Aula_unid_2_1

FACULDADE DO CENTRO LESTE

1Prof. Julio Rezende [email protected]/09/2015

ENGENHARIA MECÂNICA

2015/2



UNIDADE 2.1

TÉCNICAS

DE

INSPEÇÃO



SUMÁRIO

INTRODUÇÃO

TÉCNICAS DE INSPEÇÃO

SENSITIVA


PREDITIVA




INTRODUÇÃO

Assim como nos seres humanos a maior parte dos problemas dos equipamentos

também geram algum tipo de sintomas. Nas máquinas os problemas se

manifestar através de ruído anormal, alteração de temperatura, vibração

anormal, contaminação do lubrificante, desgaste, vazamentos, etc...



INTRODUÇÃO

Quando os sintomas são detectados antecipadamente e devidamente

analisados é possível de se evitar que o componente defeituoso entre

em colapso causando assim a falha de todo equipamento, com uma possível

paralisação de produção.




INTRODUÇÃO

Através de uma inspeção periódica sistematizada é possível detectar

eventuais sintomas de falhas e avaliar a sua gravidade.

APLICAÇÃO DAS TÉCNICAS:

Todos os componentes que

apresentam uma degradação

progressiva e detectável através

de um parâmetro sensitivos

e/ou mensurável;

Componentes que permitam

avaliação do estado através dos

sintomas ou resultados obtidos na

inspeção.




INSPEÇÃO SENSITIVA

A Inspeção Sensitiva é o mais antigo método de

inspeção e o mais aplicado nas industrias em geral.

Os métodos mais aplicados são:

inspeção visual;

inspeção auditiva;

inspeção pelo tato;





Consiste na utilização dos nossos próprios sensores biológicos na detecção de

eventuais sintomas de problemas.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

É baseado no sentidos humanos;

É de fácil operacionalização;





PONTOS POSITIVOS:

Baixo custo, pois não exige investimento em instrumentos complexos;

É intuitivo;

É confiável quanto a detecção.

PONTOS DESFAVORÁVEIS:

é totalmente dependente da sensibilidade da pessoa que executa a

inspeção;

é totalmente subjetivo;

baixa confiabilidade no diagnostico da falha;

dependente das condições do meio;

baixa sensibilidade na detecção de problemas que geram altas

frequências;





Considerando o grau de aplicabilidade a inspeção sensitiva pode feita

através de:

inspeção visual;

inspeção auditiva;

inspeção pelo tato;

percepção pelo cheiro;





VISUAL:

• Condições gerais de conservação

do equipamento;

• Vazamentos diversos (água, óleo, graxa,

etc);

• Nível de óleo;

• Degradação estrutural (corrosão / trincas);

• Deformações acentuadas;

• Condição de fixação (folgas

de componentes, afrouxamento de

parafusos, etc);

• Condição operacional do

equipamento como pressão, vazão,

rotação...).

OLFATO:

• Condições gerais superaquecimento

de materiais isolantes que gerem

odores;

• Vazamentos (que gerem odores

anormais).





TATO:

• Temperatura

•Vibração

•Impactos

•Trepidação aleatória

AUDIÇÃO:

• Ruídos




INSPEÇÃO SENSITIVA – INSTRUMENTOS AUXILIARES

VERIFICAÇÕES DIMENSIONAL

Algumas verificações dimensionais simples podem ser feitas com equipamento

operando e podem fornecer importantes informações relacionadas a

deformações e/ou desgaste.

Para realização desta medições podem ser instrumentos metrológicos, que vão

desde uma simples trena, escala, paquímetro, etc.

Trena convencional Trena a laser Instrumentos Metrológicos





LANTERNAS

Lanternas com foco amplo auxiliam nas visualização geral.

Lanternas com foco direcionados são adequadas para inspeção de

Componentes através de pequenos orifícios (caixas de redutores, tubulações...).





MÁQUINAS FOTOGRÁFICAS

As máquinas fotográficas são um excelente aliado da inspeção sensitiva, pois

além de permitirem o registro das anormalidades através de fotos ou de vídeos,

algumas possuem recursos como zoom e macro que permitem registrar detalhes

que muitas vezes não são perceptíveis a olho nu.





