Avaliação do Desgaste de Sistemas de Escoamento de Grãos

Abstract

O processamento e armazenamento dos grãos na indústria agrícola, são atividades que geram um severo desgaste por abrasão em maquinários e equipamentos, gerando um impacto direto no aumento dos custos de manutenção e substituição dos componentes, assim como uma queda na eficiência produtiva. Esse desgaste ocorre de forma mais acentuada em grãos que apresentam formato angular que provocam danos significativos, especialmente em componentes como os tubos de escoamento de grãos para silos, foco principal deste trabalho. Diante do cenário e dos desafios técnicos e econômicos, torna-se essencial o desenvolvimento de estudos que busquem aumentar a vida útil desses componentes. O presente trabalho tem como objetivo identificar os mecanismos de desgaste em diferentes elementos do sistema de escoamento de grãos de arroz para silos de armazenamento. Para isso, foram coletas amostras de três regiões distintas do sistema de escoamento e realizadas análises de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, a fim de compreender o mecanismo de desgaste presente no sistema. Foram avaliadas diferentes ligas de aço, considerando sua microestrutura, dureza e composição química, a fim de compreender como esses fatores influenciam na resistência do material ao desgaste abrasivo. Foi empregada uma metodologia de teste de roda de borracha adaptado, utilizando grãos e casca de arroz como abrasivo, representando de forma mais precisa o desgaste observado em campo. Os resultados indicaram que o aumento da dureza do material está diretamente relacionado ao aumento da resistência ao desgaste dos materiais, no entanto, a utilização de tratamentos superficiais, afetam apenas uma fina camada da superfície do material, sendo necessária a busca de alternativas que resultem em um endurecimento em uma região com maior profundidade, garantindo assim um melhor desempenho em campo.

The processing and storage of grains in the agricultural industry are activities that cause severe abrasive wear on machinery and equipment, leading to a direct impact on increased maintenance and component replacement costs, as well as a decrease in productive efficiency. This wear is more pronounced with angular-shaped grains, which cause significant damage, especially to components like the grain flow tubes leading to silos, the main focus of this work. Given this scenario and the technical and economic challenges, it is essential to develop studies aimed at increasing the service life of these components. This present study aims to identify the wear mechanisms in different elements of a rice grain flow system for storage silos. To achieve this, samples were collected from three distinct regions of the flow system and analyzed using optical microscopy and scanning electron microscopy to understand the wear mechanism present in the system. Different steel alloys were evaluated, considering their microstructure, hardness, and chemical composition, to understand how these factors influence the material's resistance to abrasive wear. An adapted rubber wheel test methodology was employed, using rice grains and husks as the abrasive, to more accurately represent the wear observed in the field. The results indicated that an increase in the material's hardness is directly related to an increase in its wear resistance. However, the use of surface treatments affects only a thin layer of the material's surface, necessitating the search for alternatives that result in hardening at a greater depth, thus ensuring better performance in the field.