FUGA DE CORRENTE ELÉTRICA EM UM MOTOR PODE DANIFICAR OS SEUS ROLAMENTOS

Rolamentos aplicados a motores elétricos, geradores ou equipamentos correlatos, apresentam elevado risco de sofrer a ocorrência de passagem de corrente elétrica durante o processo de rolagem. Essas correntes podem danificar as superfícies das pistas de rolagem ou mesmo dos elementos rolantes, além de comprometer a vida útil do lubrificante. Falhas recorrentes dessa fonte são denominadas Corrosão/Erosão Elétrica.

O risco de ocorrências nesse aspecto tende a aumentar em casos onde um conversor de frequência realiza o trabalho de controle do motor. Essa aplicação torna-se cada vez mais comum dentro da indústria, logo as falhas prematuras em rolamentos oriundas de passagem de corrente elétrica através do mesmo é cada vez mais comum em determinados equipamentos (principalmente em motores elétricos). Motores de indução controlados por frequência apresentam risco adicional de correntes de alta frequência no rolamento devido às capacitâncias indevidas dentro do motor.
É de extrema importância analisar minuciosamente as falhas decorrentes de corrosão elétrica, uma vez que estas podem ser confundidas com falhas recorrentes de desgaste por vibração e exigem outra tratativa em seu processo de resolução.

Análise da falha

A corrosão por contato é normalmente reconhecida através da detecção de estrias (ou ondulações) de cor escura, ou pequenas endentações na superfície das pistas e elementos rolantes. Casos específicos apresentam marcas de queimaduras transversais.

Corrosão elétrica  na pista do anel externo

A seguir serão descritas as etapas de falha por corrosão elétrica comumente detectada em rolamentos:

• Por tratar-se de um elemento rotativo e principal ponto de ligação entre as partes fixa e móvel dos equipamentos, os rolamentos apresentam uma diferença de potencial (ou tensão) entre o eixo (anel interno) e o alojamento (anel externo). Essa tensão representa a diferença em energia elétrica potencial por unidade de carga elétrica entre dois pontos;
• Durante o contínuo processo de rolagem, as áreas fundidas são novamente separadas permitindo a formação de um arco elétrico entre os elementos rolantes e a pista de rolagem permitindo uma maior penetração do arco elétrico. Esse arco tende a criar desgastes elevados e alteração na microestrutura da área afetada. O processo contínuo tende a danificar e comprometer significativamente a qualidade da superfície de rolagem;
• Tendo em vista que o rolamento está sempre em processo de rolagem, as partículas metálicas passam a sofrer desprendimento a partir das áreas afetadas e comprometem o processo de rolagem, causando um aumento no torque de giro do rolamento e resultando em aceleração na fadiga do material. Nesse processo é bastante comum a estrutura apresentar aumento considerável de ruído e vibração.

• Quando uma corrente elétrica atravessa um material condutor ocorre uma produção de calor. Essa produção de calor é consequência do trabalho realizado para transportar as cargas através do material por um determinado tempo. O aumento dessa temperatura rompe a película de lubrificação existente entre as superfícies metálicas do rolamento e os picos de rugosidade entre os elementos rolantes e a pista de rolagem passam por um processo momentâneo de fusão;

Arco Voltaico entre elemento rolante (esferas ou rolos) e pista

Ilustração das etapas da falha por corrosão elétrica

A corrosão elétrica pode ser causada por fatores conhecidos, entre eles o aterramento deficiente de um equipamento ou a passagem de corrente elétrica durante um processo de soldagem. Falhas de corrosão elétrica por aterramento de equipamento de solda estão cada vez mais controlados e fiscalizados nas empresas, pois aterramento do equipamento deve sempre ser realizado em local próximo do ponto à soldar, evitando que a corrente elétrica caminhe pela estrutura da máquina, passando pelos mancais de rolamentos.

Prevenção da falha por corrosão elétrica

Para o caso em questão as recomendações para minimizar as possíveis ocorrências de falhas estão descritas a seguir:

• Sempre projetar os circuitos elétricos que previnam o possível fluxo de corrente elétrica através dos rolamentos;
•  Analisar minuciosamente as possíveis fontes de fuga de corrente no motor;
•  Analisar possíveis filtros para minimização das correntes de fuga;
•  Projetar sistemas de isolamento para o rolamento, que impeçam a condução de eletricidade quando necessário;
•  Nunca aterrar máquinas de solda em equipamentos com rolamentos.

Em casos onde a aplicação requer um projeto mais especifico de isolamento é recomendada a utilização de rolamentos com isolamento elétrico (cobertura de óxido de alumínio), que evitam a passagem da corrente elétrica por seu interior, sendo, com isso, protegidos contra a corrosão elétrica.

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FONTE: NACHI BRASIL