Estetoscópio convencional Estetoscópio amplificado Aplicação do estetoscópio

ESTETOSCÓPIOS INDUSTRIAIS

Os estetoscópios auxiliam na detecção de ruídos anormais nas máquinas rotativas

(rolamentos, engrenamentos, fluxo, roçamentos...), com a vantagem de permitir isolar

somente o ruído que se deseja avaliar.

Existem desde estetoscópios simples até estetoscópios amplificados, mas sua

utilização requer alguma experiência, pois caso contrário podem gerar avaliações

errôneas.





Os estroboscópios são excelentes para auxiliarem na inspeção de

componentes rotativos em operação nos casos em que não é possível a sua parada

para inspeção (acoplamentos, engrenagens abertas, fusos de máquinas-

ferramenta e acionamentos por correia).

Podem ser utilizados também para verificação de rotação das máquinas.

Permitem ajustes de freqüências de até 15 kHz.

LÂMPADAS ESTROBOSCÓPICAS

Lâmpadas estroboscópicas Aplicação da lâmpada estroboscópica





TACÔMETROS

Tacômetro digital sem contato

Os tacômetros são utilizados para verificação da rotação dos equipamentos,

auxiliando assim no controle de variáveis de processo.





SEGURANÇA DOS INSTRUMENTOS DE INSPEÇÃO

Preferencialmente todos os instrumentos

elétricos / eletrônicos utilizados para inspeção

em áreas industriais devem ser intrinsecamente

seguros.

Quando se tratar de áreas classificadas

isto se torna uma obrigatoriedade.





SEGURANÇA DOS INSTRUMENTOS DE INSPEÇÃO

Área classificada é uma área (espaço tridimensional) na qual uma atmosfera

potencialmente explosiva estará presente ou na qual é provável a sua ocorrência,

a ponto de exigir precauções para a construção, instalação e utilização de

equipamentos.





PERIODICIDADE DE INSPEÇÃO

tipo equipamento ou componente a se inspecionar (rotativo, estático,

componente de desgaste...);

condição operacional do equipamento (contínua, periódica, eventual) ;

criticidade operacional do equipamento ou componente.

Em condições normais de operação, para equipamentos com operação contínua, a frequência de

inspeção sensitiva de rotina feita com o equipamento em operação pode ter frequências diária,

semanal ou quinzenal, dependendo dos fatores listados acima.

Para itens que só podem ser inspecionados com o equipamento parado e/ou que dependem da

desmontagem do equipamento, as inspeções são realizadas nas paradas programadas.

A periodicidade de aplicação da inspeção sensitiva, geralmente, depende de:




INSPEÇÃO PREDITIVA


As Técnicas de Inspeção Preditiva passaram a ser

efetivamente incorporadas na manutenção industrial a partir

do final da década de 70 com o surgimento dos instrumentos

e desenvolvimento dos sistemas computacionais.





Consiste basicamente na utilização dos mais diversos tipos de instrumentos que

permitem detectar e avaliar objetivamente eventuais sintomas de problemas dos

equipamentos.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

É baseada em dados objetivos;

Sua aplicação pode ser feita de forma não

intrusiva (não depende da parada e/ou desmontagem

do equipamento);

Ou sua aplicação pode ser feita de forma

intrusiva (depende da parada e/ou da desmontagem

do equipamento).





PONTOS POSITIVOS:

Alta confiabilidade na detecção e diagnósticos de falhas;

Não é dependente de quem está realizando a inspeção;

Atualmente existe uma grande variedade de instrumentos para os mais

diversos tipos de parâmetros;

Desenvolvimento permanente das técnicas já conhecidas e surgimento de novas

técnicas.

PONTOS DESFAVORÁVEIS:

Geralmente os equipamentos mais sofisticados são de alto custo;

Exige mão de obra qualificada, capacitada e certificada.



INSPEÇÃO PREDITIVA NÃO INTRUSIVA


As Técnicas de Inspeção Não Intrusivas são aquelas que

poder ser aplicadas sem a necessidade de parada e/ou

desmontagem do equipamento.

