A globalização estende-se hoje no mundo todo, em todos os seus setores e mais do que nunca na indústria mundial, seja do ramo madeireiro, metalúrgico ou qualquer outra atividade industrial. A indústria que for competitiva sobrevive nessa selva da globalização e acaba se agigantando a frente daquelas que não conseguiram por algum motivo se adaptar a esse processo mundial.
Então o papel da manutenção chega a ser em muitos casos fator decisivo para o fortalecimento de uma indústria. Chegou-se então a era da manutenção moderna, onde não se tolera a parada de um processo de forma não programada ou não se tem que diminuir os custos de manutenção.
A Manutenção, como os demais setores da indústria, tem exigido constante aprimoramento na qualidade de seus produtos, em face de disputa do mercado.
Nas últimas décadas, esta prática tem obrigado as indústrias cada vez mais reduzirem seus custos operacionais. Estes custos são afetados pela eficiência de um sistema de manutenção.
Com isso as Empresas, através do departamento de manutenção, vêm dando cada vez mais todo apoio necessário ao desenvolvimento, aprimoramento e implantação de tecnologias aplicadas à manutenção.
A idéia de parar uma máquina para abri-la, inspecioná-la ou esperar que venha a falhar pode ser um grande risco para a produção. Baseado neste conceito e considerando-se os aspectos de segurança, confiabilidade, desempenho e disponibilidade, conclui-se que o ideal é que a manutenção intervenha na máquina apenas quando e onde se fizer necessário.
No entanto a manutenção preditiva se propõe, através de técnicas de diagnose, estabelecer parâmetros confiáveis para avaliação do estado real dos componentes e, com isto, prever uma falha, ao invés de apenas presumi-la.
E um dos mais importantes métodos de predição utilizado na indústria principalmente quando se trata de equipamentos rotativos (bombas, turbinas, redutores, ventiladores, compressores) é a chamada técnica de análise vibracional, tema esse será escopo desse trabalho.
Fundamentos da Vibração
Pode-se definir o fenômeno da vibração como uma oscilação de um corpo em torno de uma posição de referência. Ela é fenômeno que esta presente no dia-a-dia, no lar, no trabalho, nas viagens e em praticamente todos os lugares. Freqüentemente a vibração é um processo destrutivo, gerando falhas causando fadiga de vários componentes de máquina.
O movimento vibratório é a resposta de um equipamento às forças dinâmicas que a excitam. As vibrações em um equipamento ocorrem em várias freqüências distintas e se propagam para todo o equipamento.
Os sistemas mecânicos contem três componentes que interagem entre si e são responsáveis pelo comportamento dinâmico. Mola (rigidez ou flexibilidade), amortecedor (dissipação de energia) e massa (inércia). Submetido esses componentes a forças constantes, eles reagem com deslocamento, velocidade e aceleração. Pode-se de uma forma básica explanar o conceito de vibrações com o descrito acima, sendo que este é um tema extremamente complexo.
· O valor pico-a-pico indica a máxima amplitude da onda e é usado, por exemplo, onde o deslocamento vibratório da máquina é parte crítica na tensão máxima de elementos de máquina.· O valor de pico é particularmente usado na indicação de níveis de impacto de curta duração.
· O valor médio, por outro lado, é usado quando se quer se levar em conta um valor da quantidade física da amplitude em um determinado tempo.
· O valor RMS ( Root – Mean - Square )é a mais importante medida da amplitude porque ele mostra a média da energia contida no movimento vibratório. Portanto, mostra o potencial destrutivo da vibração.
Na prática, os sinais de vibração consistem em muitas freqüências ocorrendo simultaneamente, dificultando a observação em um gráfico amplitude X tempo. Esses componentes podem ser visualizados plotando a amplitude da vibração X freqüência. O mais importante dos sinais de vibração é o estudo dos componentes individuais da freqüência que é chamado de análise de freqüência, uma técnica que pode ser considerada a principal ferramenta de trabalho nos diagnósticos de medida de vibração.
Definição técnica da análise de vibrações
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.
Onde se aplica a análise vibracional?
A análise de vibração usualmente está associada às máquinas rotativas, aos propulsores e aos escoamentos. Podemos dar como exemplo, os geradores de energia, compressores de ar, bombas rotativas, sistemas de refrigeração e meios de transporte em geral.
O que faz a análise de vibrações?
Toda máquina apresenta um determinado nível de ruído e vibração, devido à operação e as vibrações externas. Porém uma pequena parcela dessas vibrações e ruídos é causada por defeitos mecânicos, ou excitações secundárias perturbadoras. O acréscimo dessas vibrações é um primeiro sinal de uma falha.
Cada máquina apresenta uma forma característica de vibrações, sinais específicos do equipamento. Cada elemento de máquina apresenta uma forma específica de vibração, o comportamento dinâmico da máquina é uma somatória das perturbações de todos seus componentes, defeitos e forças externas. Assim todos os componentes comuns, possuem diferentes e particulares freqüências de vibração, que podem ser isoladas e identificadas através da transformada rápida de Fourier (FFT).
A amplitude de cada componente de vibração distinto deverá permanecer constante ao longo do tempo, caso não ocorram alterações na dinâmica operacional da máquina ou mudança na integridade dos componentes.
Formas de se medir vibrações
As análises podem ser feitas manualmente onde os equipamentos são transportados facilmente de um lado para o outro.
Ou podem ser monitoradas constantemente com equipamentos instalados definitivamente nas máquinas com a missão de executar uma monitoração constante, podendo estes ser on-line onde é feito através de probes (sensores) instalados nos mancais, cujos sinais são levados até painéis de controles instalados no campo.
Como funciona a medição?
A utilização de acelerômetros como transdutores de vibrações, permite a conversão do movimento vibratório em sinal elétrico, e a respectiva medição e análise com analisadores de sinal convenientemente escolhidos, tornam a análise de vibrações e a eventual posterior redução numa tarefa fácil, precisa e eficaz. A precisão das medições depende essencialmente da qualidade do equipamento de medida utilizado e do transdutor seleccionado.
Pontos de medição
· Medições nos planos horizontal e vertical de cada mancal, no mínimo, uma posição axial de monitoramento para cada eixo;
· Para bombas e equipamentos montados verticalmente devem ter uma posição de coleta na direção radial;
· Deve-se fazer medições na região da zona de carga do rolamento ou na direção horizontal.
Vantagens da análise vibracional
· Aumento da freqüência de inspeções;
· “Intimidade” com os equipamentos assegurada;
· Histórico e tendências íntegros;
· Acompanhamentos e avaliações constantes e confiáveis;
· Redução dos custos de manutenção;
· Redução de falhas nas máquinas;
· Aumento de vida das peças;
· Aumento da produção;
· Melhoria na segurança do operador.
Aplicações
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