Localização de defeitos em sistemas de resfriamento PAC

Aumente o tempo produtivo e a vida útil das peças mantendo o resfriamento

Publicado em 29/01/2016
Publicado por Hypertherm

O que é o líquido refrigerante da tocha?

O líquido refrigerante da tocha é um fluido composto de água deionizada e um soluto para abaixar o ponto de congelamento. Em locais onde não há risco da congelamento, muitas oficinas usam apenas água deionizada. A água deionizada é usada porque não contém íons condutivos que podem contribuir para a deterioração das linhas de resfriamento e partidas difíceis da tocha a plasma. A figura 1 é um diagrama das passagens internas do líquido refrigerante em uma tocha a plasma. O líquido refrigerante é semelhante aos agentes usados em um sistema de arrefecimento automotivo, com uma distinção importante: o anticongelante do radiador tem materiais para reparar vazamentos. Eles não são adequados para sistemas a plasma.

Figura 1: diagrama do sistema de resfriamento de tocha típico
Figura 1

O sistema de resfriamento

Um sistema de resfriamento PAC típico é formado por um motor, uma bomba, linhas de resfriamento, tocha, fluxostato, trocador de calor e reservatório (veja a Fig. 1). Motores de 1⁄3 a 1⁄2 hp são o padrão. Normalmente, a durabilidade de um motor é longa, a menos que haja constrições no sistema que façam com que o motor e a bomba trabalhem com mais dificuldade.

Bombas

Normalmente, são usadas bombas de palhetas rotativas em sistemas a plasma. Essas bombas têm um parafuso de passagem ajustável que aumenta ou reduz a pressão operacional e o fluxo. Os rolamentos nessas bombas se desgastam. O acoplamento entre motor e bomba pode quebrar. As palhetas dentro da bomba podem ficar gastas até que a bomba já não desenvolva pressão.

Linhas de resfriamento

As linhas de resfriamento transportam o líquido refrigerante para e da tocha a plasma. Elas normalmente também incluem os cabos de alimentação CC. Resfriar os cabos de alimentação a água impede que cabos com diversos fios de cobre superaqueçam. Em aplicações mecanizadas, as linhas de resfriamento normalmente são direcionadas por uma esteira porta-cabos flexível ou por cima da máquina de corte. Elas estão sujeitas a vazamentos devido a mangueiras rachadas ou cortadas, orifícios derretidos, conectores danificados etc. Constrições também são comuns, principalmente na mangueira de retorno da tocha a plasma. Fragmentos de peças podem se acumular na tocha ou no cabo de retorno, restringindo o fluxo. Os cabos de cobre da alimentação também podem se quebrar devido à constante flexão, fazendo com que filamentos de cobre entupam as extremidades das mangueiras. Constrições nos cabos causam redução no fluxo e aumentam o desgaste na bomba e no motor.

Tocha

Figura 2: diagrama das passagens internas do líquido refrigerante em uma tocha a plasma

A tocha normalmente é a principal constrição em qualquer sistema de resfriamento PAC. As passagens internas da água são pequenas para aumentar a velocidade do líquido refrigerante e maximizar a troca de calor. A maioria dos eletrodos de maior corrente são ocos para criar um eixo de cobre em volta do elemento emissor. Um tubo de água em uma tocha estende-se sobre este eixo e força o líquido refrigerante ao longo do eixo e contra a parede posterior do eletrodo para retirar o calor (veja a Fig. 2). É fundamental que a tocha e o líquido refrigerante permaneçam livres de contaminação para permitir o fluxo adequado através dessas passagens.

Fluxostatos

Os fluxostatos são projetados para evitar uma falha catastrófica da tocha e das peças caso o fluxo do líquido refrigerante esteja baixo. Os dispositivos do tipo guia de bloqueio de latão são frequentemente usados com um microinterruptor que deve estar acionado para que o sistema funcione. Fluxostatos falham mecânica ou eletricamente: a guia pode colar ou os componentes do interruptor podem falhar. Filtros. A maior parte dos sistemas usa um filtro particular, semelhante a filtros de tratamento de água comerciais. Filtros de papel de cinco mícrons ou os filtros de deionização são o padrão. Eles devem ser substituídos a cada poucos meses ou sempre que ocorrer uma redução no fluxo ou pressão.