Em geral podem ser aplicadas com o equipamento operando

nas condições normais de operação. Esta é um das

vantagens que faz com que estas técnicas sejam as mais

aplicadas na manutenção preditiva.





Dentre as técnicas mais aplicáveis e conhecidas podemos citar:

Controle de Temperatura / Inspeção Termográfica;

Controle e Análise de Vibrações

Condição do lubrificante;

Ruído;

Análise corrente motor elétrico;

Medição de descarga elétrica de motores;

....



MEDIÇÃO DE CONTROLE DE TEMPERATURA - TERMOMETRIA


Alteração de temperatura dos equipamentos e componentes foi o primeiro

parâmetro a ser controlado dentro da manutenção por condição,

principalmente devido a simplicidade dos instrumentos;

Algumas Características:

Aplicado a equipamentos rotativos (bombas, motores...) e estacionários

(tubulações, caldeiras, fornos...);

É de fácil operacionalização e não exige capacitação especifica para os

equipamentos de medição pontual.







Formas mais comuns de aplicação:

Termometria Convencional (termômetro de contato);

Termometria por Radiação Infravermelho (Termômetro sem

contato);

Imagem Termográfica por Radiação (câmera termográfica).






Termômetros com e sem contatoTermômetro de contato (portátil) Termômetro sem contato (infravermelho) Termômetro infravermelho e de

temperatura de contato






Termômetros com e sem contato

Os termômetros infravermelhos medem a temperatura média de uma área e,

para medidas precisas é necessário se aproximar da aplicação (ponto de leitura).






Câmera Termográfica ou TermovisorA termografia permite que o calor seja visualizado. A radiação infravermelha da aplicação é

convertida por uma câmera térmica em uma imagem visual.

As diferentes temperaturas são indicadas como cores diferentes ou gradações de cinza.

As câmeras térmicas permitem comparações de temperatura em uma área grande,

possibilitando que pontos quentes potencialmente problemáticos possam ser detectados

rapidamente.

câmera termográficaVídeo

Termografiacâmera termográfica



TÉCNICAS DE INSPEÇÃOMEDIÇÃO DE CONTROLE DE TEMPERATURA - TERMOMETRIA






Câmera Termográfica ou Termovisor – Exemplo de aplicação em equipamentos

elétricos

Conexão defeituosa de fusível

Falha em linha de distribuição

Superaquecimento de motores

Perda de conexão de cabo



O motor da bomba P17 foi retirado de operação por superaquecimento. Durante

inspeção na Oficina Elétrica foi verificado que a avaria foi causada pelo

travamento do rolamento no mancal superior (lado oposto ao acoplamento). A

avaria do mancal causou o arraste do rotor no estator do motor, provocando a

queima de varias taliscas (cunhas) do estator. Após analise da Engenharia e

Oficina Elétrica, focando em redução custos, foi definido que o reparo deste motor

será realizado internamente.

Rolamento avariado Local onde o rotor arrastou no estator

EXEMPLO DE APLICAÇÃO – MANCAL DE MOTOR



O motor sobressalente que foi instalado na bomba P17 em substituição ao

motor avariado, apresentou temperatura elevada (68,1ºC) no mancal

superior (mancal lado oposto ao acoplamento) comparado com o motor

similar instalado na bomba P16 (39,5ºC), sem apresentar níveis elevados

de vibração.

30,0°C

42,0°C

30

32

34

36

38

40

42

35,0°C

39,5°C

30,0°C

72,0°C

30

40

50

60

70

68,1°C

58,8°C

Mancal superior do motor da bomba P16.

Mancal superior do motor da bomba P17.




Com o objetivo de definir se a causa do aquecimento estava localizado no

motor ou provocado por condições da instalação, foi solicitado o

desacoplamento do motor da bomba. Após a estabilização da temperatura

foi realizado nova medição de temperatura (45°C), constatando que o

motor não apresentava problemas no mancal.

30,0°C

46,0°C

30

35

40

45

45,0°C

Mancal superior do

motor da bomba P17

com o motor desacoplado




Concluiu-se que o motor não apresentava problemas, e também não havia

vibrações excessivas no conjunto, foi solicitado que a mecânica

reavaliasse o ―gap‖ do acoplamento do motor.

