SENAI- CIMATEC

DOCENTE: Adson Freitas

CURSO: Petroquímica

TURMA: 46736

PRÁTICAS: ANÁLISE DE VIBRAÇÕES E ANÁLISE TERMOGRÁFICA

SALVADOR-BA

2015

Discentes: Amanda Keyla, Ananda Lima, Brendon Guedes, Daniela Silveira, Jisely Sampaio, Joyce Caroline, Joyce Taíla, Laísa Dias, Larissa Oliveira, Mísia Vitória, Tamires Viegas.

PRÁTICA: ANÁLISE DE VIBRAÇÕES E ANÁLISE TERMOGRÁFICA

Experimentos realizados: 26/08/2015; 02/09/2015 e 09/06/2015.

SALVADOR-BA

2015

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Relatório elaborado pelos alunos do curso de Petroquímica, da turma 46736, orientado pelo professor Adson Freitas, destinado a disciplina Ferramentas da Manutenção, na unidade SENAI-CIMATEC.

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO.......................................................................................................

2. OBJETIVOS............................................................................................................

3. MATERIAIS............................................................................................................

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL................................................................

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO.............................................................................

6. CONCLUSÃO.........................................................................................................

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................

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1. INTRODUÇÃO

O termo “manutenção” vem do latim: manus tenere, que significa manter o que se tem. No

fim do século XIX, com a mecanização das indústrias, surgiu a necessidade dos primeiros

reparos. Com o advento da Primeira Guerra Mundial e a implantação da produção em série, as

fábricas passaram a necessitar de reparos em máquinas operatrizes. Em 1950 surgiu a

primeira manutenção, a acidental ou por quebra; esta manutenção é utilizada após a avaria do

produto. Uma década depois, surgiu a Manutenção Preventiva que é a manutenção realizada a

fim de reduzir a possibilidade da falha ou queda no desempenho, seguindo a um plano

previamente elaborado, baseado em intervalos definidos. Logo após, veio a Manutenção

Produtiva Total que tem o objetivo de melhorar o sistema de Gestão da Manutenção mediante

a melhoria da qualidade da equipe e qualidade do equipamento. Anos seguintes, surgiu a

Manutenção Preditiva que é a que monitora e controla as máquinas e equipamentos a fim

“dela” tentar predizer quando ocorrerá uma falha. A mais nova manutenção é a Detectiva, que

busca detectar “falhas ocultas” ou não perceptíveis a equipe de operação e manutenção.

Dentre todas citadas, uma das mais solicitadas pelas indústrias é a Manutenção Preditiva, que

apresar de ter um custo maior, garante mais vida útil aos equipamentos. Esse sistema

preditivo abrange dois métodos bastante utilizados, a análise de vibração e a análise

termográfica.

A Análise de Vibração é o processo pelo qual as falhas em componentes móveis de um

equipamento, são descobertas pela taxa de variação das forças dinâmicas geradas. Tais forças

afetam o nível de vibração, que pode ser avaliado em pontos acessíveis das máquinas, sem

interromper o funcionamento dos equipamentos.

O aprendizado das vibrações tem uma fundamental importância para as novas engenharias. A

análise de vibrações em máquinas e equipamentos estão sendo utilizadas por muitas empresas

no Brasil, por melhorar a qualidade e desenvolvimento dos produtos, trazendo lucros para a

nação.

A implantação de um sistema preditivo faz com que diminua os gastos com manutenções,

assim como dispõe de conhecimentos adicionais para os técnicos e engenheiros, desta forma

há melhoria no desenvolvimento da produção de uma indústria. Algumas máquinas carecem

de vibrações, como alguns transportadores, peneiras vibratórias, etc. Porém, tanto máquinas,

equipamentos como o próprio ser humano não se adaptam em ambientes vibratórios.

