Análise de vibração preditiva aplicada a turbomáquinas

A análise de vibração preditiva é uma técnica utilizada no monitoramento de equipamentos mecânicos rotativos para identificar possíveis falhas, evitar paradas não programadas e contribuir para a confiabilidade operacional. Neste artigo, conheça as principais técnicas aplicadas às turbomáquinas, incluindo a análise de vibração e processamento por FFT e o monitoramento de órbitas, além da importância do planejamento na manutenção.

Manutenção preditiva em equipamentos mecânicos rotativos

A manutenção preditiva baseada no monitoramento contínuo de condição é uma estratégia essencial para garantir a confiabilidade operacional, elevar a produtividade e evitar paradas não programadas em máquinas rotativas industriais. Em vez de intervir por períodos fixos ou atuar após a ocorrência da quebra, a abordagem preditiva acompanha a integridade do ativo em tempo real, permitindo a identificação precoce de anomalias mecânicas e elétricas.

Tecnologias avançadas para turbomáquinas

A análise de vibração em turbomáquinas, como turbinas a gás, turbinas a vapor, compressores centrífugos, turbogeradores, turborredutores e turbobombas, exige técnicas avançadas devido à presença de mancais de deslizamento hidrodinâmicos (mancais de metal patente ou babbitt), às elevadas dinâmicas rotacionais e às variações instantâneas de carga.

Por isso, a aplicação isolada de técnicas convencionais de análise de vibração não é suficiente para diagnosticar e prever possíveis falhas mecânicas, sendo necessária a utilização de técnicas analíticas avançadas para um diagnóstico adequado.

Análise de vibração e processamento por FFT

A análise de vibração é a principal técnica empregada no monitoramento de ativos rotativos e integra as práticas de manutenção preditiva desses equipamentos. Por meio da Transformada Rápida de Fourier (FFT), os sinais vibratórios coletados no domínio do tempo são convertidos para o domínio da frequência. Essa conversão isola as componentes harmônicas e revela a "assinatura espectral" característica de cada falha, obtendo assim uma indicação precisa de onde a falha irá surgir, e com acompanhamento ao longo do tempo pode-se elaborar o gráfico de tendencias que indicará quando o equipamento provavelmente irá falhar.

Monitoramento de órbitas em turbomáquinas

Em turbomáquinas e equipamentos pesados apoiados sobre mancais de deslizamento hidrodinâmicos, a medição da vibração relativa do eixo é realizada sem contato por sensores combinados, a combinação ortogonal a 90° desses sinais gera gráficos de órbitas bidimensionais, mapeando a trajetória do eixo para diagnosticar fenômenos complexos, como folgas mecânicas, roçamento (rubbing) e instabilidades da película de óleo (oil whirl e oil whip)

Importância do planejamento na manutenção

Quando uma condição anormal não é avaliada no momento adequado, a manutenção deixa de ser uma decisão estratégica e passa ser uma manutenção reativa, atuando sobre a falha que já ocorreu enquanto uma intervenção planejada permite definir a melhor janela de parada, alocar profissionais qualificados, garantir a disponibilidade prévia de peças e minimizar os impactos no cronograma de produção.

O planejamento eficiente da manutenção depende da integração entre a condição técnica dos equipamentos e a realidade operacional da planta. Para isso, é imprescindível contar com uma base de dados sólida que permita embasar a tomada de decisões.

Recomendações para um planejamento eficiente de manutenção

Um planejamento eficiente de manutenção considera as condições operacionais dos equipamentos, o histórico de monitoramento, a criticidade dos ativos e os recursos necessários para intervenções programadas. Entre as principais recomendações, destacam-se:

• Histórico operacional: Avaliar através de técnicas avançadas de análises de vibração as condições operacionais dos equipamentos e gerar curvas de tendencias.
• Análise de condição atual: Inspeção detalhada das condições operacionais do equipamento tais como desempenho real, sinais térmicos, pressões de operação e sinais vibratórios.
• Mapeamento de criticidade: Determinar o impacto que a indisponibilidade do equipamento gera no processo produtivo.
• Alinhamento com a produção: Definir janelas de parada estratégicas que não comprometam as metas da planta.
• Logística de peças e recursos: Garantir a preparação antecipada de ferramentas, peças de reposição e equipe técnica.
• Controle normativo de severidade: Investigar variações na amplitude de vibração em relação aos valores de referência conforme diretrizes como a ISO 20816.

Como a Wórtice contribui para a manutenção preditiva de turbomáquinas?

A manutenção preditiva depende de dados confiáveis, análise técnica e planejamento para transformar sinais de alteração em decisões de manutenção. Em turbomáquinas, a análise de vibração e o monitoramento de órbitas podem contribuir para identificar anomalias e acompanhar a condição dos equipamentos, apoiando a definição das intervenções necessárias.

Para isso, a Wórtice Energia oferece soluções de engenharia, manutenção e diagnóstico de turbomáquinas, com suporte técnico para avaliar as condições operacionais dos equipamentos e orientar as ações necessárias. Esse trabalho contribui para que a indústria tenha mais informações para organizar as intervenções, preparar os recursos técnicos e reduzir os riscos associados a paradas não programadas.

Precisa avaliar as condições operacionais das turbomáquinas da sua planta?

Entre em contato com a equipe da Wórtice para conversar sobre as necessidades da sua operação e as possibilidades de acompanhamento técnico dos seus ativos.