A mecânica retirou o motor e realizou as correções necessárias no

acoplamento. Após o retorno do motor em operação, foi verificado que a

temperatura do mancal apresentou temperatura normal (45,2ºC).

25,0°C

50,0°C

25

30

35

40

45

50

42,5°C

30,0°C

72,0°C

30

40

50

60

70

68,1°C

58,8°C

Mancal superior do motor da bomba P17 antes do ajuste do acoplamento.

Mancal superior do motor da bomba P17 após o ajuste do acoplamento.








mecânicos

Vazamento de ar frio Perda de isolamento térmico

Superaquecimento

de rolamentos de

mesa de rolos





de processo

Forno com refratário danificado

Alto FornoDowncommer

Uptake




Câmera Termográfica ou Termovisor – Exemplo de aplicação para estrutura civil






PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO DA TEMPERATURA

Os valores de alerta e alarme a serem definidos para controle da temperatura dependem de

fatores que estão diretamente ligados ao componente ou equipamento a se inspecionar e a

função que o mesmo desempenha no equipamento / processo. Em geral este valores são

previamente definidos pelo fabricante do equipamento ou componente, e são ajustados após os

primeiros meses de acompanhamento, em função da temperatura real gerada.

Quando os valores não são previamente definidos pelo fabricante alguns fatores devem ser

observados para determinação destes alarmes:

A temperatura a ser controlada é gerada exclusivamente pelo componente?

Existe transmissibilidade de temperatura do meio para o componente (condução,

convecção ou radiação)?

Deve-se sempre que possível utilizar método comparativo com equipamentos similares;

Nas medições deve-se sempre levar em conta a temperatura ambiente;






PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO DA TEMPERATURA

Quando os valores não são previamente definidos pelo fabricante alguns fatores devem ser

observados para determinação destes alarmes:

No caso de máquinas rotativas quais as rotações envolvidas? (rotações mais elevadas

geram maiores variações de temperatura);

No caso de máquinas rotativas qual é o lubrificante usado e qual o limite de temperatura do

lubrificante?

Nota: nestas condições, como referência para se iniciar o controle em equipamentos

rotativos convencionais com mancais de rolamentos e que operam em rotações entre

1200 a 3600 rpm (bombas, ventiladores, etc), lubrificados a graxa ou óleo comuns, e não

sujeitos a transmissibilidade de temperatura do meio, admite-se variações de temperatura de

até 30 ºC acima da ambiente como sendo normal. Entre 30 ºC a 40 ºC já é considerado

condição de alerta, e acima 40 ºC condição crítica. Estes valores devem ser ajustados nos

primeiros meses de acompanhamento em função da temperatura real gerada pelo

componente ou equipamento.




CONTROLE DE VARIÁVEIS ELÉTRICAS


Através da medição e controle de variáveis elétricas é possível detectar e diagnosticar vários

problemas em motores elétricos ou no sistema de alimentação como:

Alimentação:

» Indicadores de Qualidade de Energia;

» Desbalanceamento de fases;

Motor:

» Velocidade rotórica e escorregamento;

» Excentricidade, assimetria e desalinhamento do rotor;

» Excentricidade, assimetria e desalinhamento do estator;

» Desequilibrio mecânico;

» Barras rompidas;

» Descarga Elétrica (fuga de corrente)

A Técnica utilizada para estas avaliações é denominada “Análise ou Espectro de

Corrente”.




CONTROLE DE VARIÁVEIS ELÉTRICAS – ESPECTRO DE CORRENTE


O espectro de corrente é uma técnica de análise aplicada a motores, geradores, e demais

equipamentos elétricos.

Nos motores de indução seu potenciaL de detecção é extenso, podendo identificar falhas na

alimentação, no próprio motor, na transmissão e na carga acoplada, utilizando apenas a leitura

de sinais de corrente e tensão do motor.