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A análise de vibrações é uma ferramenta devota em problemas como a deficiência de projetos,

erros de especificação, fabricação, instalação, manutenção, entre outros. As principais

consequências das vibrações são:

Altos riscos de acidentes;

Desgaste prematuro de componentes;

Quebras inesperadas (com paradas repentinas de produção);

Aumento do custo de manutenção (consumo de peças de reposição);

Perdas de energia;

Fadiga estrutural;

Desconexão de partes (instabilidade geométrica);

Baixa qualidade dos produtos (acabamento ruim);

Ambiente de trabalho inadequado.

Todos os equipamentos transmitem frequências de vibração quando estão em

funcionamento. Através de equipamentos adequados, podemos captar quais são as

frequências normais de funcionamento e quais aquelas que aparecem apenas quando o

equipamento se encontra com defeito. Exemplos de Defeitos Diagnosticáveis por Análise de

Vibração:

Desbalanceamentos;

Desalinhamentos;

Folgas Estruturais;

Folgas Internas (mancais e alojamentos);

Problemas em Engrenagens;

Problemas em Rolamentos;

Correias;

Cavitação;

Eixos Empenados;5

Falha de Lubrificação;

Ressonâncias Estruturais;

Problemas Elétricos (Motores).

Em uma análise de vibrações, a coleta de dados se dá através de um acelerômetro ligado a um

coletor de dados. Esses dados são passados para o computador, onde podem ser vistos e

analisados. A análise é feita através do espectro de frequências, onde é possível distinguir as

diferentes frequências, bem como a sua amplitude. Todo sinal é captado em forma de onda

pelo coletor de dados, ou seja, um sinal no domínio do tempo.

Transformada rápida de Fourier

O matemático francês Fourier, provou que era possível tomar um sinal no domínio do tempo e

identificar os conteúdos de frequência por uma série de cálculos de senos e cossenos. A

Transformada de Fourier evoluiu para a Transformada Direta de Fourier (Direct Fourier

Transform DFT), que leva menos tempo na execução dos mesmos cálculos. Na realidade,

nem todas as frequências são calculadas com o DFT, o que resulta em uma transformação

mais rápida, que recebe o nome de Transformada Rápida de Fourier - FFT. Neste processo o

sinal é convertido para um espectro de frequência, ou seja, agora ele apresenta um sinal no

domínio da frequência, no qual é impresso com o eixo vertical (Y) como a amplitude e o eixo

horizontal (X) como a assinatura de frequência.

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Domínio da frequência.

O sinal de entrada é composto de muitas ondas de senos diferentes. O FFT “pega” estas ondas

de senos complexas e as separa em ondas de seno por componente. Estas ondas de seno

separadas são projetadas no eixo da frequência e temos um espectro. Além do espectro de

frequências, temos ainda o recurso da demodulação de frequências, (envelope, peak view),

onde podemos analisar rolamentos e engrenamentos.

Portanto, é por isso e outros quesitos que a análise de vibrações é tida como a melhor maneira

de saber o que se passa com um equipamento sem a necessidade de desmonta-lo, mas para

isso, temos que acompanhá-lo e saber quais são os itens que o compõem.

A Temperatura é a grandeza que mais é medida pelo mundo. Além de ter uma grande

importância em quase todos os campos da ciência, principalmente na física, química e

biologia. Todos os corpos acima do zero absoluto (0° K ou -273,16° C) emitem

espontaneamente Radiação Infravermelha (radiação térmica). Onde é nessa medição que a

radiação fornece informações a respeito da temperatura do objeto. Este calor está na forma de

“radiação invisível infravermelha”. A Termografia é a técnica que visualiza esse calor

invisível.

A análise termografia é uma técnica de sensoriamento remoto que possibilita a medição de

temperatura e a formação de imagens térmica de um componente, equipamento ou processo, a

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partir da radiação infravermelha, por meio de dispositivos de obtenção de imagens térmicas

sem ou com contato.

Tem uma base no método preditivo de manutenção, com propósito de aumentar a

confiabilidade dos equipamentos, ou seja, o equipamento estar disponível para executar

determinado trabalho, mantendo suas funções continuamente quando este for solicitado.

