Termografia Em Locomotivas

8/2/2019 Termografia Em Locomotivas

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UTILIZAO DA TERMOGRAFIA NA MANUTENO DE LOCOMOTIVAS EINSPEO DE VAGES.


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Atualmente no Brasil esto em operao diversos modelos de locomotivasdiesel-eltricas, desde locomotivas mais antigas e de grande simplicidade at as defabricao mais recente que dispe de alta tecnologia como computadores quegerenciam o funcionamento de seus sistemas. H uma grande diferena tecnolgicaentre elas, porm esta diferena menor em algo comum a ambas: sua manuteno.

Em uma manuteno preventiva, por exemplo, a maioria das atividades requeruma nica ao: a de observar. Minuciosamente o equipamento inspecionado. Soobservados vrios componentes para conferir seu desgaste, nveis, se h peasquebradas ou fora do lugar, alm de serem executados diversos testes para se observar ofuncionamento do equipamento, tudo isso com a inteno de garantir a confiabilidadedo mesmo. Confiabilidade e algo que a rea de manuteno de qualquer empresabusca. Os melhores mantenedores no so aqueles que diagnosticam e corrigem umaavaria rapidamente, e sim aqueles que a impedem de ocorrer.

Muitas vezes um componente ou uma pea, antes de falhar, apresenta indcios deque isto ir ocorrer. Em locomotivas, antigas ou modernas, tanto no sistema eltrico oumecnico um desses indcios a alterao na temperatura, porm alteraes de

temperatura em sua maioria no podem ser vistas ou sentidas pelo ser humano.Visando modernizar a atividade de manuteno de nossas locomotivas,

adicionamos em nossas revises o uso da termografia. Com a utilizao de uma cmeratermogrfica possvel ver as alteraes de temperatura que anteriormente no erampercebidas pelo mantenedor e que evidenciam uma futura falha no equipamento.

Foram significativos os benefcios desta prtica e este trabalho tem porfinalidade demonstr-los nas pginas a seguir. A principio o foco deste a utilizao datermografia na manuteno de locomotivas, porm ser tambm demonstrada autilizao da termografia nas inspees de vages em virtude dos bons resultadosobtidos com esta prtica.


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UTILIZAO DA TERMOGRAFIA EM SISTEMAS ELTRICOS

Com uso da termografia possvel detectar pontos de mau contato nos circuitoseltricos da locomotiva, principalmente no de alta tenso onde os danos causados pormau contato so mais severos aos equipamentos em virtude da corrente elevada. Em

alguns casos esses danos resultam em incndio, colocando vidas em risco e podendocausar grandes prejuzos.A potncia dissipada em uma conexo calculada pela resistncia do contato

multiplicado pelo quadrado da corrente que circula pelo mesmo, logo uma conexo commau contato dissipar mais calor do que uma mesma conexo que apresente um bomcontato. Por esta razo uma das formas de se realizar a termografia a de se comparartemperaturas j que em muitas partes do circuito a corrente que circula a mesma, porexemplo, as conexes entre os motores de trao e a locomotiva quando a mesmatraciona.

LIGAO DOS MOTORES DE TRAO

CURCUITO SIMPLIFICADO

Quando em trao o motor tem sua armadura (A, AA) ligada em srie com o

campo (F, FF) e a corrente que circula pelas conexes a mesma, ento a temperaturanos terminais de ligao muito prxima. Uma diferena entre as temperaturas indicaanormalidade como veremos no termograma na prxima pgina.


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A conexo a esquerda est aquecida enquanto as demais esto praticamente coma mesma temperatura. A diferena de temperatura de aproximadamente 10C. Esteexame foi realizado com a locomotiva em trao ponto um. Deve se levar emconsiderao que a corrente vai ser mais elevada quando em operao a plena carga(ponto oito) Este tipo de anomalia requer correo imediata.

Outro ponto onde tambm pode se fazer comparao so os contatores e chavesno circuito de alta tenso como no exemplo abaixo:

O contator mostrado acima apresentava um diferencial de temperatura de maisde trinta graus em relao a outro contator por onde circulava uma corrente de valorprximo. Aps interveno constatou-se que a causa do aquecimento foi uma falta deaperto nos parafusos que fixam o contato fixo.