Além da detecção de barras rotóricas,

excitações dinâmicas e assimetrias

estatóricas, este teste permite a

identificação do fator de potência, fator de

deslocamento, fator de distorção, e análise

harmônica. Essa técnica pode ser

complementada por análise de vibrações

principalmente em relação ao diagnóstico

de problemas mecânicos.




CONTROLE DE VARIÁVEIS ELÉTRICAS – ESPECTRO DE CORRENTE




CONTROLE DE VARIÁVEIS ELÉTRICAS – ESPECTRO DE CORRENTEPARÂMETRO DE AVALIAÇÃO


FONTE : ABB SERVICE



CONTROLE DE VARIÁVEIS ELÉTRICAS – MEDIÇÃO DESCARGA ELÉTRICA


A Caneta Detectora de Descarga Elétrica é um instrumento portátil e

simples de usar que detecta as descargas elétricas que ocorrem nos

rolamentos instalados em motores elétricos. As descargas elétricas

resultam das descargas de tensão do eixo do motor dirigidas para a terra,

que passam através do rolamento e causam erosão elétrica, degradação

do lubrificante e, por fim, a falha do rolamento.



DETECTOR DE VAZAMENTOS POR ULTRASOM


O detector de vazamento é um instrumento, que permite a detecção de

vazamento de ar por meio de ultra-som. Os vazamentos são causados pelos

fluidos que passam de um ambiente de alta pressão e para um ambiente de

baixa pressão, criando turbulência. A turbulência gera sons de alta freqüência

(chamados de ultra-som) que podem ser detectados pelo instrumentos.

O sensível cristal piezo-elétrico no sensor permite que o operador dirija

rapidamente o instrumento até o ponto de maior intensidade de ruído, o que ajuda na localização do vazamento.





Este tipo de sensor ultrassônico capta sons de alta freqüência produzidos por

equipamentos em funcionamento (bombas, motores e compressores),

vazamentos de sistemas pressurizados ou a vácuo, descargas elétricas, arco

voltaico. Ele traduz eletronicamente esses sinais por meio de um processo

heteródino, tornando-os audíveis de modo que o usuário pode ouvi-los

através de um fone de ouvido e vê-los à medida que o aumento da

intensidade dos sons é captado pelo medidor.





Desenvolvido para o Mercado de Águas e Esgotos e o controle de águas residuais

das indústrias. Aplicações típicas incluem distribuição de água, captação de esgotos,

controle de efluentes, detecção de vazamentos, controle de distribuição em tubos de

irrigação, água potável, etc.

Características técnicas e operacionais

• Aplicação: checagem de desempenho e verificação

de qualquer tipo ou marca de medidor de vazão

• Diâmetros de tubulação: de 25,4 mm a 9,14 metros

(1" até 360―).

• Precisão da medição: de ± 0,50% a ± 2,0% da

vazão medida

• Faixa de vazão: ± 12 m/s (bi-direcional)

• Faixa de temperatura: de -40 a +104°C

• Grau de proteção: IP67 (à prova de tempo)





INSTALAÇÃO DO INSTRUMENTO




CONTROLE DE NÍVEL DE PRESSÃO E POTÊNCIA SONORA


O som é definido como qualquer vibração ou conjunto de vibrações ou de ondas

mecânicas que podem ser ouvidas. O ruido é considerado um som indesejável.




CONTROLE DE NÍVEL DE PRESSÃO SONORA


Os medidores do nível de pressão sonora ou Decibilímetros, também conhecidos

como Medidores de Ruído são instrumento portáteis para mensuração de nível do

som em decibéis. O ruído ambiental é captado pelo microfone de eletreto-

condensador e depois processado pelo aparelho manual. O ruído do ambiente pode

ser monitorado tanto de maneira quantitativa quanto qualitativa.

Permitem medições em escalas de

ponderação dBA e dBC, tanto para o nível

global de som quanto para medição de

ruídos em baixa freqüência, se adaptam

para a maioria das aplicações.






