monografia.genilson jean 14 11 finalizada

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FACULDADE DO SUL DA BAHIA CURSO DE ENGENHARIA DA PRODUO GENILSON SAMPAIO OLIVEIRA JEAN CARLOS SILVA REGO

CORROSO DE BOMBAS CENTRFUGA EM PLANTA DE PRODUO DE LICOR BRANCO NA INDSTRIA DE CELULOSE E PAPEL

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TEIXEIRA DE FREITAS 2012

GENILSON SAMPAIO OLIVEIRA JEAN CARLOS SILVA REGO

CORROSO DE BOMBAS CENTRFUGA EM PLANTA DE PRODUO DE LICOR BRANCO NA INDSTRIA DE CELULOSE E PAPEL

Trabalho de Concluso de Curso apresentado o Curso de Engenharia da Produo da Faculdade do Sul da Bahia, como requisito parcial para obteno do ttulo de Bacharel em Engenharia da Produo. Orientador: Professor Dr. Rodrigo Loreto Peres

TEIXEIRA DE FREITAS

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2012

Oliveira, Genilson Sampaio. Rego, Jean Carlos Silva Corroso de Bombas Centrfuga em Planta de Produo de Licor Branco na Indstria de Celulose e Papel 2012. 100 f. Orientador: Rodrigo Loreto Peres Monografia (graduao) Faculdade do Sul da Bahia FASB 1. Corroso 2. Caustificao. I. Oliveira, Genilson Sampaio. II. Faculdade do Sul da Bahia. Colegiado de Engenharia da Produo. III. Ttulo. CDU XX

GENILSON SAMPAIO OLIVEIRA JEAN CARLOS SILVA REGO

CORROSO DE BOMBAS CENTRFUGA EM PLANTA DE PRODUO DE LICOR BRANCO NA INDSTRIA DE CELULOSE E PAPEL

Trabalho de concluso de Curso apresentado ao Colegiado de Engenharia da Produo da Faculdade do Sul da Bahia, como requisito parcial para obteno do ttulo de Bacharel em Engenharia da Produo. Aprovada em ____ de _______ de 2012.

COMISSO EXAMINADORA

______________________________ Profa. Dr. Rodrigo Loreto Peres Faculdade do Sul da Bahia Orientador _______________________________ Prof. Faculdade do Sul da Bahia Examinador _________________________________ Prof. Faculdade do Sul da Bahia Examinador

A Deus, por tudo que conquistamos na vida. Aos nossos familiares e amigos pelo apoio dedicado nas horas necessrias.

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Na natureza no existem prmios, nem sequer punies. Existem consequncias! James McNeil Whistler

RESUMO

A corroso apresenta-se como um dos motivos mais importantes para diversos problemas nas indstrias de papel e celulose, colocando em causa a durabilidade das estruturas e ocasionando elevados custos financeiros relacionados a futuras manutenes. O presente trabalho descreve os fenmenos corrosivo-erosivos presentes em equipamentos industriais operando com substncias contendo slidos suspensos que reagem quimicamente ou mecanicamente, com os materiais de construo dos componentes ou condutos. A corroso consiste na deteriorao dos materiais pela ao qumica, eletroltica ou eletroqumica do meio, podendo estar ou no associado a esforos mecnicos ou pela ao eletroltica. Na corroso se perde material por ao da oxidao ou deteriorao de material. Um dos fatores que influenciam a viabilidade econmica do processo kraft a disposio de regenerar quase que totalmente os agentes qumicos de cozimento. No ciclo de regenerao qumica, a caustificao executa um papel fundamental, onde o licor verde, obtido pela dissoluo do fundido da caldeira de recuperao, se transforma em um licor branco com uma concentrao e qualidade adequadas para o cozimento. As impurezas contidas no licor verde devem ser retiradas, processo este denominado de clarificao. Em seguida, o licor clarificado reage com uma suspenso concentrada de hidrxido de clcio para caustificar o carbonato de sdio em hidrxido de sdio, produzindo o licor branco. O clcio precipita na forma de carbonato de clcio denominado lama de cal. Na preparao e uso do licor branco envolvem algumas definies e termos especficos, que so usados para acompanhar e controlar a qualidade do licor branco, para que se cumpra com os requisitos da planta de cozimento. Nas plantas de caustificao, a especificao dos materiais das bombas e tubulaes so aos especiais que suportem transportar a lama de cal bombeada sem sofrer grande desgaste com a corroso-eroso causada pelas partculas abrasivas que se chocam com a parede dos tubos, rotor e corpo espiral da bomba. O estudo de caso deste trabalho visa verificar as condies que levaram estas bombas a apresentarem desgaste prematuro em operao. Para a avaliao do estudo de caso foram feitos estudos comparativos entre bombas utilizadas na mesma fbrica com outras a fim de ser buscar melhorias na performance operacional em relao ao desgaste, que podem ser vistos no decorrer do estudo de caso e da concluso. Palavras-chave: slidos suspensos, corroso-eroso, caustificao, bombas de lama de cal.

