Manuteno PreditivaErica Ximenes Dias Faculdade de Engenharia de Guaratinguet

Manuteno PreditivaCaptulo 1 Introduo e conceitos

Contedo do captuloNeste captulo efetuaremos o estudo de:1.1 Introduo e tcnicas de diagnstico de mquinas;1.2 Conceitos de processamento de sinais;1.3 Diagnstico de mquinas em condies operacionais;1.4 Normas Tcnicas.Introduo e conceitos

Manuteno PreditivaCaptulo 1.3 - Diagnstico de mquinas em condies operacionais

Coleta de dados de vibraoDiagnstico de mquinas em condies operacionaisGrandezas medidas no monitoramento de vibraes mecnicas: Deslocamento Unidade: micrometro (mm) ou milsimos de polegada (mils). Velocidade Unidade: metros por segundo (m/s) ou polegadas por segundo (ips). Acelerao Unidade: metros por segundo ao quadrado (m/s2) ou acelerao da gravidade (g).

Coleta de dados de vibraoDiagnstico de mquinas em condies operacionaisQualquer que seja a grandeza escolhida a forma e o perodo de vibrao permanecem similares, o que muda a existncia de uma diferena de fase entre eles:Deslocamento:

Velocidade:

Acelerao:

Coleta de dados de vibraoDiagnstico de mquinas em condies operacionaisEquipamento de medio: Analisador de sinais dinmico porttil.

O analisador porttil uma ferramenta aplicvel as coletas em campo de dados de monitoramento de mquinas.Permite conexo a vrios tipos de sensores e possui programao interna para coletas variadas.

Pontos de medioDiagnstico de mquinas em condies operacionaisPontos de medio para monitoramento de mquinas: Mancais so pontos obrigatrios; Evitar pontos flexveis em carcaas; Em cada ponto estabelecer claramente as direes de medida - horizontal, vertical ou axial; Os pontos escolhidos devem ser perfeitamente acessveis, marcados de maneira visvel no prprio equipamento; Pontos de medio devem ser retos, limpos e isentos de graxa; O sensor e o cabo no devem ser movidos durante a operao de medio.

Pontos de medioOs pontos de medio so definidos de acordo com o item 4.2 da norma ABNT NBR 10082.Exemplo de pontos de medida recomendados.Diagnstico de mquinas em condies operacionais

Pontos de medioPontos de medida recomendados para mquinas verticais.Fonte: ABNTDiagnstico de mquinas em condies operacionais

Pontos de medioDiagnstico de mquinas em condies operacionaisPontos de medio recomendados e no recomendados em um motor eltrico padro:No recomendado: Chapa finaRecomendado: Estrutura rgidaRecomendado: Estrutura rgidaRecomendado: Base de apoio (Mancal)

Pontos de medioDiagnstico de mquinas em condies operacionaisVdeo Demonstrao de pontos de aquisio de dados

Instalao de proxmetros para monitoramento de acoplamentos e eixosDiagnstico de mquinas em condies operacionaisDisposio dos sensores:Exemplo de montagem de proxmetros para monitoramento de desalinhamentos e desbalanceamentos de eixos.A montagem ocorre com uma diferena de 90 para permitir o monitoramento de dois eixos e a obteno de um grfico de rbita.Proxmetros

Instalao de proxmetros para monitoramento de acoplamentosDiagnstico de mquinas em condies operacionaisExemplo de instalao: Proxmetros colocados a 90 para monitoramento de um acoplamento flexvel.

Instalao de proxmetros para monitoramento de acoplamentosDiagnstico de mquinas em condies operacionaisPontos de medio: Grfico de rbita do sinal coletado nos proxmetros:

Manuteno PreditivaCaptulo 1.4 Normas tcnicas

Normas tcnicasIntroduoMedies de vibrao so necessrias para a monitorao da condio de mquinas, mas mquinas podem j vir com vibraes mecnicas originais, ento qual o nvel de vibrao que representa um defeito?A resposta est nas normas:No Brasil: ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicaswww.abnt.org.brNo mundo: ISO International Organization for Standardizationwww.iso.org