Considerando que toda quebra em equipamentos provocados por disfunção em componentes,

apresenta anteriormente um sintoma de falha, detectar a alteração da temperatura normal de

operação dos componentes elétricos, tem sido uma prática bastante utilizada pelas indústrias,

e a aplicação da termografia é utilizada como método para monitorar a temperatura dos

componentes, evitando aquecimento excessivo e possíveis falhas.

Termografia.

A termografia se abrange por varias áreas, tais como:

Astronomia

Aeroespacial

Militar e segurança

Conservação de energia

Monitoramento de processos

Pesquisa

Medicas e Veterinárias

END

Detecção de vazamentos de gás

Manutenção Preditiva

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A geração de imagens térmicas pode ser utilizada também na inspeção de equipamentos

elétricos, de processos e no diagnóstico de construções. Os equipamentos elétricos

incluem motores, equipamentos de distribuição, quadros de comando, subestações entre

outras. Equipamentos de processo incluem equipamentos de montagem e manufatura

automatizados. Os diagnósticos de construção incluem a verificação de umidade em

telhados e inspeções de vazamento de ar e detecção de umidade no isolamento de

prédios. Dentre essas aplicações, são mais comumente utilizados para inspecionar a

integridade de sistemas elétricos. Além de inspeções termográficas em equipamentos

mecânicos e elétricos, também existe uma ampla utilização em demais processos. Um

exemplo é no diagnóstico de construções que podem utilizar o termovisor para inspeção

de umidade em telhados, onde através da diferença de temperatura se comparada a

outros pontos do telhado pode-se verificar vazamentos de água, e demais danos nas

estruturas causados por infiltrações.

Sendo a termografia, utilizada para se analisar a distribuição térmica e medir

temperaturas de equipamentos e conexões através da detecção da radiação

infravermelha, e que todos os objetos acima do zero absoluto emitem radiação térmica

devido à agitação de átomos e moléculas dos quais são constituídos.

Todos os processos de transferência de energia térmica podem ocorrer de três formas,

até que se tenha uma uniformização térmica entre os corpos envolvidos: condução,

convecção e radiação.

“A condução pode ser definida como o processo pelo qual a energia é transferida de uma

região de alta temperatura para outra de temperatura mais baixa dentro de um meio

(sólido, líquido ou gasoso) ou entre meios diferentes em contato direto”. - Lia e Quites

(2005)

“A convecção pode ser definida como o processo pelo qual energia é transferida das

porções quentes para as porções frias de um fluido através da ação combinada de:

condução de calor, armazenamento de energia e movimento de mistura” - Lia e Quites

(2005)

A radiação pode ser definida como o processo pelo qual o calor é transferido de uma

superfície de alta temperatura para uma superfície de temperatura mais baixa, quando

tais superfícies estão separadas no espaço (ainda que exista vácuo entre elas), através de 9

ondas eletromagnéticas denominadas ondas caloríficas ou calor radiante, predominando

os raios infravermelhos viajam na velocidade da luz.

A Emissividade é a relação entre a radiação emitida por um corpo real e a radiação

emitida por um corpo negro (objeto teórico) na mesma temperatura e observados no

mesmo intervalo de comprimento de onda. Fatores que influenciam a emissividade:

Material: diferente material = diferente emissividade;

Estrutura da superfície: lisa, polida, rugosa, opaca;

Geometria: forma, furos, ângulos, cavidades;

Ângulo de represa: é o ângulo de incidência entre a posição de represa do operador e a

superfície do objeto ( Lei de Lambert );

Temperatura: a emissividade aumenta com o aumento da temperatura.

A análise termográfica pode evitar tais despesas e infortúnios através da inspeção

periódica, mantendo controlada a empresa com inúmeros benefícios, aumentando a vida

útil dos componentes sendo ela empresa de grande, médio ou pequeno porte.

2. OBJETIVO

Capacitar os discentes em relação a identificar fontes de vibração aquelas mais comuns e

que, portanto, podem ser responsabilizada pela quase totalidade das vibrações mecânicas

indesejáveis nos equipamentos como: Desbalanceamento; Desalinhamento ( Eixos/

Correias/ Correntes);Alinhamento ; Rolamentos e etc; diagnosticadas pela Análise de

Vibração que foi realizada. E a análise termográfica ensina a como captar a emissão de

calor em algum corpo, através da radiação infravermelha.

