ABSTRACT Premature losses due to hydroabrasive wear occur in the impellers of submersible centrifugal pumps installed in sewage lift stations, reducing hydraulic efficiency and increasing energy consumption. The purpose of this study is to contribute to the best choice of material, minimizing losses from hydroabrasive wear of super duplex stainless steel alloys, tempered gray cast iron and high chromium white cast iron, commonly used in pumps. In addition, the macrosurface aspect of the samples after the hydroabrasive test was analyzed. The hydroabrasive wear tests were performed in a 10:1 solution of water and silica sand at two speeds of 5.2 m/s and 7.1 m/s. The tests were run on a hydroabrasive machine for 216 hours, with mass loss measurements taken at 24-hour intervals. The high chromium white cast iron had the lowest mass loss due to wear. Furthermore, the test speed of 7.1 m/s resulted in greater mass losses in the studied alloys than the test speed of 5.2 m/s. The mass losses due to hydroabrasive wear of the alloys investigated were linked to hardness, microstructural characteristics, and the morphology of the worn surfaces. These factors were used to describe the results and justify the best and worst performance of the alloys investigated. Therefore, the high chromium cast iron (FBACr) showed the best performance due to its high hardness resulting from its microstructural characteristics (matrix and M7C3), and its worn surface morphology that presents a shiny and polished aspect with less craters and grooves than the other studied alloys.
RESUMO Nos impulsores das bombas centrífugas submersíveis instaladas nas estações elevatórias de esgoto, ocorrem perdas prematuras por desgaste hidroabrasivo, reduzindo drasticamente a eficiência hidráulica e aumento das despesas energéticas do equipamento. A finalidade deste estudo é de contribuir na melhor escolha de material, minimizando as perdas, a partir do desgaste hidroabrasivo das ligas de aço inoxidável super duplex, ferro fundido cinzento temperado e ferro fundido branco de alto cromo, comumente utilizadas em bombas. Além disso, analisou-se o aspecto macrossuperficial das amostras após o ensaio hidroabrasivo. Os testes de desgaste hidroabrasivo foram realizados em uma solução 10:1 de água e areia sílica em duas velocidades de 5,2 m/s e 7,1 m/s. Os testes foram realizados num hidroabrasômetro por 216 horas, com medições de perda de massa feitas em intervalos de 24 horas. Os resultados mostraram que nas velocidades de 5,2 m/s e 7,1 m/s a perda de massa é linear e progressiva, sendo menos acentuada na liga de ferro fundido branco de alto cromo com menor perda de massa ao desgaste hidroabrasivo. Na velocidade de teste de 7,1 m/s resultou em maiores perdas de massa nas ligas estudadas do que a velocidade de teste de 5,2 m/s. As perdas de massa devido ao desgaste hidroabrasivo das ligas investigadas foram relacionadas à dureza, às características microestruturais e à morfologia das superfícies desgastadas. Esses fatores foram utilizados para descrever os resultados e justificar o melhor e o pior desempenho das ligas investigadas. Portanto, o ferro fundido de alto cromo (FBACr) apresentou o melhor desempenho devido a sua alta dureza decorrente de suas características microestruturais (matriz e M7C3), e superfície desgastada que apresenta aspecto brilhante e polido com menos crateras e sulcos que as demais ligas estudadas.