O nível de pressão sonora determina a intensidade do som e representa a relação

logarítmica entre a pressão (P) provocada pela vibração e a pressão que atinge o

limiar da audibilidade (PO).

dBP

PlogNPS

O

2

2

10

A intensidade (potência) sonora é taxa na qual a energia acústica é irradiada a

partir de uma fonte sonora. O nível de intensidade sonora é definido como a razão

logarítmica da potência sonora emitida (W) pela potência sonora de referência

(WO), igual a 10-12 W/m2.

dBW

WlogNIS

O

10






Com base em estudos de audibilidade,

foram desenvolvidas curvas de

ponderações nas freqüências A, B, C e

D, de forma a simular a resposta do

ouvido humano. Essa curvas de

compensação foram padronizadas e

introduzidas nos circuitos dos medidores

de pressão sonora.

A curva A simula a resposta do ouvido

humano ao som de nível de pressão

baixa;

A curva B simula a resposta do ouvido


média;

A curva C simula a resposta do ouvido


alta;

A curva D simula a resposta do ouvido

humano ao ruído de aviões a jato.







CONTROLE DE NÍVEL DE PRESSÃO SONORA – NR 15 ANEXO 1




CONTROLE E ANÁLISE DE ÓLEOS LUBRIFICANTES


O controle e análise do lubrificante, alem de garantir a funcionalidade do mesmo

pode nos revelar sintomas de vários problemas em evolução, como desgaste de

componentes, contaminação por água ou particulado. A análise do óleo lubrificante

pode ser comparado a um exame de sangue, considerando que o óleo lubrificantes

entra em contato com todos os componentes do equipamento, como é o caso de

um redutor.

A condição de integridade e de contaminação do óleo pode ser determinado

basicamente pelos seguintes teste:

• Testes Físico-Químicos

• Teste de Resíduos de Desgaste

• Teste de Particulados

Todos estes testes são realizados em laboratórios a partir de amostras dos óleos

coletados, mas existem também alguns instrumentos de campo para teste rápidos.






• TESTES FÍSICO-QUÍMICOS

Água livre ou dissolvida

Viscosidade

Número de acidez total (TAN)

Insolúveis

• RESÍDUOS DE DESGASTE

Ferrografia

Quantitativa

Analítica

Espectometria

• TESTE DE PARTICULADOS

Contagem de partículas

NOTA: Estes testes serão estudados em detalhes na Unidade 3 dentro do assunto

―Lubrificação Industrial‖.






O verificador de óleo não é um analisador. Trata-se de um aparelho

para detectar apenas alterações na condição dos óleos. As leituras

óticas e numéricas são apenas um guia que permite obter tendências

das leituras comparativas entre um óleo bom e um óleo usado do

mesmo tipo ou marca.

Indica mudanças nas condições de óleo, afetadas por condições tais

como:

• Conteúdo de água;

• Contaminação por combustível

• Conteúdo de metais

• Oxidação

VERIFICADOR PORTÁTIL DE ÓLEO - DETECTA MUDANÇAS NAS CONDIÇÕES DE ÓLEO

O verificador de óleo detecta e mede a constante dielétrica do óleo, comparando as medições obtidas em óleos

da mesma marca, usados ou novos, e desta forma consegue determinar o grau de alteração na constante

dielétrica do óleo. A alteração dielétrica está diretamente relacionada com a degradação e o nível de

contaminação do óleo e permite ao usuário obter intervalos otimizados entre as mudanças de óleo e detectar

maior desgaste da máquina assim como perda de propriedades lubrificantes do óleo. Para facilitar a obtenção

da tendência, o aparelho está equipado com visor de leitura numérica.






VISCÔMETRO PORTÁTIL

É um viscomêtro rotacional portátil para medições de viscosidade rápidas e

confiáveis de óleos lubrificantes e fluidos hidráulicos. É apropriado tanto para

medições quantitativas quanto qualitativas. Este dispositivo pode ser usado para

verificações iniciais com medições no local, e para verificações regulares de

viscosidade, que ajudam a proporcionar informações oportunas relativas às

condições do óleo, que podem influenciar sobre o desempenho de lubrificação e

das máquinas.






