Desgaste de materiais e equipamentos da indústria mínero metalúrgica

Abrasividade de Polpas – Ensaios

Equipamentos submetidos a fluxos contínuos de misturas sólido-líquidos, principalmente tubulações e bombas, desgastam por ação do movimento das partículas suspensas levando a falhas que comprometem o desempenho geral. O controle do funcionamento dos equipamentos requer a quantificação das taxas de desgaste de modo a permitir o planejamento adequado dos cronogramas de manutenção garantindo operação contínua e segura.

O ensaio que permite determinar um índice denominado Número de Miller tem sido usado desde 1967, aproximadamente, e foi desenvolvido originalmente para avaliar a abrasividade de uma polpa em um teste de bombeamento em circuito fechado. Desde então, ele tem sido amplamente utilizado para medir a abrasividade relativa de muitas suspensões. Em 2001 foi adotado pela ASTM que estabeleceu a norma G75  “Standard Test Method for Determination of Slurry Abrasivity (Miller Number) and Slurry Abrasion Response of Materials (SAR Number)”.

Conceitualmente, “Número de Miller” é uma medida de abrasividade de polpa relacionada com a taxa de perda de massa de um bloco de metal padrão. O número é calculado a partir da curva de perda de massa acumulada, em função do tempo, obtida com a realização de vários ensaios sucessivos e cumulativos. O “Número SAR” – Slurry Abrasion Response – é uma medida da resposta à abrasão relativa de qualquer material em qualquer polpa, onde se relacionam taxa de perda de massa de uma amostra, a partir da curva de perda de massa acumulada com o tempo, obtida segundo o mesmo procedimento para determinação do Número de Miller. A evolução do desgaste é registrada acumulando-se a perda de massa em intervalos regulares durante o ensaio. O teste foi originalmente projetado para ser realizado durante um período de 16 horas, com as medidas de perda de massa feitas em intervalos de 4 horas. A norma foi revisada em 1989 e o tempo do teste foi reduzido para 6 horas com medidas de perda de massa a cada duas horas.

O teste de determinação do Número de Miller (MN) foi projetado para utilizar corpos de prova metálicos da liga Ferro-27%Cromo. A escolha do material se deu com base na liga utilizada nas tubulações da época. A escala adotada para o Número de Miller estabelece o valor mínimo igual a 1 para uma mistura “não abrasiva” composta de 50% de enxofre em água (dureza Mohs=1); o limite superior, 1000,  para uma mistura muito abrasiva de Córindon (220 mesh, 50% em peso em água, dureza Mohs=9). O ensaio que nos leva a determinar o Índice SAR é mais abrangente que o ensaio visando o Número de Miller, pois ao invés de adotar um material padrão a ser desgastado permite avaliar a resposta de vários materiais candidatos ao projeto em discussão. Constitui-se, portanto, em um teste recomendado para a seleção adequada de materiais.