Incrustação em Caldeiras

A incrustação é um problema clássico em caldeiras aquatubulares. Consiste na deposição e agregação de sólidos junto ao aço de que se constitui a caldeira, no lado da água, em razão da presença de impurezas tais como sulfatos, carbonatos (de cálcio e/ ou de magnésio), silicatos complexos contendo, ferro, alumínio, cálcio e sódio, sólidos em suspensão e ainda em virtude da presença dos precipitados resultantes  de tratamentos inadequados da água da caldeira (borras de fosfato de cálcio ou magnésio) e de óxidos de ferro não protetores.

Uma vez que a incrustação se comporta como isolante térmico (a condutividade térmica dos depósitos minerais é muito baixa:  aproximadamente 45 vezes inferior a do aço), ela mão permite que a água “refrigere” o aço, ou seja, há menor transferência de calor do aço para a água, e com isso, o aço absorve calor sensível, isto é, sua temperatura se eleva proporcionalmente à quantidade de calor recebida.

Em casos de incrustações  generalizadas, essa situação agrava-se ainda mais com  o aumento operacional do fornecimento de calor no lado  dos gases, para manter-se a água na temperatura de ebulição. Com esse aumento de temperatura, além das perdas de energia, do ponto de vista da segurança, podem ocorrer as seguintes consequências indesejáveis:

• O aço previsto para trabalhar em temperatura da ordem de 300 ºC, fica exposto a temperaturas da  ordem de 500 º C, fora dos limites de resistência e, portanto, em condições de risco de explosão acentuado.
• Sendo quebradiça, uma parte de camada incrustante pode soltar-se, fazendo a água entrar em contato direto com as paredes do tubo em alta temperatura, o que provoca a expansão repentina da água e, consequentemente, a explosão.
• Formam-se áreas propicias a corrosão, dadas a porosidade da incrustação e a possibilidade da migração de agentes corrosivos para a sua interface com o aço.

Tubos de uma caldeira aquatubular.
A esquerda, incrustado, o da direito isento de incrustações.

Nas caldeiras flamotubulares, camadas de lama depositam-se e impregnam a parte superior da fornalha, principalmente nas paradas da caldeira. Com o acumulo, escorregam em volta da  fornalha e bloqueiam o espaço entre a parte inferior da fornalha e os tubos vizinhos, trazendo para essa região os riscos decorrentes do isolamento térmico.

O tratamento interno da água, sem purificação previa, é desaconselhado, uma vez que favorece a incrustação, a concentração de produtos orgânicos e consequentemente a uma condução de calor, no caso das numerosas purgas e extrações necessárias não serem efetuadas. A imagem abaixo contem a fotografia de tubos de caldeira flamotubular incrustados.

Tubos de uma caldeira flamotubular incrustados externamente.

Nas caldeiras aquatubulares, os tubos expostos a calor radiante, sofrem, particularmente, consequências mais graves nos casos de incrustações, uma vez que recebem maior carga  térmica. Alem disso, esse tipo de caldeira é muito sensível aos erros de tratamento de água, tornando assim, muito mais importante a questão do controle de incrustações.

Casos correlatos: Caso 033 (click AQUI)

Fonte:

CALDEIRAS / 2004 por Prof.  José Luiz Gyurkovits

TRATAMENTO DE ÁGUA PARA GERAÇÃO DE VAPOR: CALDEIRAS por Eng.º Joubert Trovati