ABSTRACT

The corrosion appears as one of the most important reasons for many problems in the pulp and paper industries, putting into question the durability of structures and causing high financial costs related to future maintenance. This paper describes the phenomena present in erosive-corrosive industrial equipment operating with suspended solids containing substances that react chemically or mechanically, with the materials of construction of the components or conduits. Corrosion is the deterioration of materials by chemical action, electrolytic or electrochemical means, which may or may not be associated with efforts by mechanical or electrolytic action. In corrosion lost material by action of rust or deterioration of material. One of the factors that influence the economic viability of the kraft process is the willingness to almost completely regenerate the cooking chemicals. In the regeneration cycle chemistry, causticizing performs a fundamental role, where the green liquor, obtained by dissolution of the melt from the recovery boiler, turns into a white liquor having a concentration and quality suitable for baking. The impurities contained in the green liquor must be removed, a process called clarification. Then the clarified liquor reacts with a concentrated suspension of calcium hydroxide to causticizi sodium carbonate into sodium hydroxide, producing white liquor. The calcium precipitates as calcium carbonate called lime mud. In the preparation and use of white liquor involves some definitions and specific terms which are used to monitor and control the quality of white liquor, so that they comply with the requirements of cooking plant. In causticizing plants, the specification of the pumps and piping materials are special steels to support transporting the lime mud pumped without suffering large wear to the corrosion-erosion caused by abrasive particles that collide with the wall of the tubes, spiral rotor body and pump. The case study of this work to investigate the conditions that led these pumps to submit premature wear in operation. For the evaluation of the case study has been made comparative studies of pumps used in the same plant with another to be seeking improvements in operating performance in respect to wear, which can be seen during the study and the completion of the event. Keywords: suspended solids, corrosion-erosion, causticizing, lime slurry pumps.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Ciclo dos Metais.......................................................................................17 Figura 2 - Pilha de Corroso Eletroqumica...........................................................22 Figura 3 - Corroso Por Alta Temperatura em Bico Queimador..........................24 Figura 4 - Corroso eletroltica em tubos de ao carbono provocada por corrente de fuga em uma tubulao industrial .....................................................26 Figura 5 - Representao esquemtica da corroso uniforme............................28 Figura 6 - Corroso uniforme em tubo ..................................................................28 Figura 7 - Classificao da Corroso Uniforme ....................................................29 Figura 8 - Representao esquemtica da corroso puntiforme........................30 Figura 9 - Corroso por pite ....................................................................................30 Figura 10 - Variaes nas forma de sees transversais de pites......................31 Figura 11 - Corroso por frestas em rosca ...........................................................33 Figura 12 - Representao esquemtica da corroso filiforme...........................34 Figura 13 - Corroso filiforme..................................................................................34 Figura 14 - Corroso por Par Galvnico em Feixe - Espelho de Permutador de Calor 35 Figura 15 - Corroso por Dezincificao................................................................37 Figura 16 - Corroso graftica em componentes de bom centrifuga de ferro fundido.......................................................................................................................38 Figura 17 Retirada das incrustaes e evidncia da corroso graftica..........39 Figura 18 - Representao esquemtica dos defeitos causados por corrosoeroso na parede de um tubo..................................................................................40 Figura 19 Corroso-eroso...................................................................................41 Figura 20 Mecanismo de turbulncia em quina para pites de corroso por cavitao....................................................................................................................43 Figura 21 reas com cavitao na bomba centrifuga, aparecendo as profundidades, dos pites ou alvolos, em milmetros..........................................43 Figura 22 Detalhes construtivos causadores de eroso e por impingimento 45 Figura 23 Eroso por impingimento em curva de tubulao............................45 Figura 24 - Representao esquemtica da corroso em placas........................46

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Figura 25 - Corroso em placa.................................................................................46 Figura 26 - Representao esquemtica da corroso alveolar............................47 Figura 27 - Corroso alveolar..................................................................................47 Fig