Análise Físico Química:

O óleo mineral isolante em serviço está continuamente deteriorando-se devido às

reações de oxidação, que podem ser aceleradas pela presença de compostos

metálicos, oxigênio, alto teor de água e calor excessivo. Como conseqüências podem

ocorrer mudanças de cor, formação de compostos ácidos e num estágio mais

avançado da oxidação precipitação de borra. Estas mudanças nas características no

óleo devem ser acompanhadas por análises físico-químicas periódicas.

Análise Cromatográfica:

O óleo mineral isolante gera gases durante seu processo de envelhecimento normal e

acentuadamente quando na ocorrência de falhas no equipamento elétrico. A análise

cromatográfica tem como objetivo determinar a composição desta mistura de gases

que normalmente se dissolve no óleo isolante. As falhas incipientes, ou seja, aquelas

que estão no início, usualmente têm baixa concentração de gases e, portanto seu

acompanhamento através de análises periódicas pode evitar danos mais sérios ao

equipamento elétrico.




CONTROLE E ANÁLISE DE VIBRAÇÕES EM MÁQUINAS


Aplicado na manutenção preditiva e gerenciamento dos mais diversos tipos de

máquinas rotativas, abrangendo os mais diversos segmentos da industria brasileira e

mundial como: mineração, siderurgia, geração de energia, petróleo e gás, alimentícia,

papel e celulose, nuclear, automobilística, aeroespacial, naval, e de serviços em

geral;

Permite uma avaliação imediata e detalhada do estado da máquina considerando

todas as condições dinâmica que a mesma manifesta;

Na industria, o controle preditivo através da análise de vibração se traduz em maior

disponibilidade e confiabilidade dos equipamentos e menor variabilidade do processo;











é um movimento oscilatório em torno de uma referência;

é a resposta do sistema à ação de uma força;

quando a força atuante é a natural do sistema provoca vibrações

na freqüência natural do sistema;

quando a força atuante é uma força estimulada provoca vibrações

na freqüência do estimulo;

para que haja vibração, um corpo necessita de massa e

elasticidade;

uma máquina terá um movimento vibratório o qual é resultado de

todas as forças dinâmicas atuantes na mesma.

CONCEITOS GERAIS SOBRE VIBRAÇÕES






IMPLEMENTAÇÃO DE PLANO DE CONTROLE

A determinação da condição da máquina baseia-se no acompanhamento dos

parâmetros de vibração periodicamente ou permanente, e o tratamento e avaliação

das informação medidas.

Quando se trata de controle periódico o rigor da repetibilidade do mesmo ponto de

medição em todas as coletas é extremamente importante para garantir

confiabilidade e credibilidade dos dados coletados.

Técnicas Mais Aplicadas:

Nível Global

Análise de Tendência

Espectro de Frequência - FFT

Sinal no Tempo

Espectros e Cascatas

Alarme por bandas











AMPLITUDE

A amplitude da Vibração pode ser expressa por três grandezas:

DESLOCAMENTO;

VELOCIDADE;

ACELERAÇÃO.






PARÂMETROS DE VIBRAÇÃO UTILIZADOS






PROBLEMAS DETECTÁVEIS

Desequilíbrio

Choques

Desalinhamento

Ressonância

Cavitação

Folgas

Falha Rolamentos

Instabilidades Fluidodinâmicas

Falhas de origem elétrica

Empeno






IMPLEMENTAÇÃO DE PLANO DE CONTROLE

A aplicação das Técnicas de Medição e Análise de Vibrações na determinação da

condição atual da máquina tem os seguintes objetivos fundamentais:

Detecção antecipada da avaria (medições periódicas, rotina, alarmes automáticos)

Diagnóstico da causa da avaria (medições excepcionais, técnicas avançadas)






MEDIÇÃO EM NÍVEL GLOBAL

É a primeira técnica a ser implementada no acompanhamento da condição da máquina, e é o

mais utilizado. Consiste geralmente na medição da velocidade eficaz (RMS) na faixa de

freqüência entre 10 e 1 kHz.

Os valores obtidos são comparados com os respectivos valores de referência ou com tabelas de

severidade de vibração de modo a determinar a condição relativa da máquina.

Outros parâmetros como aceleração e deslocamento também são utilizados no

acompanhamento global.






