Nas indústrias de borracha, plásticos e materiais compósitos, o misturador interno é um dos equipamentos mais críticos. Seu rotor, operando sob alta temperatura, alta pressão e intensas forças de cisalhamento contínuas, está exposto a severo desgaste abrasivo. Com o tempo, as pás do rotor sofrem desgaste progressivo, fadiga do substrato e redução da dureza superficial. À medida que a folga aumenta e o fluxo de material se torna instável, o misturador interno pode apresentar maior consumo de energia, vibração e até mesmo paradas inesperadas.
Portanto, melhorar o desempenho da superfície do rotor, aumentar a resistência ao desgaste e prolongar a vida útil do equipamento tornaram-se objetivos essenciais tanto na fabricação quanto na remanufatura.
Condições de trabalho e desafios dos rotores de misturadores internos
Os rotores internos dos misturadores — como os dos modelos Banbury e Intermix — devem suportar condições extremas durante a mistura da borracha:
Partículas abrasivas como negro de fumo, sílica, óxido de zinco e aditivos impactam e desgastam constantemente as superfícies das pás do rotor.
O rotor é submetido simultaneamente a alta tensão de cisalhamento, temperatura elevada e contato estreito com a parede da câmara de mistura, o que leva a fissuras por fadiga e lascamento da superfície.
- Os métodos tradicionais de reparo, incluindo soldagem localizada ou tratamento térmico, oferecem durabilidade limitada e exigem manutenção frequente.
Esses desafios destacam a necessidade de um método de reforço superficial que ofereça alta dureza, tenacidade, resistência ao cisalhamento e estabilidade operacional a longo prazo.
O que é soldagem PTA (Plasma Transferred Arc)?
Soldagem por arco de plasma transferido (PTA)É uma tecnologia avançada de liga e reforço de superfície.
Utilizando um arco de plasma de alta energia, pós metálicos — como ligas à base de Ni, ligas à base de Co ou compósitos de WC/Ni — são fundidos e depositados com precisão na superfície do rotor. Uma vez solidificado, o material forma uma camada de liga densa e sem defeitos, com uma forte ligação metalúrgica ao substrato do rotor.
Principais vantagens da soldagem PTA
- Forte ligação metalúrgica entre o revestimento e o substrato;
- Espessura do revestimento ajustável, normalmente de 0,8 a 3 mm;
- Baixa taxa de diluição e microestrutura uniforme;
- Compatibilidade com sistemas automatizados ou robóticos para uma produção estável.
A soldagem PTA tornou-se, portanto, uma das técnicas de reforço superficial mais confiáveis para melhorar a durabilidade dos rotores internos de misturadores.
Limitações dos métodos tradicionais de reparo de rotores
Embora a soldagem por sobreposição, a aspersão térmica e o endurecimento superficial sejam comumente usados para melhorar a resistência ao desgaste do rotor, esses métodos frequentemente apresentam os seguintes problemas:
A fraca adesão mecânica torna o revestimento propenso a descascar sob alta carga;
•Alta diluição, reduzindo a dureza da liga e a resistência ao desgaste;
•Deformação térmica, que afeta a precisão dimensional;
•Vida útil relativamente curta, resultando em reparos repetidos e tempo de inatividade dispendioso.
Essas limitações incentivam a indústria a adotar uma solução de reforço mais avançada e econômica.
Princípios de aplicação da soldagem PTA em rotores de misturadores internos
A soldagem PTA é aplicada nas áreas mais críticas e sujeitas a maior desgaste do rotor:
•Bordas de ataque e superfícies laterais de pás helicoidais;
•Faces das extremidades do rotor que entram em contato com a câmara de mistura;
•Zonas de alto atrito e alto impacto onde o fluxo de material é mais agressivo.
Durante o processamento, o pó da liga é alimentado no arco de plasma, derretido instantaneamente e fundido na superfície do rotor.
O revestimento resultante oferece alta dureza, melhor resistência ao cisalhamento e qualidade de superfície consistente, garantindo o funcionamento estável do rotor durante ciclos contínuos de mistura.
Benefícios de desempenho do fortalecimento do PTA
O reforço superficial com PTA melhora significativamente o desempenho geral dos rotores de misturadores internos:
- Dureza superficial: HRC 55–65, personalizável através da seleção da liga;
- Resistência ao desgaste: Vida útil prolongada de 3 a 6 vezes;
- Resistência de adesão: Superior a 70 MPa, garantindo adesão a longo prazo;
- Eficiência operacional: Superfícies de rotor mais lisas melhoram o fluxo de material, aumentando a eficiência da mistura em cerca de 10%.
Com uma superfície reforçada com PTA, o rotor permanece estável mesmo em ambientes operacionais extremos, reduzindo a frequência de paradas e diminuindo os custos de manutenção.
Conclusão
Para rotores de misturadores internos que operam sob condições intensas de desgaste e cisalhamento, a soldagem por arco de plasma transferido (PTA) oferece uma solução poderosa e econômica para o reforço da superfície.
Seja para a fabricação de novos rotores ou para a remanufatura de componentes desgastados, a tecnologia PTA proporciona melhorias substanciais na resistência ao desgaste, na estabilidade operacional e na vida útil.
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Data da publicação: 14/11/2025