Avaliar o revestimento de fornos rotativos com elevada eficiência utilizando o radar de penetração no solo (GPR)

O radar de penetração no solo (GPR) tornou-se uma ferramenta valiosa para ensaios não destrutivos (NDT) e avaliação estrutural em várias indústrias. Esta nota de aplicação apresenta a utilização da tecnologia GPR - especificamente o sistema Proceq GP8800 - para avaliar o estado dos revestimentos refractários em fornos rotativos, que são componentes críticos na produção de cimento.

Embora as medições devam ser efectuadas com o forno desligado e à temperatura ambiente por razões de segurança, o sistema permite a aquisição rápida e contínua de dados ao longo de todo o forno, sem necessidade de pós-processamento. Isto representa uma melhoria significativa em relação aos métodos tradicionais de verificação pontual e destrutiva, reduzindo tanto o tempo de intervenção como os riscos operacionais associados.

Desafio

Os fornos rotativos, essenciais no fabrico de cimento (como é o caso da Monjos, del grupo GCPV), apresentam um grande desafio na manutenção da integridade dos seus revestimentos refractários internos. Estes revestimentos estão expostos a condições de funcionamento extremas, incluindo altas temperaturas e materiais abrasivos, levando a um desgaste progressivo ao longo do tempo.

Os métodos de inspeção convencionais são tipicamente invasivos e localizados, exigindo paragens prolongadas do forno que resultam em perdas de produção e aumento dos custos operacionais. Para além disso, estas técnicas podem danificar o revestimento e não proporcionam uma visão contínua do estado interno do forno. Como tal, existe uma necessidade crítica de um método de ensaio não destrutivo que possa avaliar com precisão, rapidez e continuidade a espessura do revestimento e detetar padrões de desgaste de uma forma fiável.

Solução

O sistema Proceq GP8800 GPR fornece uma resposta eficaz a este desafio. O GPR é uma técnica geofísica não destrutiva que utiliza ondas electromagnéticas para obter imagens de estruturas subterrâneas e detetar variações nas propriedades dos materiais. Neste estudo de caso, o sistema GP8800 com a sua antena de onda contínua de frequência escalonada, foi utilizado para avaliar o revestimento refratário do forno rotativo 4E na fábrica de Monjos do grupo GCPV

A aquisição de dados foi rápida, contínua e não necessitou de pós-processamento, permitindo uma avaliação altamente precisa do estado do revestimento num período de tempo mínimo. Esta capacidade é particularmente valiosa em contextos em que as janelas de inspeção são curtas e as interrupções têm de ser minimizadas. O sistema funciona através da transmissão de impulsos curtos de energia electromagnética para o material refratário e da medição do tempo que os sinais reflectidos demoram a regressar. Este tempo de viagem está diretamente relacionado com a profundidade e a espessura do material. Analisando as formas de onda reflectidas, é possível identificar variações de espessura e detetar defeitos internos ou áreas de desgaste.

Durante a demonstração, o sistema GP8800 foi utilizado para recolher dados ao longo de três perfis de 60 metros no interior do forno. Os resultados - visualizados sob a forma de radargramas - revelaram claramente a interface entre o revestimento refratário e o invólucro de aço subjacente, permitindo medições de espessura precisas e contínuas ao longo dos percursos de inspeção.

Principais resultados do levantamento GPR:

• Medição precisa e contínua da espessura: O sistema GP8800 forneceu um perfil de espessura contínuo e de alta resolução do revestimento refratário ao longo de todo o comprimento do forno, identificando variações significativas.
• Deteção de zonas críticas de desgaste: Foram detectadas áreas localizadas com perda de material de até 5 cm, permitindo acções de manutenção orientadas e prioritárias.
• Registo digital para monitorização histórica: Todos os dados adquiridos foram armazenados digitalmente num formato estruturado, permitindo a criação de conjuntos de dados históricos. Esta rastreabilidade apoia a análise comparativa em futuras inspecções, melhora o planeamento da manutenção preditiva e melhora a monitorização do desgaste a longo prazo.
• Avaliação da integridade estrutural: O inquérito também forneceu informações sobre a disposição interna do revestimento, incluindo o espaçamento regular entre segmentos de tijolo (~20 cm), indicando um padrão de construção modular

Conclusão

O sistema GPR Proceq GP8800 provou ser uma solução altamente eficaz para a avaliação não destrutiva de revestimentos refractários em fornos rotativos. A sua capacidade de realizar uma aquisição de dados rápida e contínua, sem pós-processamento, permite uma caraterização precisa da espessura e a deteção de zonas críticas de desgaste com um elevado nível de detalhe.

Além disso, a capacidade do sistema para armazenar digitalmente todos os dados de inspeção permite o estabelecimento de uma estrutura de monitorização histórica, oferecendo uma visão evolutiva do estado do forno ao longo do tempo. Esta tecnologia proporciona um valor significativo nas estratégias de manutenção preventiva, reduzindo o tempo de inatividade, minimizando os custos operacionais e apoiando a tomada de decisões baseadas em dados para intervenções planeadas.

Esta nota de aplicação foi criada em colaboração com Monjos, del grupo GCPV e Miquel Coll, GPR3D.com.