Problemas de vida útil da peça

Um dos problemas mais comuns e frustrantes no corte a plasma (PAC) é a curta vida útil das peças. Este problema prejudica o fabricante tanto com o aumento na despesa com consumíveis quanto com o tempo de paralização da máquina para troca de peças e localização de defeitos. A maioria das empresas mantem algum registro da vida útil das peças com base em contagem de perfuração, tempo de arco ativo ou número de chapas processadas. O operador normalmente é o primeiro a saber quando as peças não estão durando como o esperado. Aqui estão algumas dicas técnicas para ajudar o operador ou o responsável pela manutenção a solucionar um problema de durabilidade das peças.

ADVERTÊNCIA! Leia todas as informações sobre segurança em seu manual de operação antes de operar ou reparar equipamento de PAC. Sistemas PAC usam alta tensão e corrente contínua (CC). O choque elétrico pode ferir ou matar.

Sintoma

O eletrodo e o bico falham prematuramente, causando uma deterioração na qualidade de corte, falha ao perfurar ou a perda repentina do arco no meio de um corte.

Histórico

O eletrodo transporta a carga negativa CC da fonte de alimentação. Ele é formado por um suporte de cobre que contém um elemento emissivo de háfnio ou tungstênio — metais com pontos de fusão elevados que sustentarão o arco. O elemento emissor é lentamente corroído pelo calor do arco e pelo fluxo de gás de plasma de alta velocidade. Durante o desgaste normal, um pequeno ponto de erosão côncavo se forma na extremidade da peça que se desgasta de forma estável, alguns milésimos de polegada por vez, para uma profundidade de 0,040 pol até 0,125 pol. Quando o ponto de erosão fica muito profundo, o arco se prende ao suporte de cobre e o funde. O eletrodo “falha” quando não consegue mais iniciar e sustentar um arco. É uma boa prática trocar o eletrodo antes que ele falhe.

O bico concentra o jato de plasma. O orifício no bico deve estar perfeitamente redondo e concêntrico. O diâmetro e o comprimento do orifício são fundamentais: qualquer dano ao orifício afetará a forma do arco e, assim, a qualidade da peça cortada. O arco plasma passa pelo bico sem entrar em contato com o material de cobre porque as paredes do bico são protegidas por uma camada limitadora de gás em espiral. Se o arco entrar em contato com o bico, ele derreterá parte do material. O desgaste normal para um bico é um leve chanframento ou alargamento do orifício na borda de ataque do orifício. Algum dano ocorre à face da peça durante cada partida do arco piloto, causando o descoramento pelo calor em torno do orifício. Os depósitos de óxido de háfnio podem se acumular na superfície interna, causando a interrupção da vazão de gás. O eletrodo “falha” quando não consegue mais produzir um arco direto e um corte limpo.

A vida útil normal das peças para sistemas avançados de plasma a ar e a oxigênio é de 1 a 2 horas de tempo de arco ativo e de várias centenas de perfurações. Alguns sistemas podem alcançar 1.000 partidas ou mais antes que a troca de peças seja necessária.

Localização de defeitos

O primeiro passo na solução de qualquer problema de vida útil das peças é examinar completamente as peças e determinar qual delas falhou. As peças normalmente fornecem pistas visíveis sobre a causa raiz da falha.

Há três casos possíveis:

1º caso: Eletrodo e bico ruins

Se a inspeção das peças revelar que tanto o eletrodo quanto o bico estão severamente desgastados, é provável que o eletrodo tenha causado a falha do bico. Visto que o eletrodo fica a montante, ele danificará o bico se o material derretido estourar da extremidade da peça e for depositado no interior do bico. Todas as peças falharão se a tocha for mantida em funcionamento nessa condição.

Se o eletrodo tiver um ponto de erosão profundo e largo, e o cobre estiver com cor de palha, azulado ou preto, devido ao superaquecimento, a causa provável é o fluxo baixo do líquido refrigerante. Em casos graves, a extremidade do eletrodo pode ter derretido. Verifique a faixa de fluxo do líquido refrigerante. Em tochas resfriadas a água, verifique a faixa de vazão de água com o teste do balde no retorno do tanque de líquido refrigerante. Se não estiver dentro do especificado, verifique se há problemas na bomba, dobras na mangueira, vazamentos, filtros entupidos ou outras restrições. Em tochas resfriadas a gás, verifique se a vazão de gás está baixa.

A presença de pequenas cavidades em toda a extremidade do eletrodo e seus danos correspondentes ao interior do bico indica uma baixa vazão de gás. A baixa vazão de gás permite que arcos sejam formados de maneira descontrolada entre o bico e o eletrodo. Verifique as faixas de vazão de gás para a tocha. A melhor forma de fazer isso é colocar um fluxômetro (0–400 cfh) e uma mangueira na saída da tocha, com o sistema em modo de teste. Se não for possível, realize um teste rápido verificando a vazão de gás na saída da tocha somente com o gás de plasma ligado. Você deverá sentir um fluxo de gás em espiral que apresentará uma força de sucção.

Se o eletrodo tiver uma camada densa de resíduo preto, verifique se o gás está contaminado. Uma forma rápida de verificar é usar papel toalha como teste. Segure um papel limpo sob a tocha com o gás fluindo através do sistema. Não deverá haver sinais de umidade ou contaminação.

2º caso: Eletrodo bom e bico ruim

Se o eletrodo parece praticamente novo e o bico estiver severamente danificado, a causa mais provável da falha é a formação de arco duplo no bico. Isso ocorre se o arco entrar em contato com o bico e corroer o material de cobre do orifício.

Danos ao interior do bico, como uma ranhura ou “buraco de fechadura”, indica uma baixa vazão de gás na câmara de plasma. Isso permite que o arco se fixe ao bico. Verifique se há vazamentos nas linhas de gás pressurizando as linhas e usando água com sabão sobre todas as conexões.

Frequentemente, danos ao exterior do bico indicam um problema com a distância da tocha à obra. Primeiro verifique a altura de perfuração: ela deve ser o dobro da altura de corte para evitar respingos de metal. Perfurar muito baixo é a causa número um de falhas prematuras do bico. Verifique se o controle de altura da tocha está operando corretamente. Se a tocha perfurar quando for empurrada contra a chapa ou raspar a chapa durante um corte, o bico será imediatamente destruído.

Se o bico parecer extremamente quente, com cor de palha, azulado ou preto, verifique a vazão do gás de proteção. O gás de proteção ajuda a resfriar o bico e a proteger a parte frontal da tocha.

3º caso: Eletrodo ruim e bico bom

Se o bico estiver em boas condições mas o eletrodo apresentar um ponto de erosão concêntrico e profundo, é possível que a faixa de vazão do gás de plasma esteja muito alta. Quando o movimento em espiral do gás de plasma é muito intenso, o elemento é corroído rapidamente. Isso provoca um padrão de desgaste intenso. Verifique a faixa de fluxo volumétrico do gás de plasma.

Também existe uma quarta causa: se ambas as peças parecem praticamente novas, mas a tocha falha ao dar a partida, e um novo conjunto faz com que ela dê a partida, o problema não é a vida útil das peças, é partida difícil. Frequentemente, eletrodos e bicos perfeitos são descartados porque falham ao dar a partida. A partida difícil muitas vezes é causada por pressão excessiva do gás de plasma durante o pré-fluxo, quando está sendo feita a ignição da tocha. Normalmente, a tocha faz um “respingar e engasgar” e tem dificuldade para dar a partida.