Escolha da empresa parceira

Tendo em vista que se desejava aplicar em campo, os resultados de desgaste obtidos em laboratório com o presente trabalho, tornava-se importante firmar parceria com uma indústria sucroalcooleira de forma a tornar possível essa metodologia.

Em função da grande expansão que se observa do setor sucroalcooleiro em direção ao Centro-oeste do Brasil, foram feitas visitas em diversas usinas de açúcar e destilarias de álcool do estado de Goiás com o objetivo de conhecer a realidade tecnológica do setor no que se refere à operação e manutenção dos equipamentos de processamento da cana-de- açúcar. Além disso, buscava-se identificar “in loco” os equipamentos ou ferramentas mais afetadas pelo desgaste e obter informações quanto à vida útil dos equipamentos e ferramentas, ciclos de paradas programadas para manutenção, processos e técnicas envolvidas na recuperação de peças desgastadas, dentre outros.

Verificou-se que, dentre os principais equipamentos, as moendas já são capazes de operar por toda a safra graças ao revestimento duro aplicado preventivamente e à soldagem de “salpico” (solda efetuada nas laterais dos frisos das moendas para aumentar a “pega” do bagaço) efetuada de forma contínua durante a produção. Por outro lado, o picador e o desfibrador são equipamentos responsáveis pelas paradas programadas mensais para

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manutenção das mesmas e para a substituição das suas ferramentas, respectivamente, as facas picadoras e os martelos desfibradores.

A substituição se faz necessária devido ao elevado desgaste das ferramentas pelo contato com a cana-de-açúcar durante a preparação para a extração do caldo. O desgaste das facas e dos martelos tem influência no índice de extração da sacarose, sendo que quanto maior o desgaste, menor é a eficiência de extração. O fim de vida das ferramentas é dado quando o índice de extração da sacarose atinge o limite mínimo estabelecido ou quando ocorrem danos nos equipamentos (quebra de ferramentas, desgaste excessivo, etc.) que comprometam a operacionalidade dos mesmos.

A destilaria usada para o desenvolvimento do trabalho, cujo parque industrial é ilustrado pela Fig. 3.1, é considerada uma unidade sucroalcooleira de pequeno porte, que apresentava capacidade de processar 4000 toneladas de cana por dia no início dos trabalhos e que foi ampliada para 5500-6000 ton/dia a partir do ano de 2007. A indústria apresentou alguns aspectos que orientaram a sua escolha como empresa parceira, como: 9 A distância de aproximadamente 50 km, o que facilitaria os deslocamentos para o

acompanhamento e monitoração do desempenho das ferramentas em testes;

9 O expressivo nível de desgaste apresentado pelos equipamentos e ferramentas envolvidos na extração do caldo da cana-de-açúcar;

9 O relativamente pequeno ciclo de paradas programadas para a substituição dos martelos e facas, o que permitiria a avaliação de desempenho de maior número de ferramentas durante os 7 meses de safra. Isso porque durante a entressafra (meses de dezembro a abril) não é possível fazer esta avaliação, pois as indústrias encontram-se paradas e os equipamentos em processo de manutenção;

9 O interesse da empresa em colaborar para o desenvolvimento do trabalho, permitindo o acesso aos equipamentos de produção, bem como, a posterior avaliação de desempenho das ferramentas revestidas segundo os procedimentos orientados pelos ensaios de laboratório;

9 A referida empresa utiliza um eletrodo revestido de comprovada eficiência na soldagem de revestimento duro. Além disso, vem testando e progressivamente introduzindo um tipo de arame tubular para a aplicação de revestimento anti-desgaste em facas picadoras e martelos desfibradores, sem, contudo ter uma avaliação mais criteriosa do seu desempenho.

71 Figura 3.1 – Parque industrial da unidade sucroalcooleira.

3.2. Equipamentos

Serão descritos os equipamentos de soldagem, a bancada de soldagem, o dispositivo de fixação e o sistema de aquisição de dados de soldagem utilizados durante a realização dos experimentos, conforme ilustração feita na Fig 3.2.

3.2.1. Fonte de soldagem

Para a realização dos testes de soldagem, foi utilizada uma fonte eletrônica multi- processo (vide Fig. 3.2), com recursos para operar com os processos a arco elétrico com

Processamento da cana

Depósito de cana

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eletrodos revestidos, MIG/MAG (convencional ou pulsado), arame tubular e TIG, a qual possui as seguintes características: corrente contínua constante ou pulsada; ajuste no modo tensão constante, corrente constante ou modo misto; ajuste de indutância; corrente máxima de 600 A (nominal de 450 ampères para um fator de carga de 100 %) e tensão em vazio de 64 V. Para a realização dos testes, a fonte foi ajustada para soldar com o processo MIG/MAG convencional (modo de tensão constante).

Figura 3.2 – Visualização dos equipamentos de soldagem: Fonte de soldagem (1); cabeçote alimentador de arame (2); tocha (3); dispositivo de deslocamento automático da tocha - DDAT (4); chapa de testes (5); dispositivo de fixação da chapa de testes (6); bancada de soldagem (7); porta da bancada com filtro de proteção (8); micro-computador (9); controle do DDAT (10); sistema de exaustão (11);

3.2.2. Alimentador de arame

Foi utilizado um alimentador de arame equipado com dois conjuntos de roletes recartilhados de impulsão, próprios para a soldagem com arame tubular. O alimentador foi montado sobre a fonte de soldagem a uma altura de 1,70 m, de forma a garantir uma curvatura mais suave da tocha, permitindo assim, menor restrição ao movimento de

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73 alimentação do arame. Isso foi necessário para se evitar problemas de deslizamento do rolete face à utilização de baixa compressão dos mesmos sobre os arames tubulares.

3.2.3. Tocha de soldagem

Foi utilizada uma tocha reta automática com capacidade de até 400 A, com extensão de 2 metros, refrigerada a água e equipada com conduite de aço.

3.2.4. Bancada de soldagem

Foi construída uma bancada especialmente para a realização deste trabalho. Isso foi importante devido à soldagem com arames tubulares autoprotegidos que geravam grande quantidade de gases e fumos durante a soldagem, requerendo a operação em ambiente fechado e dotado de sistema de exaustão. A bancada tem dimensões de 600 mm de largura por 1000 mm de comprimento e 2000 mm de altura, sobre a qual foi adaptada uma coifa com um sistema de exaustão. A câmara de soldagem com duas portas frontais, envolta com vidros transparentes e dotada de filtros para proteção do operador contra a radiação do arco (vide Fig. 3.2).

Sobre a mesa foi montado o dispositivo de fixação das chapas de testes, bem como, o de deslocamento automático da tocha (DDAT). Esse dispositivo, com ajuste de deslocamento variando de 0 a 160,0 cm/min permite a realização de soldagem automática (com a chapa de teste fixa) de forma a se manter uma regularidade na execução dos experimentos e eliminar a influência da habilidade do soldador na qualidade da solda. Além disso, a possibilidade de ajuste da velocidade de soldagem com uma casa decimal tornava possível a realização de testes com a deposição de mesmo volume de metal por comprimento de solda, apesar da variação da velocidade de alimentação do arame. A bancada foi cuidadosamente nivelada para se evitar que inclinações das chapas de testes viessem a influenciar nos resultados.