fatores, incluindo as propriedades corrosivas do líquido que está sendo pulverizado, sua concentração na solução, sua temperatura e as propriedades do material do bico. Uma empresa líder em bicos de pulverização pode analisar esses fatores e oferecer uma recomendação apropriada.

Um fabricante confiável de bicos de pulverização deve ser capaz de oferecer bicos de alta qualidade em uma variedade de materiais - e projetar bicos personalizados para você quando a situação exigir aplicações exclusivas ou especializadas.

Tipos de bicos de manutenção rápida

Felizmente, muitos bicos podem ser instalados e substituídos sem o uso de nenhuma ferramenta. Isso torna todo o processo mais rápido, fácil e confiável do que nunca.

Novos tipos de bicos de pulverização apresentam extensões antiderrapantes extremamente convenientes que são fáceis de segurar e torcer, mesmo em condições úmidas ou pegajosas envolvendo lubrificantes, óleos ou outros materiais viscosos - e mesmo se o técnico de manutenção estiver usando luvas. Além disso, procure braçadeiras de tubo simples e duplo que permitem a você trocar rapidamente todos os suportes do bico sempre que necessário.

Procure bicos com recursos que reduzem o tempo de instalação e manutenção.

Obtenha assistência especializada

Um fabricante respeitável de bicos de pulverização não vende apenas hardware. Uma empresa de ponta deve fazer parceria com você, oferecendo oficinas de manutenção de bicos, com inspeções no local e treinamento profissional para sua equipe.

Além disso, o fabricante deve ter a capacidade de testar e avaliar os bicos de pulverização com equipamentos de última geração para ajudar a estabelecer medidas básicas de desempenho que orientarão seus cronogramas de limpeza, manutenção e reparo. Isso pode minimizar significativamente o tempo de inatividade e ajudar a evitar problemas de controle de qualidade por meio da substituição oportuna do bico de pulverização.

O fato é que uma grande economia de tempo e dinheiro pode ser alcançada por meio de um programa agressivo de otimização do sistema de pulverização. Os resultados impressionantes podem ser comprovados - e eles demonstrarão a importância vital do seu departamento para a eficiência geral da empresa.

Sobre o autor:
Jon Barber é diretor da Spraying Systems Company em Wheaton, Illinois. Ele pode ser contatado pelo e-mail [email protected]. Para obter uma cópia gratuita do Manual de Otimização do Sistema de Pulverização, ligue para 1-800-95-SPRAY.