3. MATERIAIS

Lâmpada estroboscópica;

Coletor de vibrações;

Sensor acelerômetro;

Estetoscópio;

Ponteiro;

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Tacômetro;

Câmera termográfica;

Termo higrômetro;

Termômetro sem contanto;

Xícara;

Luvas;

Alicate;

Tesoura;

Copo metálico;

Placa de acrílico;

Placa plástica;

Placa de vidro;

Peça metálica;

Tesoura;

Forno elétrico.

4. PROCEDIMENTO

1ª prática – Análise de vibrações:

Primeiramente determinou-se a localização do equipamento (motor-bomba) e em seguida

anotou-se as informações contidas no equipamento em relação a tipo, marca, rotação e sentido

de giro. Mediu-se as vibrações em cada um dos mancais (o LA e LOA) da bomba e do motor

utilizando-se uma caneta medidora de vibrações, na qual mediu-se em um ponto horizontal,

um vertical e no equipamento por completo realizou-se uma medição axial, além de uma

medição na base. Após cada medição anotou-se os valores que apareceram na tela do

medidor, que foram fornecidos em aceleração (mm´s) e em envelope da aceleração (gE).

Em seguida determinou-se a frequência, através da utilização de um aparelho chamado

estroboscópio, que forneceu o valor da rotação efetiva, no qual comparou-se com a rotação

nominal (fornecido no equipamento). Em seguida, com o valor da rotação efetiva calculou-se

a frequência, ou seja, dividiu o valor da rotação efetiva por 60.

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Próxima parte determinou-se os valores de alerta e alarme, que também são encontrados

através de dados fornecidos no equipamento, como o valor do equipamento estava em CV e o

valor utilizado deve ser em KW (tabela 1) utilizou-se o fator de conversão 0,735 para

transformar o valor de CV para KW. Com esse valor, utilizou-se a “tabela 1” para descobrir o

valor de alerta global em mm/s, em seguida este valor multiplicou-se por 3 encontrando assim

o valor do alarme.

Tabela 1: Para descobrir o campo.

Em seguida encontrou-se o valor de alerta e alarme para cada rolamento da bomba e do

motor. Para a bomba utilizou-se o número dela, fornecido na mesma, no qual os dois

primeiros números indicam qual o tipo do rolamento e dois últimos indicam o valor do

diâmetro interno. Através do diâmetro interno e com auxílio da “tabela 2” encontrou-se o

valor do alerta e em seguida multiplicou-se por 3 para encontrar o valor do alarme. Para o

rolamento do motor utilizou-se um paquímetro para medir o diâmetro interno e em seguida

com este dado analisou-se o valor do alerta na “tabela 2” e multiplicou-se por 3 para encontrar

o valor do alarme.

Tabela 2: Diâmetros relacionadas aos últimos números da bomba.

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XX00 - 10 mm Ø

XX01 - 12 mm Ø

XX02 - 15 mm Ø

XX03 - 17 mm Ø

XX04 até XX96 multiplica por 5.

Logo após colocou-se todos os valores medidos com a caneta medidora de vibração e todos os

valores de alerta e alarme em uma tabela no Excel, sendo que esta indicava se cada medida

estava boa, satisfatória, em alerta ou em alarme.

Por último realizou-se o alinhamento, através do alinhamento de eixos a laser e foi refeito

todos as medições com a caneta de vibrações e colocou-se em outra tabela com os valores de

alerta e alarme, a tabela indicou se cada medida estava boa, satisfatória, em alerta ou em

alarme. Em seguida analisou-se e comparou-se os valores das duas tabelas, a com dados do

equipamento desalinhado e a do alinhado.

5. RESULTADOS E DISCURSSÕES

6. CONCLUSÃO

7. REFERÊNCIAS

http://www.mecatronicaatual.com.br/educacao/1662-manuteno-preditiva-anlise-de-vibraes

https://word.office.live.com/wv/WordView.aspx?FBsrc=https%3A%2F

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