Normas tcnicasLista de normas aplicveis ao monitoramento de mquinas

NBR 15928Ensaio no destrutivo Anlise de vibraes Terminologia Define a terminologia e os termos empregados em vibraes mecnicas, choques e aplicaes em monitoramento de mquinas. A norma ISO corresponde ela ISO 13372, que trata do vocabulrio usado monitoramento de condio de mquinas. A NBR 15928 cancela e substitui a NBR 7497. Publicao: Abril / 2011

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NBR 10082Ensaio no destrutivo Anlise de vibraes Avaliao da vibrao mecnica de mquinas com velocidades de operao de 600 a 15000 rpm Estabelece as regras a serem utilizadas na avaliao do estado de funcionamento de mquinas rotativas que operam entre 600 rpm e 15000 rpm, com potncia acima de 15 kW e freqncia de vibrao entre 10 Hz e 1000 Hz, atravs da medio de vibraes mecnicas na carcaa do mancal ou no pedestal que suporta o mancal. Alm disso ela estabelece valores comparativos para que se possa avaliar e comparar o funcionamento de mquinas em geral.

NOTA:Esta norma no se aplica ao controle de rudo. E aplicvel somente vibraes medidas na superfcie da mquina.

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NBR 10082Ensaio no destrutivo Anlise de vibraes Avaliao da vibrao mecnica de mquinas com velocidades de operao de 600 a 15000 rpm A classificao do Grau de Severidade definida a partir dos seguintes parmetros:1) Tipo de mquina e Potncia desenvolvida: Grupo 1: Potncia acima de 300 kW. A maioria dos equipamentos possui mancais de escorregamento e recomenda-se o uso de sensores sem contato. Grupo 2: Potncia entre 15 kW e 300 kW. Normalmente possuem mancais de rolamento e rotao acima de 600 rpm.NOTA: As bombas so tratadas em norma especfica.

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NBR 10082Ensaio no destrutivo Anlise de vibraes Avaliao da vibrao mecnica de mquinas com velocidades de operao de 600 a 15000 rpm A classificao do Grau de Severidade definida a partir dos seguintes parmetros:2) Flexibilidade do suporte dos mancais:Efetuada de acordo com as caractersticas dinmicas da montagem dos mancais na direo de medio, podendo ser: Montagem rgida: Quando a menor freqncia natural do conjunto for pelo menos 25% superior maior freqncia de rotao do equipamento. Montagem flexvel: Quando no obedece a regra da montagem rgida.

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NBR 10082Ensaio no destrutivo Anlise de vibraes Avaliao da vibrao mecnica de mquinas com velocidades de operao de 600 a 15000 rpm Na avaliao da severidade de vibrao em mquinas rotativas so estabelecidos trs critrios:1 Magnitude de vibrao;2 Variao de magnitude da vibrao;3 Avaliao da severidade por meio de anlise espectral do sinal.

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NBR 10082Ensaio no destrutivo Anlise de vibraes Avaliao da vibrao mecnica de mquinas com velocidades de operao de 600 a 15000 rpm 1 Magnitude de vibrao;A vibrao mxima em cada mancal avaliada de acordo com zonas de avaliao (A, B, C e D) para cada classe de montagem. Zona A: Mquinas novas revisadas; Zona B: Vibrao dentro desta zona so consideradas aceitveis para operao de longo tempo. Zona C: Vibrao nesta zona no permitida para operao em longo tempo. Normalmente a mquina pode ser operada por um certo perodo nesta condio at aplicao de aes corretivas. Zona D: Vibrao com energia suficiente para danificar a mquina

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NBR 10082Ensaio no destrutivo Anlise de vibraes Avaliao da vibrao mecnica de mquinas com velocidades de operao de 600 a 15000 rpm

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NBR 10082Ensaio no destrutivo Anlise de vibraes Avaliao da vibrao mecnica de mquinas com velocidades de operao de 600 a 15000 rpm 2 Variao de magnitude da vibrao;Uma alterao na magnitude de vibrao, da ordem de um desvio-padro para cima ou abaixo do valor de referncia, considerado uma alterao significativa no estado de funcionamento. Quando ocorrer tal efeito, necessrio uma investigao em comparao com histrico de vibrao para determinar a causa da variao.