Chaves reversoras e BKT tambm tm seus contatos examinados. Um maucontato em uma chave BKT, por exemplo, pode causar a destruio da chave, pois seuscontatos esto muito prximos e em frenagem dinmica existem pontos com grande

diferencial de potencial. Abaixo so mostrados pontos de aquecimento. Um em umachave reversora ( esquerda) onde em seus contatos circulam correntes de valores


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praticamente iguais. Os contatos circulados em preto esto frios enquanto o circuladoem vermelho est quente. O termograma direita mostra uma conexo de umbarramento com a chave BKT onde o aquecimento tem origem no parafuso. Mais umavez utilizada a comparao.

Abaixo mostrado outro ponto de aquecimento em uma chave BKT (GM)

A grande vantagem de se utilizar a termografia que se pode ver a propagaodo calor pelo corpo que esta sendo examinado e assim saber exatamente onde o pontoque esta ocorrendo o aquecimento. No termograma abaixo possvel ver esta vantagem.

No barramento de sada dos retificadores esto ligados trs cabos. No cabo direita (circulado em vermelho na foto) existe um aquecimento. Este aquecimento no


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parte do contato do barramento com terminal e sim do cabo com o terminal. Esta avariase deve a uma falha na prensagem do terminal no cabo.

Resistores de freio dinmico e seus barramento costumam apresentar avariasdecorrentes de aquecimento. Com a cmera termogrfica possvel detectar taisaquecimentos e sanar os pontos de mau contato evitando assim que venham a ocorrer

avarias nestes componentesEste exame nos resistores realizado aps a locomotiva funcionar algunsminutos em auto carga. O teste auto carga tem a finalidade de conferir a potnciaproduzida pela locomotiva, para isso o alternador de trao colocado emfuncionamento a potncia produzida por ele dissipada nos resistores de freiodinmico. O termograma a seguir mostra um aquecimento na juno do resistor com obarramento.

Durante exames neste tipo de equipamento foi encontrada uma mdia de 50graus centgrados nos barramentos. Quando encontrada uma temperatura acima de 65graus preciso investigar a conexo. No exemplo acima onde foi encontrada a

temperatura de 153 graus centgrados.Outro componente crtico ao calor que pode ser observado com uso da

termografia a bancada retificadora. Nela esto diversos diodos e pode se observar ofuncionamento destes atravs de sua temperatura. Um diodo mais aquecido que osdemais pode estar com problemas na transferncia de calor para o dissipador. Um diodofrio indicao que o mesmo pode estar aberto.

Observando se os equipamentos eletro-rotativos foram encontradas diversasanomalias. O termograma seguinte mostra um gerador principal durante um teste decarga. Foi possvel constatar que em um dos porta escovas havia uma escova sempresso pois a mesma estava com temperatura muito inferior em relao as demais

escovas. Uma escova sem presso no encosta no coletor e conseqentemente por elano circula corrente portanto ela no aquece.


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Na imagem abaixo mostrado um aquecimento na conexo de um geradorauxiliar com os circuitos da locomotiva.

Os circuitos de baixa tenso tambm so examinados com o uso da termografia.Durante o exame geralmente so encontrados pontos de aquecimento, pois estescircuitos possuem um grande numero de contatos e conexes. As rguas de terminaisquando so do tipo de encaixe fatalmente apresentam problemas, as do tipo de olhal somenos suscetveis a ocorrncia de mau contato. Vejamos os exemplos a seguir.

Aquecimento de 84.8 graus em contato auxiliar de chave BKT, uma falha nestecontato iria causar problemas com o freio dinmico da locomotiva.


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Acima mostrado um aquecimento em contato auxiliar em um contator depotncia. Uma falha neste contato poderia causar perca de trao da locomotiva.

Abaixo mostrada uma rgua de terminais de encaixe com um ponto deaquecimento. A temperatura de 110 graus centgrados, um exemplo de um maucontato que requer uma correo imediata.

Uma das vantagens do uso da termografia em locomotivas a rapidez do examee de seus resultados. Em virtude do seu uso muitas falhas que poderiam ocorrer nosistema eltrico de nossas locomotivas foram evitadas, o que vem reforar que vale oinvestimento nesta tcnica de inspeo, porm h alguns pontos de ateno: a escolhado equipamento correto e o treinamento dos operadores de termografia que devemconhecer bem o sistema eltrico das locomotivas que sero inspecionadas.


