Em comparação com o ferro fundido (como o ferro fundido cinzento ou o ferro fundido nodular), os componentes de bombas fabricados em aço fundido são utilizados principalmente em aplicações industriais que envolvem alta pressão, alta temperatura, alta resistência ou ambientes altamente corrosivos. Devido às suas propriedades mecânicas superiores, as peças de aço fundido são a escolha preferida para bombas químicas, bombas de alimentação de caldeiras em centrais elétricas e bombas para processos petroquímicos e de petróleo.
A seguir, apresentamos os principais detalhes técnicos e destaques de aplicação relativos aos componentes de bombas de aço fundido:
1. Classificação comum de componentes de bombas de aço fundido
Componentes que retêm pressão: Carcaça, tampa da bomba, seção de sucção e seção de descarga. Esses componentes devem suportar a alta pressão do sistema; o aço fundido oferece melhor densidade do que o ferro fundido, prevenindo vazamentos sob alta pressão.
Componentes rotativos de alta velocidade: Rotor. Em altas velocidades de rotação, o aço fundido oferece resistência suficiente para suportar as forças centrífugas e evitar falhas no rotor.
Componentes de suporte de carga: estrutura do rolamento, alojamento do rolamento. Estes requerem boa rigidez estrutural para manter a precisão do alinhamento do eixo.
2. Materiais de aço fundido comumente usados (selecionados com base nas condições de operação)
A seleção de materiais de aço fundido normalmente segue as normas internacionais relevantes (como ASTM, DIN, GB):
Fundidos em aço carbono (ex.: WCB): O material mais comumente usado na indústria, adequado para uso geral em condições normais de temperatura e pressão. Oferece excelente soldabilidade e usinabilidade.
Fundidos de aço-liga (ex.: WC6, WC9): Contêm elementos como cromo e molibdênio, proporcionando boa resistência ao calor; comumente usados em bombas de alimentação de caldeiras de alta temperatura e alta pressão em usinas de energia.
Fundidos em aço inoxidável (aço inoxidável martensítico, por exemplo, CA15 / ZG0Cr13): Possuem boa resistência à cavitação e resistência moderada à corrosão, tornando-os o material principal para componentes de bombas com corrosão média a baixa.
Aços inoxidáveis duplex (ex.: CD4MCu, CE3MN): Combinam microestruturas austeníticas e ferríticas, oferecendo excelente resistência à fissuração por corrosão sob tensão; utilizados principalmente em meios contendo cloreto, bombas químicas e bombas de água do mar.
Aços inoxidáveis austeníticos de baixíssimo teor de carbono (ex.: CF8M, CF3M): Oferecem excelente resistência à corrosão, sendo utilizados principalmente em ambientes altamente corrosivos que envolvem ácidos e álcalis.
3. Características dos Processos de Produção de Aço Fundido
O ponto de fusão do aço fundido é significativamente mais alto do que o do ferro fundido (acima de aproximadamente 1500°C), apresentando desafios substanciais durante o processo de fundição:
Alta contração: O aço fundido apresenta uma alta taxa de contração volumétrica (aproximadamente 10% a 12%), tornando as peças fundidas de aço altamente propensas à formação de cavidades de contração e porosidade. O projeto do alimentador é, portanto, crucial, exigindo canais de alimentação suficientes e calculados com precisão.
Baixa fluidez: O aço fundido apresenta menor fluidez do que o ferro fundido durante o vazamento. Para garantir o preenchimento adequado de seções de paredes finas ou formas complexas, são necessárias temperaturas de vazamento mais elevadas, o que, por sua vez, pode levar à sinterização do molde de areia.
Tendência à fissuração a quente: Durante a solidificação, as peças fundidas de aço sofrem tensões de contração significativas. Se o molde de areia não tiver a devida permeabilidade, é provável que ocorram fissuras a quente. Normalmente, são necessárias areias resinadas desintegrantes especiais.