NOTA: Para isto se tornar vlido, necessrio que todas a medidas comparadas tenham sido feitas no mesmo ponto.

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NBR 10082Ensaio no destrutivo Anlise de vibraes Avaliao da vibrao mecnica de mquinas com velocidades de operao de 600 a 15000 rpm 3 Avaliao da severidade por meio de anlise espectral do sinalEste critrio aplica-se unicamente a equipamentos com rolamentos e motores eltricos, pois ele destinado a identificar e avaliar fontes de vibrao com pouca energia, mas caso estejam presentes no espectro de frequncia podem evoluir rapidamente e causar danos.Se for encontrado uma frequncia de vibrao vinda do rolamento ou do motor eltrico, o equipamento deve ser enquadrado na zona C. Caso a magnitude chegue a 1 mm/s-rms, deve ser classificado na zona D.

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ISO 10816Vibraes mecnicas Avaliao da vibrao de mquinas atravs de monitoramento de partes no-rotativasParte 1: Instrues geraisParte 2: Turbinas a vapor fixas ao solo e geradores com capacidade maior que 50 MW com rotaes normais de operao de 1500 rev/min, 1800 rev/min, 3000 rev/min e 3600 rev/min. Parte 3: Mquinas industriais com potncia nominal acima de 15 kW e velocidades nominais entre 120 rev/min e 15000 rev/min.Parte 4: Turbinas a gs com rolamentos filme-fluidoParte 5: Mquinas de gerao de fora hidrulica e plantas de bombeamento. Parte 6: Mquinas recprocas com potncia acima de 100 kW. Parte 7: Bombas de rotor para aplicaes industriais, incluindo monitoramento de eixos rotativos.

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ISO 10816-1Vibraes mecnicas Avaliao da vibrao de mquinas atravs de monitoramento de partes no-rotativas Classificao das mquinas: Classe I: partes individuais de motores e mquinas, integralmente conectadas mquina completa em sua condio de operao normal (p. ex. motores eltricos de at 15 kW). Classe II: mquinas de tamanho mdio sem fundao especial (motores eltricos de 15 kW a 75 kW), motores ou mquinas montados rigidamente sobre fundao especial (at 300 kW). Classe III: grandes turbinas ou motores grandes e outras mquinas grandes com massas rotativas montadas sobre fundao dura e pesada, e relativamente rgida. Classe IV: grandes turbinas ou motores grandes e outras mquinas grandes com massas rotativas montadas sobre fundaes relativamente moles (p.ex. conjunto de turbogenerador e turbinas a gs com produo maior do que 10 MW).

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ISO 10816-1Vibraes mecnicas Avaliao da vibrao de mquinas atravs de monitoramento de partes no-rotativas

Normas tcnicasLista de normas aplicveis ao monitoramento de mquinas

ISO 7919Vibraes mecnicas Avaliao da vibrao de mquinas atravs de monitoramento de partes rotativasParte 1: Instrues gerais Parte 2: Turbinas a vapor fixas ao solo e geradores com capacidade maior que 50 MW com rotaes normais de operao de 1500 rev/min, 1800 rev/min, 3000 rev/min e 3600 rev/min. Parte 3: Mquinas industriais acopladasParte 4: Turbinas a gs com rolamentos filme-fluidoParte 5: Mquinas de gerao de fora hidrulica e plantas de bombeamento

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ISO 7919-1Vibraes mecnicas Avaliao da vibrao de mquinas atravs de monitoramento de partes rotativasEsta parte da ISO estabelece diretrizes gerais para medio e avaliao de vibrao de mquinas por meio de medies feitas diretamente em eixos de rotao com a finalidade de determinar vibrao do eixo em relao : mudanas no comportamento vibracional; carga cintica excessiva; o monitoramento da folga radial. aplicvel a medies de vibrao de eixo absolutos e relativos radial, mas exclui vibrao do eixo de toro e axial. Os procedimentos so aplicveis tanto para o monitoramento operacional das mquinas e para os testes de aceitao em um suporte de teste e aps a instalao. Orientaes tambm so apresentados para a fixao de limites operacionais.