MEDIÇÃO PERIÓDICA

Amplificador

Mola

pré-tensionada

Massa

Cristal

Base

Coletor de dados para Monitoração Periódica (off – line) Sensor Piezoelétrico (Acelerômetro)






PONTOS / DIREÇÃO DE MEDIÇÃO

Os pontos de medição são sempre o mais próximo

possível dos mancais.

As direções indicadas por norma são:

- AXIAL,

- HORIZONTAL

- VERTICAL






TÉCNICA DE DETECÇÃO – ANÁLISE DE TENDÊNCIA

Metodologia de análise de tendência é altamente aconselhada e aplicada em virtude da maior

parte das anomalias das máquinas se desenvolver gradualmente no tempo e considerando

que as ferramentas de análise de vibrações permitem a detecção da falha na sua fase

incipiente.






TÉCNICA DE DETECÇÃO – ANÁLISE DE TENDÊNCIACom o advento dos sistemas computadorizados, o acompanhamento da condição da vibração e a detecção

de eventuais problemas se tornou muito mais rápido e pratico. Com a utilização de programas de

computador específicos é possível fazer gestão de centenas ou e até milhares de equipamentos e pontos

graças a automatização dos sistemas.

Os valores de alerta, alarme e perigo, que são parametrizáveis pelo utilizador de acordo normas especificas

existentes, na experiência ou no histórico do equipamento.






AVALIAÇÃO DA SEVERIDADE DA VIBRAÇÃO

Normas de Severidade mais conhecidas:

ISO 10816 – Mechanical Vibration – Evaluation of machine vibration by

measurement on non-rotating part;

VDI 2056 - Evaluation of mechanical vibrations of rotating machinery;

ISO 7919 - Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by

measurements on rotating shafts;

ISO 2954 -1973 Requirements for Instruments for Measuring Vibration

Severity






NORMA APLICADA PARA VIBRAÇÃO DE CARCAÇA (ABSOLUTA)















TÉCNICAS DE INSPEÇÃOEXEMPLO: VIBRAÇÃO FLUIDODINÂMICA/ CAVITAÇÃO BOMBA CENTRÍFUGA

Bomba de Recirculação 2

Diagnostico: Houve alteração

nos valores de aceleração e

choque a partir do inicio de

2011, com indicação de

vibração fluidodinâmica

(cavitação). Verificar possível

alteração na condição

operacional, e/ou restrição de

fluxo na sucção da bomba ou

problemas internos na bomba.



TÉCNICAS DE INSPEÇÃOEXEMPLO: VIBRAÇÃO FLUIDODINÂMICA/ CAVITAÇÃO BOMBA CENTRÍFUGA




INSPEÇÃO PREDITIVA NÃO INTRUSIVAEXEMPLO: PONTE ROLANTE CAP. 450 TON. – CARREGAMENTO DE AÇO LÍQUIDO




INSPEÇÃO PREDITIVA NÃO INTRUSIVAEXEMPLO: PONTE ROLANTE CAP. 450 TON. – CARREGAMENTO DE AÇO LÍQUIDO




PERIODICIDADE DE APLICAÇÃO


A periodicidade em geral depende do tipo e criticidade do equipamento no

processo, e principalmente do intervalo P F (Curva PF) conhecido ou esperado.

Para equipamentos em condições normais de operação, e com operação contínua

a freqüência de inspeção preditiva não intrusiva recomendada é mensal.



MANUTENÇÃO INDUSTRIAL

Referências Bibliográficas

KARDEC, Alan e NASCIF, Júlio. Manutenção Função Estratégica. Rio de Janeiro.

Qualitymark Editora Ltda. – 2013. 4ª Edição

Escola Superior Náutica - http://www.enautica.pt

TECÉM – TECNOLOGIA EMPRESARIAL LTDA - http://www.tecem.com.br

ABRAMAN – Associação Brasileira de Manutenção - http://www.abraman.org.br/

http://www.maintenanceresources.com/

Artigo Júlio Nascif Xavier - obtido no site www.bhnet.com.br/tecem

ENGEMAN - http://www.engeman.com.br

GestaoIndustrial.com - http://gestaoindustrial.com/

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