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UTILIZAO DA TERMOGRAFIA EM SISTEMAS MECNICOS

A inspeo termogrfica em componentes mecnicos pode mostrar anomaliasque iro causar a falha dos mesmos. O termograma abaixo mostra um aquecimentoincomum em um dos mancais de suspenso de um motor de trao. Uma falha na

lubrificao do mancal est ocorrendo e elevando a temperatura deste devido aoaumento do atrito. Um travamento no rodeiro pode ocorrer e gerar muitos transtornos.

Tambm se pode utilizar a cmera termogrfica para medio de temperatura emexames realizados no motor diesel. Os termogramas abaixo mostram a temperaturamedida nas bielas onde a diferena entre as medies no pode exceder a cinco grauscentgrados.

Os termogramas a seguir mostram um aquecimento anormal em um motor diesel

GM. possvel notar que uma ponte de vlvulas esta mais aquecida que as demais.


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Alm da avaria acima, tambm foi detectado outro aquecimento anormal.Podese observar abaixo que o rolete de um balancim de descarga est mais quente que osdemais roletes. Aps exames constatou-se que o rolete esta travando.

Como demonstrado acima com um rpido exame em um motor diesel foi

possvel constatar varias anormalidades.H outros componentes que podem ser observados e monitorados atravs da

criao de parmetros de temperatura, assim possvel acompanhar a evoluo de umaanormalidade e corrigi-la quando a temperatura chegar ao ponto crtico. Abaixo somostrados termogramas de uma tomada de fora e um cabeote de compressor de ar.

O uso de imagens trmicas em sistemas mecnicos menos comum do que ouso em sistemas eltricos e a inteno desta parte do trabalho mostrar que h muito o

que se explorar na rea mecnica e com certeza h grandes resultados a serem obtidos.


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INSPEO DE VAGES COM USO DE CMERA TERMOGRFICA

Rodas e rolamentos so pontos monitorados durante a circulao de vages. Umgrimpamento em um rolamento pode causar acidentes graves. Medindo a temperatura

do rolamento possvel detectar uma anomalia. A roda tambm deve ter suatemperatura observada, pois caso a temperatura esteja muito alta danos iro ocorrer roda. Se a temperatura estiver baixa durante ou aps a frenagem, o sistema de freio podeestar ineficiente ou inoperante.

Em alguns casos os mantenedores utilizam o pirmetro tico para fazer este tipode monitoramento. Este pirmetro tambm funciona baseado na deteco da radiaoinfravermelha, porm somente mostrado o valor da temperatura. A vantagem dacmera que com ela possvel ver o calor e rapidamente definir se o problema est naroda ou no rolamento.

No termograma abaixo possvel ver um aquecimento no aro da roda em torno de176 graus centgrados. A temperatura do rolamento tambm foi medida (circulada em

preto) e estava em torno de 56.5 graus. Comparada com as rodas de outros vages namesma composio foi encontrada uma diferena superior a 120 graus centgrados.

Abaixo um termograma mostrando um rodeiro com aquecimento normal.


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O prximo termograma mostra que dois vages de uma composio esto com

aquecimento excessivo. Este termograma foi feito a uma certa distncia e possvelobservar um aquecimento no final da composio (ponto claro no centro da imagem).

O prximo termograma mostra que dois vages de uma composio esto comaquecimento excessivo. Este termograma foi feito a uma certa distncia e possvelobservar um aquecimento no final da composio (ponto claro no centro da imagem).

Ao aproximar do vago foi feita uma nova observao e comparando com osdemais vages foi constatado aquecimento excessivo nos rodas (termograma abaixo).Causa do aquecimento: freio manual no estava totalmente solto.

Durante os exames realizados nos vages os problemas encontrados foramrelacionados a aquecimento das rodas. No foram constatados casos de rolamentoquente. Como parmetros foram adotadas as seguintes temperaturas limites: 85 grauscentgrados para rolamentos e 400 graus centgrados para rodas, porm nos casos deroda quente encontrados utilizou-se a comparao com demais rodas da mesmacomposio.

Concluindo: a utilizao da termografia para realizao de exames em rodas erolamentos uma pratica simples e rpida para garantir a confiabilidade dos vages

principalmente em ferrovias que no possuem detectores de caixa/roda quente ao longode sua malha.

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