Trocadores de calor

A maioria dos sistemas usa algum tipo de trocador de calor com aletas de radiador e ventilador para retirar o calor do fluido de trabalho. Alguns sistemas realmente resfriam o líquido refrigerante com uma unidade de refrigeração. A falha mais comum nesses sistemas simples é a queima do motor do ventilador.

Reservatórios de líquido refrigerante

São normalmente equipados com um indicador de nível ou interruptor com boia. O tanque deve ser verificado diariamente para garantir que há líquido refrigerante adequado. O nível baixo de líquido refrigerante pode fazer com que seja introduzido ar na corrente de líquido refrigerante, o que reduz o resfriamento. Se o sistema usar interruptor de travamento, o nível baixo do líquido refrigerante pode causar desligamento intermitente ou total do sistema. O particulado pode se acumular no fundo do tanque. Ele deve ser limpo e retirado. Normalmente, o fluxo de retorno do líquido refrigerante pode ser visto pela tampa do reservatório de líquido refrigerante.

Localização de defeitos

Verifique o fluxo de líquido refrigerante: Se a pressão do líquido refrigerante ou o fluxo parecerem flutuar, verifique o fluxo do líquido refrigerante ao entrar na parte superior do reservatório: ele deve ser claro. Caso o fluxo pareça leitoso, provavelmente há ar entrando no sistema; normalmente devido ao nível baixo no reservatório. Acrescente líquido refrigerante por um período de dois minutos, enquanto a bomba estiver funcionando, para manter o líquido refrigerante no nível recomendado. Se isto não corrigir a condição de líquido leitoso, pode haver uma conexão solta no lado da entrada da bomba que permite ao sistema aspirar ar. Um problema comum com bombas de rotativas é que a porca cega e a gaxeta de vedação às vezes são esquecidas após ser feito um ajuste da pressão de saída. A porca cega e a gaxeta devem estar instaladas para impedir que o ar entre no sistema.

Verifique o trajeto do líquido refrigerante: Se a pressão ou as leituras de fluxo estiverem abaixo da recomendação do fabricante, todo o trajeto do líquido refrigerante deve ser verificado. Primeiro, verifique o filtro localizado imediatamente antes da bomba. A seguir, verifique a própria bomba. Com o tempo, as bombas precisarão ser ajustadas para compensar o desgaste. Os procedimentos de ajuste variam com o tipo da bomba e devem estar detalhados no manual de instruções. Finalmente, inspecione todas as mangueiras, cabos e conexões para garantir que tudo esteja adequadamente apertado e que não há mangueiras dobradas ou rompidas.

Verifique a faixa de fluxo de líquido refrigerante: “o teste do balde”. Para verificar o fluxo real através do sistema, realize este teste simples. Retire o cabo de retorno do líquido refrigerante do reservatório. Ligue a bomba. Colete o fluxo de retorno do líquido refrigerante em um recipiente limpo por um período determinado, normalmente entre 0,5 a 1 minuto, e desligue a bomba. Meça o volume e converta o resultado em galões/litros por minuto/hora. Compare a medição com a recomendação do fabricante.

Verificação do fluxo do líquido refrigerante: fluxômetro. Um modo ainda melhor de garantir que o fluxo do líquido refrigerante é adequado é instalar um medidor de vazão de água pouco antes da linha de retorno para o reservatório de líquido refrigerante. Um tubo de fluxo simples de 0–4 gpm (que custa menos de US$ 50) funciona bem. Essa é segurança barata contra falhas de peças ou da tocha.

Verifique a condutividade/resistividade do líquido refrigerante: Com o tempo, o líquido refrigerante pode começar a se ionizar e/ou ficar contaminado com particulado de cobre ou outro material condutivo. Isto pode causar dificuldade de partida da tocha a plasma porque a alta tensão elétrica usada para iniciar um arco piloto pode ser dissipada pela água de resfriamento. Um medidor de condutividade pode ser usado para verificar o líquido refrigerante. A resistividade deve ser menor que 10 µΩ ou maior que 10.000 Ω/cm.

Publicado em 29/01/2016
Publicado por Hypertherm